醫(yī)藥類專業(yè)大學物理課程教學基本要求

—PAGE2—醫(yī)藥類專業(yè)大學物理課程教學基本要求物理學是研究物質的基本結構、基本運動形式、相互作用及其轉化規(guī)律的自然科學。它的基本理論滲透在自然科學的各個領域，應用于生產技術的許多方面，是其他自然科學和工程技術的基礎。在人類追求真理、探索未知世界的過程中，物理學展現(xiàn)了一系列科學的世界觀和方法論，深刻影響著人類對物質世界的基本認識、人類的思維方式和社會生活，是人類文明發(fā)展的基石，在人才的科學素質培養(yǎng)中具有重要的地位。一、課程的地位、作用和任務以物理學基礎為內容的大學物理課程，是高等學校醫(yī)藥類各專業(yè)學生一門重要的通識性必修基礎課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，是一個醫(yī)藥科學工作者所必備的。大學物理課程在為學生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎，培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。通過大學物理課程的教學，應使學生對物理學的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的認識和正確的理解，為進一步學習打下堅實的基礎。在大學物理課程的各個教學環(huán)節(jié)中，都應在傳授知識的同時，注重學生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，注重學生探索精神和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，努力實現(xiàn)學生知識、能力、素質的協(xié)調發(fā)展。二、教學內容基本要求（詳見附表）大學物理課程的教學內容分為A、B兩類。其中：A為核心內容，共45條，建議學時數(shù)不少于54學時，各學?？稍诖嘶A上根據(jù)實際教學情況對A類內容各部分的學時分配進行調整；B為擴展內容，共84條，各學校應根據(jù)各專業(yè)特點和實際教學情況選擇部分B類內容和自選專題，此類內容的建議學時數(shù)不少于18學時。建議本科各專業(yè)總學時數(shù)不少于72學時。為了體現(xiàn)加強基礎的教育思想，增強學生的發(fā)展?jié)摿?，各學校應根據(jù)人才培養(yǎng)目標和專業(yè)特點進一步增加B類內容和學時數(shù)。對于培養(yǎng)高端醫(yī)藥人才的長學制各專業(yè)和某些需要加強物理基礎的醫(yī)藥類專業(yè)，建議總學時數(shù)不應少于126學時，包括54學時A類內容和不少于72學時B類內容，可參照《理工科類大學物理課程教學基本要求（2010版）》。力學 （A:4條，建議學時數(shù)8學時；B:9條）振動和波 （A:8條，建議學時數(shù)8學時；B:5條）熱學 （A:4條，建議學時數(shù)6學時；B:11條）電磁學 （A:14條，建議學時數(shù)16學時；B:14條）光學 （A:11條，建議學時數(shù)10學時；B:13條）狹義相對論力學基礎 （B:7條）量子物理基礎 （A:4條，建議學時數(shù)6學時；B:10條）分子與固體 （B:5條）核物理與粒子物理 （B:7條）天體物理與宇宙學 （B:3條）現(xiàn)代醫(yī)藥科學與技術的物理基礎專題（自選專題）三、能力培養(yǎng)基本要求通過大學物理課程教學,應注意培養(yǎng)學生以下能力：1.獨立獲取知識的能力——逐步掌握科學的學習方法，閱讀并理解相當于大學物理水平的物理類教材、參考書和科技文獻，不斷地擴展知識面，增強獨立思考的能力，更新知識結構；能夠寫出條理清晰的讀書筆記、小結或小論文。2.科學觀察和思維的能力——運用物理學的基本理論和基本觀點，通過觀察、分析、演繹、歸納、科學抽象、類比聯(lián)想等方法培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力，并對所涉問題有一定深度的理解，判斷研究結果的合理性。3．分析問題和解決問題的能力——根據(jù)物理問題的特征、性質以及實際情況，抓住主要矛盾，進行合理的簡化，建立相應的物理模型，并用物理語言和基本數(shù)學方法進行描述，運用所學的物理理論和研究方法進行分析、研究。四、素質培養(yǎng)基本要求通過大學物理課程教學,應注重培養(yǎng)學生以下素質：1.求實精神——通過大學物理課程教學，培養(yǎng)學生追求真理的勇氣、嚴謹求實的科學態(tài)度和刻苦鉆研的作風。2.創(chuàng)新意識——通過學習物理學的研究方法、物理學的發(fā)展歷史以及物理學家的成長經歷等，引導學生樹立科學的世界觀，激發(fā)學生的求知熱情、探索精神、創(chuàng)新欲望，以及敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神。3.科學美感——引導學生認識物理學所具有的明快簡潔均衡對稱奇異相對，培養(yǎng)學生的科學審美觀，使學生學會用美學的觀點欣賞和發(fā)掘科學的內在規(guī)律，逐步增強認識和掌握自然科學規(guī)律的自主能力。五、教學過程基本要求在大學物理課程的教學過程中，應以培養(yǎng)學生的知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展為目標，認真貫徹以學生為主體、教師為主導的教育理念；應遵循學生的認知規(guī)律，注重理論聯(lián)系實際，激發(fā)學習興趣，引導自主學習，鼓勵個性發(fā)展；要加強教學方法和手段的研究與改革，努力營造一個有利于培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的教學環(huán)境。教學方法——可采用啟發(fā)式、討論式等多種行之有效的教學方法，加強師生之間、學生之間的交流，引導學生獨立思考，強化科學思維的訓練。習題課、討論課是啟迪學生思維，培養(yǎng)學生提出、分析、解決問題能力的重要教學環(huán)節(jié)，提倡有條件的學校以小班形式進行，并應在教師引導下以討論、交流為主，學時數(shù)應不少于總學時的10%。鼓勵通過網(wǎng)絡資源、專題講座探索性實踐、小課題研究等多種方式開展探究式學習，因材施教，激發(fā)學生的智力和潛能，調動學生學習的主動性和積極性。教學手段——應發(fā)揮好課堂教學主渠道的作用，教學手段應服務于教學目的，提倡有效利用多媒體技術。應積極創(chuàng)造條件，充分利用計算機輔助教學、網(wǎng)絡教學等現(xiàn)代化教育技術的優(yōu)勢，擴大教學信息量，提高教學質量和效率。演示實驗——應充分利用演示實驗幫助學生觀察物理現(xiàn)象，增加感性知識，提高學習興趣。大學物理課程的主要內容都應有演示實驗（實物演示和多媒體仿真演示），其中實物演示實驗的數(shù)目不應少于10個。實物演示實驗可以采用多種形式進行，如課堂實物演示、開放演示實驗室、演示實驗走廊等。提倡建立開放性的物理演示實驗室，鼓勵和引導學生自己動手觀察實驗，思考和分析問題，進行定性或半定量驗證。有條件的學?？梢酝ㄟ^選修課或適當計算學分等措施保證上述目標的實現(xiàn)。4.習題與考核——習題與考核是引導學生學習、檢查教學效果、保證教學質量的重要環(huán)節(jié)，也是體現(xiàn)課程要求規(guī)范的重要標志。習題的選取應注重基本概念，強調基本訓練，貼近應用實際，激發(fā)學習興趣。考核要避免應試教育的傾向，積極探索以素質教育為核心的課程考核模式。5.雙語教學——在保證教學效果的前提下，有條件的學校可開展物理課程的雙語教學，以提高學生查閱外文資料和科技外語交流的能力。六、有關說明本教學基本要求適用于高等院校醫(yī)藥類各專業(yè)的物理課程。本課程宜從一年級第二學期開始，以確保學生學習本課程具有所需要的數(shù)學基礎。鼓勵各學校在本基本要求的基礎上開設反映物理學在醫(yī)藥科學中應用的后續(xù)課程，逐步建立以物理學基礎課程和物理學在生物醫(yī)藥科學中應用類課程組成的醫(yī)藥類專業(yè)物理課程體系。 教育部高等學校大學物理課程教學指導委員會 2014年9月

附表： 教學內容基本要求一、力學序號內容類別說明和建議1質點運動的描述、相對運動B力學的重點是剛體定軸轉動定律和流體（包括黏性流體）的運動規(guī)律。力學中除角動量、剛體和流體部分外絕大多數(shù)概念學生在中學階段已有接觸，故教學中展開應適度，以避免重復。通過把力學的研究對象抽象為三個理想模型，質點、剛體和理想流體，逐步使學生學會建立模型的科學研究方法。應注意學習矢量運算、微積分運算等方法在物理學中的應用?？珊喴f明守恒定律與對稱性的相互關系及其在物理學中的地位。2牛頓運動定律及其應用、變力作用下的質點動力學基本問題B3非慣性系和慣性力B4質點與質點系的動量定理和動量守恒定律B5質心、質心運動定理B6變力的功、動能定理、保守力的功、勢能、機械能守恒定律B7對稱性和守恒定律B8剛體定軸轉動定律、轉動慣量A9剛體轉動中的功和能B10質點、剛體的角動量、角動量守恒定律A11剛體進動B12理想液體的性質、伯努利方程A13黏性流體的運動、泊肅葉定律A二、振動和波序號內容類別說明和建議1簡諧運動的基本特征和表述、振動的相位、旋轉矢量法A振動和波是自然界極為普遍的運動形式，簡諧運動是研究一切復雜振動的基礎。應強調簡諧運動以及平面簡諧波的描述特點及研究方法，突出相位及相位差的物理意義。要闡明平面簡諧波波函數(shù)的物理意義以及波是能量傳播的一種重要形式，突出相位傳播的概念和相位差在波的疊加中的作用。講述機械波要為討論電磁波（光波）以及物質波的概念提供基礎。要求學生進一步掌握線性運動疊加原理，并通過在周期性外力作用下阻尼擺的混沌現(xiàn)象分析對非線性問題的特征有所了解。振動和波是應用演示手段最為豐富的部分，教學中應充分應用演示實驗和多媒體手段闡述旋轉矢量法；展示阻尼振動、受迫振動和共振現(xiàn)象、振動的合成、李薩如圖形、駐波、多普勒效應等內容。并可鼓勵學生自己設計展示物理思想和物理現(xiàn)象的多媒體課件。2簡諧運動的動力學方程A3簡諧運動的能量A4阻尼振動、受迫振動和共振B5非線性振動簡介B6一維簡諧運動的合成、拍現(xiàn)象B7兩個相互垂直、頻率相同或為整數(shù)比的簡諧運動合成B8機械波的基本特征、平面簡諧波波函數(shù)A9波的能量、能流密度A10惠更斯原理、波的衍射A11波的疊加、駐波、相位突變A12機械波的多普勒效應B13聲波、超聲波和次聲波；聲強級A三、熱學序號內容類別說明和建議1平衡態(tài)、態(tài)參量、熱力學第零定律B對于中學物理介紹得比較多的氣體宏觀規(guī)律，如氣體的物態(tài)方程、熱力學第一定律等應注意展開適度，減少不必要的重復。溫度是熱學的重要概念，除了說明溫度的統(tǒng)計意義外，還應講述為其提供實驗基礎的熱力學第零定律。注重講授大量粒子組成的系統(tǒng)的統(tǒng)計研究方法和統(tǒng)計規(guī)律，以及熱現(xiàn)象研究中宏觀量與微觀量之間的區(qū)別與聯(lián)系。通過理想氣體的壓強和氣體分子平均自由程等公式的建立以及氣體范德瓦耳斯方程的導出，進一步講授科學研究的建模方法。應強調熱力學第二定律的重要性，使學生理解和掌握熵和熵增加原理是自然界（包括自然科學和社會科學）最為普遍實用的定律之一。2理想氣體物態(tài)方程B3準靜態(tài)過程、熱量和內能B4熱力學第一定律、典型的熱力學過程B5多方過程B6循環(huán)過程、卡諾循環(huán)、熱機效率、致冷系數(shù)B7熱力學第二定律、熵和熵增加原理、玻爾茲曼熵關系式B8范德瓦耳斯方程B9統(tǒng)計規(guī)律、理想氣體的壓強和溫度A10理想氣體的內能、能量按自由度均分定理A11麥克斯韋速率分布律、三種統(tǒng)計速率A12玻耳茲曼分布B13氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程B14輸運現(xiàn)象B15液體的表面現(xiàn)象A四、電磁學序號內容類別說明和建議1庫侖定律、電場強度、電場強度疊加原理及其應用A對中學物理介紹得比較多的電場力、磁場力、靜電感應及電磁感應現(xiàn)象等內容，講述中應注意與中學教學的銜接，減少不必要的重復。電磁學的重點在于通過庫侖定律、高斯定理和環(huán)路定理、畢奧-薩伐爾定律、法拉第電磁感應定律等，學習電磁場的概念以及場的研究方法。突出介紹以點電荷的電場和電流元的磁場為基礎的疊加法。強調電場強度、電場力、磁感應強度、磁場力的矢量性。并加強學生應用微積分解決物理問題的訓練。通過講述法拉第電磁感應定律以及麥克斯韋關于渦旋電場和位移電流的基本假設，并闡明麥克斯韋方程組的物理思想，幫助學生建立起統(tǒng)一電磁場的概念以及認識電磁場的物質性、相對性和統(tǒng)一性。電路是處理電磁問題的一種常用方式，有很重要的實際意義，應說明用“路”或“場”處理電磁問題的前提條件。2靜電場的高斯定理A3電勢、電勢疊加原理A4電場強度和電勢的關系、靜電場的環(huán)路定理A5導體的靜電平衡B6電介質的極化及其描述B7有電介質存在時的電場B8電容A9磁感應強度：畢奧-薩伐爾定律、磁感應強度疊加原理A10恒定磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理A11安培定律A12洛倫茲力A13物質的磁性、順磁質、抗磁質、鐵磁質B14有磁介質存在時的磁場B15恒定電流、電流密度和電動勢A16法拉第電磁感應定律A17動生電動勢和感生電動勢、渦旋電場A18自感和互感B19電場和磁場的能量A20位移電流、全電流安培環(huán)路定律B21麥克斯韋方程組的積分形式B22電磁波的產生及基本性質B23麥克斯韋方程組的微分形式B24邊界條件B25超導體的電磁性質B26直流電：閉合電路和一段含源電路的歐姆定律、基爾霍夫定律、電流的功和功率A27交流電：簡單交流電路的解法（矢量圖解法和復數(shù)解法）、交流電的功率、三相交流電B28暫態(tài)過程、諧振電路B五、光學序號內容類別說明和建議1幾何光學基本定律B介紹幾何光學的基本定律和近軸光學成像的分析方法。重點講述光的干涉和衍射，使學生掌握判斷波的基本特征。分波陣面干涉主要介紹楊氏雙縫干涉，勞埃德鏡干涉可突出相位突變的實驗驗證。分振幅干涉的教學重點是等厚干涉及其應用。通過干涉和衍射的學習，以及一些光學器件在現(xiàn)代醫(yī)藥科學及工程技術中的應用，使學生理解光柵光譜的特征以及光譜分析的意義，了解光學精密測量的基本方法。光學也是演示手段較為豐富的一部分，可充分運用多媒體手段展示干涉和衍射現(xiàn)象的規(guī)律及其變化、單縫衍射對光柵衍射的調制作用及缺級現(xiàn)象、偏振光的獲得等內容，幫助學生加深對光學基本理論的理解。2光在平面上的反射和折射B3光在球面上的反射和折射B4薄透鏡B5顯微鏡、望遠鏡、照相機B6光源、光的相干性A7光程、光程差A8分波陣面干涉A9分振幅干涉A10邁克耳孫干涉儀B11光的空間相干性和時間相干性B12惠更斯-菲涅耳原理A13夫瑯禾費單縫衍射A14光柵衍射A15光學儀器的分辨本領A16X射線的產生及基本性質B17晶體的X射線衍射B18全息照相B19光的偏振性、馬呂斯定律A20布儒斯特定律A21光的雙折射現(xiàn)象B22偏振光干涉和人工雙折射B23旋光現(xiàn)象A24光與物質的相互作用：吸收、散射和色散B六、狹義相對論力學基礎序號內容類別說明和建議1邁克耳孫-莫雷實驗B本部分重點講述狹義相對論的基本原理、研究方法，通過與絕對時空觀的比較，幫助學生建立狹義相對論的時空觀。注意學習相對論動力學基礎。2狹義相對論的兩個基本假設B3洛倫茲坐標變換和速度變換B4同時性的相對性、長度收縮和時間延緩B5相對論動力學基礎B6能量和動量的關系B7電磁場的相對性B七、量子物理基礎序號內容類別說明和建議1黑體輻射、光電效應、康普頓散射A突出講授光的波粒二象性的物理思想，對中學已講解的光電效應可適當簡化，避免不必要的重復。本部分重點介紹量子力學的基本原理，幫助學生建立物質波粒二象性和量子化的概念，這是從經典物理到量子物理過渡的重要階梯。理解微觀物質的描述方式和波函數(shù)的統(tǒng)計意義，可通過一維無限深勢阱的量子力學描述以及與經典駐波的比照，幫助學生理解波函數(shù)和薛定諤方程是量子力學狀態(tài)描述的手段。注意通過幾個重要實驗和模型，給出量子力學作為新理論創(chuàng)立和發(fā)展的過程以及人們對物質世界認識不斷深化的過程，給學生以創(chuàng)新思維和探究精神的啟迪。介紹激光及其在醫(yī)學中的應用。2戴維孫-革末實驗、德布羅意的物質波假設A3玻爾的氫原子模型B4夫蘭克-赫茲實驗、原子里德伯態(tài)、對應原理B5波函數(shù)及其概率解釋A6不確定關系A7薛定諤方程B8一維無限深勢阱B9一維諧振子B10一維勢壘、隧道效應、電子掃描隧道顯微鏡B11氫原子的能量和角動量量子化B12電子自旋：施特恩-格拉赫實驗B13泡利原理、原子的殼層結構、元素周期表B14堿金屬原子、交換對稱性、激光、激光冷卻與原子囚禁B八、分子與固體序號內容類別說明和建議1化學鍵：離子鍵、共價鍵B這部分內容重在物理圖像和物理概念的建立。幫助學生理解離子鍵和共價鍵兩種重要化學鍵形成的機理及分子結構的基本特點。理解金屬中自由電子的分布規(guī)律和導電機制，能帶的形成，半導體的導電機制，pn結的形成以及簡單半導體器件的工作原理。2分子的振動與轉動B3自由電子的能量分布與金屬導電的量子解釋B4能帶、導體和絕緣體B5半導體、pn結、半導體器件B九、核物理與粒子物理序號內容類別說明和建議1原子核的一般性質B這部分內容重在幫助學生了解研究微觀物質的基本方法。重點介紹物質微觀結構、運動規(guī)律和相互作用的基本物理圖像。了解磁共振成像（MRI）、正電子發(fā)射計算機斷層成像（PET）等影像技術以及腫瘤放射治療、輻射防護的物理基礎。2放射性衰變、輻射劑量與輻射防護B3射線與物質的相互作用B4原子核的裂變與聚變B5粒子及其分類B6守恒定律B7基本相互作用與標準模型B十、天體物理與宇宙學序號內容類別說明和建議1星體的演化：白矮星、中子星和黑洞B了解廣義相對論的基本原理，并建立相應的時空觀。介紹天體和宇宙演化的物理圖像，了解微觀，宏觀和宇觀物理規(guī)律之間的聯(lián)系，幫助學生建立科學的自然觀和宇宙觀