大學物理ⅢA（一） 教學大綱

PAGEPAGE7《大學物理ⅢA（一）》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱大學物理ⅢA（一）課程編號440020002課程性質(zhì)必修課課程類別學科專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位基礎(chǔ)教學部授課學期第二學期學分/學時2.0/32課內(nèi)學時32理論授課32上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時0課外學時32適用專業(yè)工科各專業(yè)是否雙語否先修課程高等數(shù)學后續(xù)課程相關(guān)的各專業(yè)課程二、課程簡介《大學物理ⅢA（一）》是工科專業(yè)的學科專業(yè)基礎(chǔ)課，為理論性較強的一門課程。本課程對大學物理知識進行理論講授，通過本課程的學習掌握物理學中牛頓力學、振動和波的基本內(nèi)容和方法，了解牛頓力學、振動和波的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前沿，及其對科學發(fā)展和社會進步的促進作用，具備分析和解決一定問題的能力和方法，為今后進一步學習專業(yè)知識，適應(yīng)新理論、新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，參與高新技術(shù)研究開發(fā)打好必要的物理基礎(chǔ)。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，學生達到以下目標：課程目標1：掌握質(zhì)點運動學的描述方法；并通過質(zhì)點運動的描述方法理解運動參考量之間的關(guān)系；進而掌握質(zhì)點運動學問題的通用解決方法。通過學習質(zhì)點運動學研究方法，讓學生掌握通過觀察、分析、演繹、歸納、科學抽象、類比聯(lián)想等方法有意識地培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，并對所涉問題有一定深度的理解，判斷研究結(jié)果的合理性的能力。通過這部分知識的學習，培養(yǎng)通過微積分的思想去解決實際問題的能力。通過歸納總結(jié)提出運動學問題的解決方案的過程，培養(yǎng)追求真理的勇氣，嚴謹求實的科學態(tài)度和刻苦鉆研的作風。課程目標2：了解質(zhì)點動力學的概念；掌握解決質(zhì)點動力學問題的三種解決方案：牛頓定律加質(zhì)點運動學的方案、動量和沖量的解決方案和功和能的解決方案并熟練掌握這三種方案中所包含的定理和定律；理解沖量的概念、功的概念、勢能的概念和機械能的概念。培養(yǎng)學生能夠根據(jù)質(zhì)點或者質(zhì)點系的特征、性質(zhì)以及實際情況，抓住主要矛盾，進行合理的簡化，建立相應(yīng)的物理模型，并用質(zhì)點動力學理論結(jié)合基本數(shù)學方法進行描述、分析、研究的能力。通過動力學方程和定理、定律的簡潔明快、對稱和諧的美學特征，培養(yǎng)科學的審美觀，學會用美學的觀點欣賞和發(fā)掘科學的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強認識和掌握自然科學規(guī)律的自主能力。課程目標3：掌握簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法，理解相位及相位差的物理意義；理解平面簡諧波波函數(shù)的物理意義以及波是能量傳播的一種重要形式，理解相位傳播的概念和相位差在波的疊加中的作用；掌握線性運動疊加原理，掌握發(fā)生相位突變的物理條件。培養(yǎng)運用幾何法和函數(shù)法描述振動和波動的能力。對波動現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)等物理現(xiàn)象的教學分析和探討，學生能夠充分認識物理學原理的應(yīng)用價值、激發(fā)求知欲、增強其科學創(chuàng)新意識。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1：掌握數(shù)學和自然科學知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復雜的工程問題。指標點2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學、物理、力學、等自然科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析各種復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。工程知識問題分析課程目標2指標點1：掌握數(shù)學和自然科學知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復雜的工程問題。指標點2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學、物理、力學、等自然科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析各種復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。工程知識問題分析課程目標3指標點1：掌握數(shù)學和自然科學知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復雜的工程問題。指標點2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學、物理、力學、等自然科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析各種復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。工程知識問題分析四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元質(zhì)點力學（學時數(shù)：22學時）1.課程主要內(nèi)容（1）描述質(zhì)點運動狀態(tài)的物理量：位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速；質(zhì)點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。（2）牛頓三定律及其適用條件，用微積分方法求解一維變力作用下簡單的質(zhì)點動力學問題。（3）功的概念，計算直線運行情況下變力的功的方法；保守力作功的特點及勢能的概念，計算重力、彈性力和萬有引力勢能的方法。（4）質(zhì)點的動能定理和動量定理，用它們分析、解決質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的簡單力學問題的基本方法；機械能守恒定律、動量守恒定律，運用守恒定律分析問題的思想和方法，分析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運動的力學問題。2.重點和難點【重點】重點是質(zhì)點運動的描述方法及解決質(zhì)點運動問題的基本方法；牛頓運動定律、動量和沖量、功和能的基本原理及其在質(zhì)點動力學問題中的應(yīng)用。【難點】難點是矢量運算、微積分運算等方法在物理學中的應(yīng)用。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學生的合作能力和校本課程設(shè)計能力，強化知識應(yīng)用意識，發(fā)展學生的教學能力和反思能力。（4）線下預(yù)習與課堂教學相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學生的自主學習能力；（5）利用學習通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學生的課堂參與度，提升學習質(zhì)量；4.學生學習預(yù)期成果1.知識掌握：掌握描述質(zhì)點運動的基本物理量以及解決質(zhì)點運動學問題的基本方法；掌握牛頓運動定律、動量和沖量、功和能等相關(guān)的基本概念及其定理和定律。2.能力培養(yǎng)：通過把力學中平動的研究對象抽象為理想模型——質(zhì)點，逐步使學生學會建立模型的科學研究方法。培養(yǎng)學生在物理學中運用矢量運算、微積分運算等方法的能力。5.支撐課程目標支撐課程目標1和課程目標2第二單元振動和波（學時數(shù)：10學時）1.課程主要內(nèi)容（1）描述簡諧振動和簡諧波的各物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。（2）簡諧運動的基本特征，根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧運動的運動方程。（3）旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個簡諧運動的合成規(guī)律。（4）簡諧振動的能量。（5）機械波的產(chǎn)生條件，平面諧波的波方程以及物理意義。（6）惠更斯原理和波的疊加原理，波的相干條件以及干涉加強和減弱的條件。2.重點和難點【重點】簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法。【難點】相位及相位差的物理意義，旋轉(zhuǎn)矢量法，波的疊加分析。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學生的合作能力和校本課程設(shè)計能力，強化知識應(yīng)用意識，發(fā)展學生的教學能力和反思能力。（4）線下預(yù)習與課堂教學相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學生的自主學習能力；（5）利用學習通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學生的課堂參與度，提升學習質(zhì)量；4.學生學習預(yù)期成果（1）知識掌握：掌握簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法，理解相位及相位差的物理意義；理解平面簡諧波波函數(shù)的物理意義以及波是能量傳播的一種重要形式，理解相位傳播的概念和相位差在波的疊加中的作用；掌握線性運動疊加原理，掌握發(fā)生相位突變的物理條件。（2）能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學生運用幾何法和函數(shù)法描述振動和波動的能力。5.支撐課程目標支撐課程目標3（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元質(zhì)點力學講授法、案例教學、小組討論、線上線下混合教學課程目標1、2221：1第二單元振動和波講授法、案例教學、小組討論、線上線下混合教學課程目標3101：1合計321：1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程的考核以考核學生能力培養(yǎng)目標的達成為主要目的，以檢查學生對各知識點的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容，學期總評成績使用百分制評定，由兩部分構(gòu)成：平時成績，占比30%；期末考試成績，占比70%。課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)與考核/評價細則平時成績40%作業(yè)、測驗等平時成績可由作業(yè)（十分制）（不少于8次）、測驗（十分制）（不少于2次）、課堂表現(xiàn)（十分制）、線上學習（十分制）等環(huán)節(jié)按比例構(gòu)成，具體選擇環(huán)節(jié)和構(gòu)成比例由任課教師自行確定。評價細則：1.作業(yè)：單次作業(yè)滿分10分，取平均值。2.測驗：按評分標準打分，滿分10分，取平均值。3.課堂表現(xiàn)：由課上互動、主題討論、筆記簽到等環(huán)節(jié)獲得積分，最高者折合10分，其余按比例折合。4.線上學習：完成任務(wù)點學習，滿分10分。期末考試60%閉卷考試（1）卷面成績100分，閉卷考試，以卷面成績的70%計入課程總評成績。（2）主要考核應(yīng)用質(zhì)點力學、靜電場等綜合物理知識分析解決物理問題；主要考查學生對物理學的基本概念、定理定律和物理方法的理解與運用等；考查學生應(yīng)用數(shù)學工具解決物理問題的能力?？荚囶}型為：選擇題、填空題、計算題和問答題（或者判斷題）等。（3）期末考試按照試卷的標準答案評定成績。（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元質(zhì)點力學1-1描述質(zhì)點運動的各種參量及其物理意義1-2解決質(zhì)點運動學問題的基本原理1-3描述質(zhì)點做曲線運動的切向加速度和法相向速度1-4功和勢能的概念1-5牛頓運動定律、動量和沖量、功和能三種方法在質(zhì)點動力學問題中的應(yīng)用作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1、2第二單元振動和波2-1描述簡諧振動和簡諧波的各物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。2-2簡諧運動的基本特征，根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧運動的運動方程。2-3旋轉(zhuǎn)矢量法；同方向、同頻率的兩個簡諧運動的合成規(guī)律。2-4簡諧振動的能量。2-5機械波的產(chǎn)生條件，平面諧波的波方程以及物理意義。2-6惠更斯原理和波的疊加原理，波的相干條件以及干涉加強和減弱的條件。作業(yè)、測驗、期末考試課程目標3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材馬文蔚主編：《物理學》上、下冊，高等教育出版社，2020年10月第七版。（二）相關(guān)推薦書目1、盧德馨等．大學物理學（第二版）．北京：高等教育出版社，2003年2、程守洙等．普通物理學（第八版）．北京：