大學(xué)物理IIA（二）教學(xué)大綱

PAGEPAGE8《大學(xué)物理ⅡA（二）》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱大學(xué)物理ⅡA（二）課程編號080604課程性質(zhì)必修課課程類別學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位基礎(chǔ)教學(xué)部授課學(xué)期第一學(xué)期學(xué)分/學(xué)時2.5/40課內(nèi)學(xué)時40理論授課40上機(jī)學(xué)時0課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時0課外學(xué)時40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(xué)后續(xù)課程相關(guān)的各專業(yè)課程二、課程簡介《大學(xué)物理ⅡA（二）》是工科專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，為理論性較強(qiáng)的一門課程。本課程對大學(xué)物理知識進(jìn)行理論講授，通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握物理學(xué)中經(jīng)典磁場、電磁感應(yīng)、振動和波、波動光學(xué)的基本內(nèi)容和方法，了解經(jīng)典電磁學(xué)理論、波動光學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前沿，及其對科學(xué)發(fā)展和社會進(jìn)步的促進(jìn)作用，具備分析和解決一定問題的能力和方法，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：解磁場的無源性與有旋性，理解場的疊加原理；掌握利用畢奧-薩伐爾定律及磁場疊加原理求解載流導(dǎo)體磁場分布規(guī)律的方法；掌握利用安培環(huán)路定理求解磁場分布函數(shù)的方法；掌握安培定律，能夠分析判斷載流回路在磁場中的運動規(guī)律；掌握磁場對運動電荷的作用力公式，能夠分析判斷運動電荷在磁場中的運動規(guī)律；掌握利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動勢的方法；掌握求解一段運動導(dǎo)體的動生電動勢的方法；理解麥克斯韋關(guān)于有旋電場與位移電流假說的物理思想；了解靜電場與有旋電場的區(qū)別；掌握應(yīng)用微積分解決空間磁場分布問題的方法。培養(yǎng)用連續(xù)函數(shù)描述場的能力以及運用對稱性原理的思想方法分析解決問題的能力。通過學(xué)習(xí)和了解法拉第與麥克斯韋對電磁理論的貢獻(xiàn)，學(xué)生將能夠在科學(xué)的思維方式、與創(chuàng)新思維方式方面得到啟發(fā)、獲益；同時亦能夠?qū)茖W(xué)與人文的關(guān)系、科學(xué)家貢獻(xiàn)社會的方式有更加深入的認(rèn)識。課程目標(biāo)2：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(xué)分析和探討，學(xué)生能夠充分認(rèn)識物理學(xué)原理的應(yīng)用價值、激發(fā)學(xué)生的求知欲、增強(qiáng)其科學(xué)創(chuàng)新意識。課程目標(biāo)3：理解楊氏雙縫干涉與等厚干涉現(xiàn)象，掌握光的雙縫干涉與等厚干涉的規(guī)律；理解光柵光譜的特征以及光譜分析的意義；理解單縫衍射和光柵衍射現(xiàn)象；掌握單縫衍射的明暗條紋的生成條件及光柵衍射主明紋的生成條件。學(xué)生培養(yǎng)抽象思維的能力。通過對光的波動性的探討與分析，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)獨立獲取知識的能力、科學(xué)觀察能力和思維能力、分析問題和解決問題、特別是抽象思維能力。通過對光的波粒二象性的認(rèn)識，培養(yǎng)從多方面去認(rèn)識事物的思想。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問題。指標(biāo)點2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、等自然科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)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(biāo)2指標(biāo)點1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問題。指標(biāo)點2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、等自然科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)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(biāo)3指標(biāo)點1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問題。指標(biāo)點2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、等自然科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)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(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元經(jīng)典磁場與電磁感應(yīng)（學(xué)時數(shù)：18學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，畢奧—薩伐爾定律；用場的疊加原理來計算一些簡單問題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。（2）穩(wěn)恒磁場的規(guī)律——磁場高斯定理和安培環(huán)路定理；用安培環(huán)路定理計算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。（3）安培定律和洛倫茲力公式；計算簡單幾何形狀的載流導(dǎo)線所受的安培力；分析帶電粒子在均勻電場和磁場中的運動規(guī)律。（4）電動勢的概念。（5）楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律；動生電動勢和感生電動勢的本質(zhì)，有旋電場的概念；計算簡單的動生電動勢及感生電動勢。2.重點和難點【重點】重點是利用疊加原理和環(huán)路定理計算磁感應(yīng)強(qiáng)度；利用疊加原理計算電流產(chǎn)生的安培力；選擇合適的方法計算感應(yīng)電動勢?！倦y點】難點是微積分運算在疊加原理中的應(yīng)用。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計能力，強(qiáng)化知識應(yīng)用意識，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（5）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）知識掌握：理解磁場的無源性與有旋性，理解場的疊加原理；掌握利用畢奧-薩伐爾定律及磁場疊加原理求解載流導(dǎo)體磁場分布規(guī)律的方法；掌握利用安培環(huán)路定理求解磁場分布函數(shù)的方法；掌握安培定律，能夠分析判斷載流回路在磁場中的運動規(guī)律；掌握磁場對運動電荷的作用力公式，能夠分析判斷運動電荷在磁場中的運動規(guī)律；掌握利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動勢的方法；掌握求解一段運動導(dǎo)體的動生電動勢的方法；了解靜電場與有旋電場的區(qū)別；掌握應(yīng)用微積分解決空間磁場分布問題的方法。（2）能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生用連續(xù)函數(shù)描述場的能力以及運用對稱性原理的思想方法分析解決問題的能力。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1第二單元振動和波（學(xué)時數(shù)：10學(xué)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(jī)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(qiáng)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(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計能力，強(qiáng)化知識應(yīng)用意識，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（5）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；4.學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(biāo)課程目標(biāo)2第三單元波動光學(xué)（學(xué)時數(shù)：12學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）獲得相干光的方法；光程及光程差的概念以及光程差和相位差的關(guān)系；分析、確定雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置。（2）惠更斯—菲涅耳原理；分析單縫夫瑯禾費衍射條紋分布規(guī)律的方法即菲涅耳半波帶法，單縫衍射的圖樣及條紋分布規(guī)律。（3）光柵衍射公式；會確定光柵衍射譜線的位置。2.重點和難點【重點】光的干涉和衍射——薄膜干涉、單縫及光柵衍射?！倦y點】光的干涉和衍射的分析方法。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計能力，強(qiáng)化知識應(yīng)用意識，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（5）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）知識掌握：理解楊氏雙縫干涉與等厚干涉現(xiàn)象，掌握光的雙縫干涉與等厚干涉的規(guī)律；理解光柵光譜的特征以及光譜分析的意義；理解單縫衍射和光柵衍射現(xiàn)象；掌握單縫衍射的明暗條紋的生成條件及光柵衍射主明紋的生成條件。（2）能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的能力。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)3（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元經(jīng)典磁場與電磁感應(yīng)講授法、案例教學(xué)、小組討論、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)1181：1第二單元振動和波講授法、案例教學(xué)、小組討論、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)2101：1第三單元波動光學(xué)講授法、案例教學(xué)、小組討論、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)3121;1合計401：1五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程的考核以考核學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對各知識點的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容，學(xué)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40%；期末考試成績，占比60%。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(xì)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(xué)習(xí)（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(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)習(xí)：完成任務(wù)點學(xué)習(xí)，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(xué)、靜電場等綜合物理知識分析解決物理問題；主要考查學(xué)生對物理學(xué)的基本概念、定理定律和物理方法的理解與運用等；考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)答案評定成績。（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元經(jīng)典磁場與電磁感應(yīng)1-1磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，畢奧—薩伐爾定律；用場的疊加原理來計算一些簡單問題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。1-2穩(wěn)恒磁場的規(guī)律——磁場高斯定理和安培環(huán)路定理；用安培環(huán)路定理計算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。1-3安培定律和洛倫茲力公式；計算簡單幾何形狀的載流導(dǎo)線所受的安培力；分析帶電粒子在均勻電場和磁場中的運動規(guī)律。1-4電動勢的概念。1-5楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律；動生電動勢和感生電動勢的本質(zhì)，有旋電場的概念；計算簡單的動生電動勢及感生電動勢。作業(yè)、測驗、期末考試課程目標(biāo)1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(jī)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(qiáng)和減弱的條件。作業(yè)、測驗、期末考試課程目標(biāo)2第三單元波動光學(xué)3-1獲得相干光的方法；光程及光程差的概念以及光程差和相位差的關(guān)系；分析、確定雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置。3-2惠更斯—菲涅耳原理；分析單縫夫瑯禾費衍射條紋分布規(guī)律的方法即菲涅耳半波帶法，單縫衍射的圖樣及條紋分布規(guī)律。3-3光柵衍射公式；會確定光柵衍射譜線的位置。作業(yè)、測驗、期末考試課程目標(biāo)3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）