《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：F80209學(xué)分：2.5分總學(xué)時/課內(nèi)實踐學(xué)時：40學(xué)時/0學(xué)時課程性質(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)對象：動科、測繪、地質(zhì)、遙感、數(shù)據(jù)、農(nóng)水、水工、水資、信計等專業(yè)。一、課程簡介大學(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，學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究方法，從而實現(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：一部分是平時成績，包括簽到、課堂測試、課后作業(yè)以及答疑情況；另外一部分是期末測試。新形勢下，《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。課程思政是一項系統(tǒng)工程，要在教學(xué)大綱、教案、教學(xué)過程、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、社會責(zé)任，社會主義核心價值觀以及中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育三個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;以課程評價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、政治覺悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)洹⑷姘l(fā)展的人才。2．通過講授和討論力學(xué)、氣體動理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)知識，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單的力學(xué)和熱學(xué)的科學(xué)問題。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，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來進(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)要求對應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對××專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：具有扎實的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識和工程基礎(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，并綜合運用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題。1-1能夠利用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識進(jìn)行大數(shù)據(jù)工程問題的表述；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)知識用于復(fù)雜工程問題的推演、分析和計算；畢業(yè)要求2：掌握統(tǒng)計與機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法，能夠綜合運用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的基本原理，對復(fù)雜的工程系統(tǒng)，識別問題、描述問題并通過文獻(xiàn)研究分析與大數(shù)據(jù)相關(guān)的工程問題，以獲得有效結(jié)論。2.1能夠運用數(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，識別和判斷復(fù)雜工程問題的關(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，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。12-1.能夠認(rèn)識堅持探索和不斷學(xué)習(xí)的必要性，具有理論聯(lián)系實際、自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識和能力；1課程教學(xué)安排課程共有8項教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時實驗/實踐教學(xué)學(xué)時學(xué)時小計1緒論“天眼”激發(fā)愛國熱情，為中華民族偉大復(fù)興做貢獻(xiàn)0.500.52運動的描述中國高鐵享譽(yù)世界3.503.53牛頓運動定律及習(xí)題課“太極一號”實驗衛(wèi)星5054功和能長江三峽水利樞紐工程4045動量北京正負(fù)電子對撞機(jī)2026剛體定軸轉(zhuǎn)動及習(xí)題課先進(jìn)慣性導(dǎo)航技術(shù)9097氣體的動理論中國第一臺萬噸水壓機(jī)6068熱力學(xué)基礎(chǔ)熱機(jī)發(fā)展史10010合計40040教學(xué)安排緒論教學(xué)要求：了解物理學(xué)研究內(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：通過認(rèn)識物理學(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；了解中國物理學(xué)史增強(qiáng)學(xué)生的民族自信、愛國情懷和使命感。教學(xué)內(nèi)容：物理學(xué)研究對象，物理學(xué)的發(fā)展概況，物理學(xué)的重要作用。運動的描述教學(xué)要求：了解三個基本物理概念：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點；熟悉掌握描述物體運動狀態(tài)的四個物理量：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動的描述；掌握運動學(xué)兩類問題的解題方法和思路；了解相對運動的處理方法。重點難點：位置矢量、位移、速度、加速度和運動方程。切向加速度、法向加速度。思政元素：通過了解物理模型，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；位置矢量、位移、速度、加速度；運動方程，圓周運動，切向加速度，法向加速度；相對運動。牛頓運動定律教學(xué)要求：理解牛頓運動定律的內(nèi)容及實質(zhì)，明確牛頓運動定律的范圍及條件；掌握牛頓運動定律的應(yīng)用。重點難點：牛頓運動定律及其應(yīng)用。思政元素：將本節(jié)的力學(xué)知識與我國的高鐵建設(shè)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和職業(yè)使命。教學(xué)內(nèi)容：牛頓第一定律、第二定律、第三定律；牛頓運動定律的應(yīng)用。功和能教學(xué)要求：理解功的概念，會計算變力所作的功；掌握動能定理；掌握功能原理、機(jī)械能守恒定律。重點難點：功的計算，勢能的概念，功能定理的應(yīng)用。思政元素：了解長江三峽水利樞紐工程利用勢能轉(zhuǎn)化動能進(jìn)而轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電原理，讓學(xué)生知道運用我們所學(xué)的物理知識能夠?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)的動力。教學(xué)內(nèi)容：功、動能、勢能；動能定理、功能定理、機(jī)械能守恒定律。動量教學(xué)要求：掌握動量定理和動量守恒定律。重點難點：動量、動量定理和動量守恒定律。變力的沖量。思政元素：了解北京正負(fù)電子對撞機(jī)（BEPC)是20世紀(jì)80年代我國改革開放后，在充分學(xué)習(xí)國外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研制成功的第一臺大科學(xué)裝置。它的建成，標(biāo)志著我國進(jìn)入了高能物理研究的科技先進(jìn)國家之林。激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)家國情懷。教學(xué)內(nèi)容：動量與沖量；動量定理、動量守恒定律。剛體定軸轉(zhuǎn)動教學(xué)要求：掌握剛體平動和轉(zhuǎn)動的特點及剛體作定軸轉(zhuǎn)動的描述；理解力矩的概念，掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律；了解轉(zhuǎn)動慣量的計算方法；應(yīng)用轉(zhuǎn)動定律解決剛體的動力學(xué)問題；理解剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動動能，掌握定軸轉(zhuǎn)動的動能定理；理解角動量的概念，掌握質(zhì)點和剛體的角動量、角動量定理及角動量守恒定律。重點難點：定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律、定軸轉(zhuǎn)動的功能定理、角動量定理和角動量守恒定律的應(yīng)用。思政元素：通過我國航天器姿態(tài)調(diào)整案例，實現(xiàn)角動量守恒定律的知識遷移，同時激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)家國情懷。教學(xué)內(nèi)容：剛體、平動與轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)動慣量、轉(zhuǎn)動動能、剛體角動量；定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律、定軸轉(zhuǎn)動的功能定理、角動量定理和角動量守恒定律。六、氣體動理論教學(xué)要求：理解理想氣體分子模型和統(tǒng)計假設(shè)；理解壓強(qiáng)和溫度統(tǒng)計意義及微觀本質(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)計意義；了解平均碰撞頻率和平均自由程。重點難點：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)枺v述蛟龍?zhí)栐O(shè)計師徐芑南院士和大國工匠顧秋亮技師的科研攻關(guān)歷程及人物事跡，植入我國科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)：愛國、敬業(yè)、敢為、創(chuàng)新、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、堅持、專一。教學(xué)內(nèi)容：平衡態(tài)、統(tǒng)計假設(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；掌握理想氣體各過程的能、功和熱量的分析計算；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)過程的特征，并能計算熱循環(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，理解實際的宏觀過程的不可逆性的意義重點難點：熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第一定律對理想氣體等值過程的應(yīng)用、循環(huán)過程、卡諾循環(huán)。思政元素：了解熱力學(xué)發(fā)展史，認(rèn)識到從熱量概念的演變到熱力學(xué)三個定律的形成凝聚了眾多科學(xué)家的心血，從一次次的推論，試驗然后得出結(jié)論，這是一段艱辛的歷史，也是讓人類認(rèn)識自然，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)實踐教學(xué)內(nèi)容及要求無課程考核與評價表4：成績評定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細(xì)則平時成績40原則上簽到占3