《大學(xué)物理》課程教學(xué)大綱

《大學(xué)物理》教學(xué)大綱課程名稱：大學(xué)物理英文名稱：CollegePhysics課程編號(hào)：F80209學(xué)分：2.5分總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：40學(xué)時(shí)/0學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：必修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院大學(xué)物理教研室適應(yīng)對(duì)象：動(dòng)科、測(cè)繪、地質(zhì)、遙感、數(shù)據(jù)、農(nóng)水、水工、水資、信計(jì)等專業(yè)。一、課程簡(jiǎn)介大學(xué)物理學(xué)是工科各本科專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，屬于公共必修課。大學(xué)物理課程的教學(xué)目的是：使學(xué)生系統(tǒng)掌握物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究方法，從而實(shí)現(xiàn)開闊學(xué)生思路、激發(fā)創(chuàng)新精神、提升創(chuàng)新能力、提高科學(xué)素質(zhì)的目的。大學(xué)物理考核方式分為兩部分：一部分是平時(shí)成績(jī)，包括簽到、課堂測(cè)試、課后作業(yè)以及答疑情況；另外一部分是期末測(cè)試。新形勢(shì)下，《大學(xué)物理》作為工科各本科專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，課程思政融入顯得更為必要和迫切。課程思政是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要在教學(xué)大綱、教案、教學(xué)過(guò)程、作業(yè)、習(xí)題進(jìn)行全程融入。要緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，從專業(yè)認(rèn)同、職業(yè)倫理、社會(huì)責(zé)任，社會(huì)主義核心價(jià)值觀以及中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育三個(gè)方面挖掘課程思政的元素;要以大量貼近生活的案例提升課程思政融入的效果;以課程評(píng)價(jià)把控課程思政融入質(zhì)量。Collegephysicsisanimportantbasiccourseforengineeringmajors,whichisapublicrequiredcourse.Theteachingaimofcollegephysicscourseistoenablestudentstograspthebasicknowledgeofphysicssystematically,tolearnscientificthinkingandresearchmethods,inordertoopenupstudents'thinking,stimulatethespiritofinnovation,improvetheabilityofinnovation,improvethescientificquality.Thecollegephysicstestisdividedintotwoparts:theusualgrades,whichincludecheck-in,classtests,homeworkassignmentsandQ&A,andthefinalexam.Underthenewsituation,“Universityphysics”asanimportantbasiccourseforengineeringundergraduatemajors,thecourseofideologicalandpoliticalintegrationismorenecessaryandurgent.Curriculumpoliticsisasystemsengineeringthatshouldbeintegratedintothesyllabus,lessonplans,teachingprocess,assignmentsandexercises.Itisnecessarytoexcavatetheideologicalandpoliticalelementsofthecurriculumfromthreeaspects:professionalidentity,professionalethics,socialresponsibility,socialistcorevaluesandChinesetraditionalcultureeducationWeshouldimprovetheeffectofideologicalandpoliticalintegrationbyalargenumberofcasesclosetolife,andcontrolthequalityofideologicalandpoliticalintegrationbycourseevaluation.二、課程目標(biāo)1.思政目標(biāo)：圍繞學(xué)生、關(guān)照學(xué)生、服務(wù)學(xué)生，不斷提高學(xué)生思想水平、政治覺(jué)悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的人才。2．通過(guò)講授和討論力學(xué)、氣體動(dòng)理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生掌握力學(xué)和熱學(xué)的基本概念、基本規(guī)律和原理，能分析和處理一些簡(jiǎn)單的力學(xué)和熱學(xué)的科學(xué)問(wèn)題。3.了解物理學(xué)的新成就和發(fā)展方向，拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來(lái)進(jìn)一步發(fā)展奠定良好的物理基礎(chǔ)。1.Ideologicalandpoliticalobjectives:focusonstudents,careforstudents,andservestudents,constantlyimprovestudents'ideologicallevel,politicalawareness,moralquality,andculturalliteracy,andmakestudentsbecometalentswithbothabilityandintegrityandall-rounddevelopment.2.Throughteachinganddiscussingthebasicknowledgeofmechanics,kinetictheoryofgases，fundamentalsofthermodynamics,studentscanmasterthebasicconcepts,basiclawsandprinciplesofmechanicsandheat,analyzeanddealwithsimplescientificproblemsofmechanicsandheat.3.Understandthenewachievementsanddevelopmentdirectionofphysics,expandstudents'horizons,cultivatestudents'innovativeconsciousness,andlayagoodphysicalfoundationforthestudyoffollow-upcoursesandfurtherdevelopmentinthefuture.三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對(duì)××專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識(shí)和工程基礎(chǔ)，系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題。1-1能夠利用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行大數(shù)據(jù)工程問(wèn)題的表述；2,31-3能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識(shí)用于復(fù)雜工程問(wèn)題的推演、分析和計(jì)算；畢業(yè)要求2：掌握統(tǒng)計(jì)與機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法，能夠綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的基本原理，對(duì)復(fù)雜的工程系統(tǒng)，識(shí)別問(wèn)題、描述問(wèn)題并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析與大數(shù)據(jù)相關(guān)的工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。2.1能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的基本概念、原理和數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，識(shí)別和判斷復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；1,2,3畢業(yè)要求12：在數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)理論和技術(shù)不斷更新的背景下具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。12-1.能夠認(rèn)識(shí)堅(jiān)持探索和不斷學(xué)習(xí)的必要性，具有理論聯(lián)系實(shí)際、自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力；1課程教學(xué)安排課程共有8項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1緒論“天眼”激發(fā)愛國(guó)熱情，為中華民族偉大復(fù)興做貢獻(xiàn)0.500.52運(yùn)動(dòng)的描述中國(guó)高鐵享譽(yù)世界3.503.53牛頓運(yùn)動(dòng)定律及習(xí)題課“太極一號(hào)”實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星5054功和能長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程4045動(dòng)量北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)2026剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)及習(xí)題課先進(jìn)慣性導(dǎo)航技術(shù)9097氣體的動(dòng)理論中國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)噸水壓機(jī)6068熱力學(xué)基礎(chǔ)熱機(jī)發(fā)展史10010合計(jì)40040教學(xué)安排緒論教學(xué)要求：了解物理學(xué)研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用范圍，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。思政元素：通過(guò)認(rèn)識(shí)物理學(xué)的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，樹立科學(xué)的世界觀；了解中國(guó)物理學(xué)史增強(qiáng)學(xué)生的民族自信、愛國(guó)情懷和使命感。教學(xué)內(nèi)容：物理學(xué)研究對(duì)象，物理學(xué)的發(fā)展概況，物理學(xué)的重要作用。運(yùn)動(dòng)的描述教學(xué)要求：了解三個(gè)基本物理概念：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點(diǎn)；熟悉掌握描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)物理量：位置矢量、位移、速度、加速度的矢量定義式及其在直角坐標(biāo)系、自然坐標(biāo)系中的表示式；掌握一般平面曲線運(yùn)動(dòng)的描述；掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題的解題方法和思路；了解相對(duì)運(yùn)動(dòng)的處理方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：位置矢量、位移、速度、加速度和運(yùn)動(dòng)方程。切向加速度、法向加速度。思政元素：通過(guò)了解物理模型，坐標(biāo)系等基本物理概念，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的態(tài)度。教學(xué)內(nèi)容：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點(diǎn)；位置矢量、位移、速度、加速度；運(yùn)動(dòng)方程，圓周運(yùn)動(dòng)，切向加速度，法向加速度；相對(duì)運(yùn)動(dòng)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律教學(xué)要求：理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)，明確牛頓運(yùn)動(dòng)定律的范圍及條件；掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用。思政元素：將本節(jié)的力學(xué)知識(shí)與我國(guó)的高鐵建設(shè)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和職業(yè)使命。教學(xué)內(nèi)容：牛頓第一定律、第二定律、第三定律；牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。功和能教學(xué)要求：理解功的概念，會(huì)計(jì)算變力所作的功；掌握動(dòng)能定理；掌握功能原理、機(jī)械能守恒定律。重點(diǎn)難點(diǎn)：功的計(jì)算，勢(shì)能的概念，功能定理的應(yīng)用。思政元素：了解長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程利用勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能進(jìn)而轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電原理，讓學(xué)生知道運(yùn)用我們所學(xué)的物理知識(shí)能夠?qū)⒆匀坏牧α哭D(zhuǎn)化成惠及人民的能量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。教學(xué)內(nèi)容：功、動(dòng)能、勢(shì)能；動(dòng)能定理、功能定理、機(jī)械能守恒定律。動(dòng)量教學(xué)要求：掌握動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律。重點(diǎn)難點(diǎn)：動(dòng)量、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律。變力的沖量。思政元素：了解北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC)是20世紀(jì)80年代我國(guó)改革開放后，在充分學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研制成功的第一臺(tái)大科學(xué)裝置。它的建成，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了高能物理研究的科技先進(jìn)國(guó)家之林。激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)家國(guó)情懷。教學(xué)內(nèi)容：動(dòng)量與沖量；動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律。剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)教學(xué)要求：掌握剛體平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)及剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的描述；理解力矩的概念，掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律；了解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算方法；應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律解決剛體的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；理解剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，掌握定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理；理解角動(dòng)量的概念，掌握質(zhì)點(diǎn)和剛體的角動(dòng)量、角動(dòng)量定理及角動(dòng)量守恒定律。重點(diǎn)難點(diǎn)：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的功能定理、角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。思政元素：通過(guò)我國(guó)航天器姿態(tài)調(diào)整案例，實(shí)現(xiàn)角動(dòng)量守恒定律的知識(shí)遷移，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)家國(guó)情懷。教學(xué)內(nèi)容：剛體、平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能、剛體角動(dòng)量；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的功能定理、角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律。六、氣體動(dòng)理論教學(xué)要求：理解理想氣體分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)；理解壓強(qiáng)和溫度統(tǒng)計(jì)意義及微觀本質(zhì)；理解能量均分定理和理想氣體的內(nèi)能；理解麥克斯韋速率分布律的統(tǒng)計(jì)意義；了解平均碰撞頻率和平均自由程。重點(diǎn)難點(diǎn)：壓強(qiáng)公式、溫度公式；能量均分原理；速率分布律。思政元素：由壓強(qiáng)引入蛟龍?zhí)?，講述蛟龍?zhí)栐O(shè)計(jì)師徐芑南院士和大國(guó)工匠顧秋亮技師的科研攻關(guān)歷程及人物事跡，植入我國(guó)科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)：愛國(guó)、敬業(yè)、敢為、創(chuàng)新、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、堅(jiān)持、專一。教學(xué)內(nèi)容：平衡態(tài)、統(tǒng)計(jì)假設(shè)、壓強(qiáng)公式、溫度公式；能量均分原理、速率分布律、平均碰撞頻率和平均自由程。七、熱力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)要求：理解內(nèi)能、功、熱量等概念；掌握理想氣體各過(guò)程的能、功和熱量的分析計(jì)算；掌握熱力學(xué)第一定律意義及其應(yīng)用；掌握摩爾熱容量；掌握循環(huán)過(guò)程的特征，并能計(jì)算熱循環(huán)、致冷循環(huán)的效率和致冷系數(shù)；理解克勞修斯熵、熵增加原理，能進(jìn)行熵變計(jì)算；了解玻耳茲曼關(guān)于熵與熱力學(xué)概率的關(guān)系式；掌握熱力學(xué)第二定律及意義，理解實(shí)際的宏觀過(guò)程的不可逆性的意義重點(diǎn)難點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體等值過(guò)程的應(yīng)用、循環(huán)過(guò)程、卡諾循環(huán)。思政元素：了解熱力學(xué)發(fā)展史，認(rèn)識(shí)到從熱量概念的演變到熱力學(xué)三個(gè)定律的形成凝聚了眾多科學(xué)家的心血，從一次次的推論，試驗(yàn)然后得出結(jié)論，這是一段艱辛的歷史，也是讓人類認(rèn)識(shí)自然，改造自然的歷史。教學(xué)內(nèi)容：功、內(nèi)能、熱量；熱力學(xué)第一定律、理想氣體等值過(guò)程、卡諾循環(huán)；熱力學(xué)第二定律、熵和熵增加原理。課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求無(wú)課程考核與評(píng)價(jià)表4：成績(jī)?cè)u(píng)定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)40原則上簽到占3