大學(xué)物理ⅢA（二） 教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《大學(xué)物理ⅢA（二）》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)大學(xué)物理ⅢA（二）課程編號(hào)440020003課程性質(zhì)必修課課程類(lèi)別學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課開(kāi)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(shí)2.0/32課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論授課32上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)32適用專(zhuān)業(yè)工科各專(zhuān)業(yè)是否雙語(yǔ)否先修課程高等數(shù)學(xué)后續(xù)課程相關(guān)的各專(zhuān)業(yè)課程二、課程簡(jiǎn)介《大學(xué)物理ⅢA（二）》是工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，為理論性較強(qiáng)的一門(mén)課程。本課程對(duì)大學(xué)物理知識(shí)進(jìn)行理論講授，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)掌握物理學(xué)中靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)的基本內(nèi)容和方法，了解經(jīng)典電磁學(xué)理論、波動(dòng)光學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前沿，及其對(duì)科學(xué)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的促進(jìn)作用，具備分析和解決一定問(wèn)題的能力和方法，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，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(kāi)發(fā)打好必要的物理基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過(guò)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：理解場(chǎng)的概念、電通量的概念、場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的概念；掌握帶電體形成電場(chǎng)中某點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的計(jì)算方法；掌握?qǐng)鰪?qiáng)和電勢(shì)疊加原理的應(yīng)用方法；掌握靜電平衡的原理。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題抓住主要矛盾，進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，建立相應(yīng)的物理模型的能力。通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法、物理學(xué)的發(fā)展歷史以及物理學(xué)家的成長(zhǎng)經(jīng)歷等，樹(shù)立科學(xué)的世界觀(guān)，激發(fā)求知熱情、探索精神、創(chuàng)新欲望，以及敢于向舊觀(guān)念挑戰(zhàn)的精神。課程目標(biāo)2：解磁場(chǎng)的無(wú)源性與有旋性，理解場(chǎng)的疊加原理；掌握利用畢奧-薩伐爾定律及磁場(chǎng)疊加原理求解載流導(dǎo)體磁場(chǎng)分布規(guī)律的方法；掌握利用安培環(huán)路定理求解磁場(chǎng)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；掌握磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式，能夠分析判斷運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生用連續(xù)函數(shù)描述場(chǎng)的能力以及運(yùn)用對(duì)稱(chēng)性原理的思想方法分析解決問(wèn)題的能力。課程目標(biāo)3：掌握利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法；掌握求解一段運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方法；理解麥克斯韋關(guān)于有旋電場(chǎng)與位移電流假說(shuō)的物理思想。通過(guò)學(xué)習(xí)和了解法拉第與麥克斯韋對(duì)電磁理論的貢獻(xiàn)，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(shí)亦能夠?qū)茖W(xué)與人文的關(guān)系、科學(xué)家貢獻(xiàn)社會(huì)的方式有更加深入的認(rèn)識(shí)。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識(shí)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問(wèn)題。指標(biāo)點(diǎn)2：?jiǎn)栴}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(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。工程知識(shí)問(wèn)題分析課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)1：掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識(shí)，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于各領(lǐng)域的復(fù)雜的工程問(wèn)題。指標(biāo)點(diǎn)2：?jiǎn)栴}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(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析各種復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。1-工程知識(shí)2-問(wèn)題分析四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元靜電場(chǎng)（學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念；用場(chǎng)的疊加原理來(lái)計(jì)算簡(jiǎn)單帶電系統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的方法。（2）靜電場(chǎng)的高斯定理和環(huán)路定理，理解靜電場(chǎng)的規(guī)律。（3）導(dǎo)體的靜電平衡條件及靜電平衡導(dǎo)體的基本性質(zhì)。（4）電容及電場(chǎng)能量的概念；計(jì)算常見(jiàn)電容器的電容和能量的方法。（5）電介質(zhì)的極化過(guò)程及物理描述方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)【重點(diǎn)】重點(diǎn)是靜電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的概念以及有求解簡(jiǎn)單帶電體的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的方法；描述靜電場(chǎng)規(guī)律的高斯定理和環(huán)路定理及其應(yīng)用；靜電平衡的基本原理?！倦y點(diǎn)】難點(diǎn)是微積分在疊加原理中的應(yīng)用；高斯定理在求解特殊帶電體場(chǎng)強(qiáng)的方法；導(dǎo)體靜電平衡的基本原理在導(dǎo)體靜電平衡問(wèn)題中的應(yīng)用。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)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(shí)結(jié)構(gòu)；（2）通過(guò)案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過(guò)小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線(xiàn)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(dòng)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(shí)掌握：理解靜電場(chǎng)的有源性與無(wú)旋性、理解場(chǎng)的疊加原理；掌握利用電場(chǎng)疊加原理求解連續(xù)帶電體的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)分布規(guī)律的方法；掌握利用高斯定理求解電場(chǎng)分布函數(shù)的方法；理解導(dǎo)體的靜電性質(zhì)及其應(yīng)用。2.能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生用連續(xù)函數(shù)描述場(chǎng)的能力以及運(yùn)用對(duì)稱(chēng)性原理的思想方法分析解決問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用微積分方法解決物理問(wèn)題的能力。5.支撐課程目標(biāo)支撐課程目標(biāo)1第二單元穩(wěn)恒磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)（學(xué)時(shí)數(shù)：20學(xué)時(shí)）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(chǎng)的疊加原理來(lái)計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。（2）穩(wěn)恒磁場(chǎng)的規(guī)律——磁場(chǎng)高斯定理和安培環(huán)路定理；用安培環(huán)路定理計(jì)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(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀的載流導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力；分析帶電粒子在均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（4）電動(dòng)勢(shì)的概念。（5）楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)，有旋電場(chǎng)的概念；計(jì)算簡(jiǎn)單的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及感生電動(dòng)勢(shì)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)【重點(diǎn)】重點(diǎn)是利用疊加原理和環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度；利用疊加原理計(jì)算電流產(chǎn)生的安培力；選擇合適的方法計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?！倦y點(diǎn)】難點(diǎn)是微積分運(yùn)算在疊加原理中的應(yīng)用。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)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(shí)結(jié)構(gòu)；（2）通過(guò)案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）通過(guò)小組討論，發(fā)展學(xué)生的合作能力和校本課程設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。（4）線(xiàn)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(dòng)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(shí)掌握：理解磁場(chǎng)的無(wú)源性與有旋性，理解場(chǎng)的疊加原理；掌握利用畢奧-薩伐爾定律及磁場(chǎng)疊加原理求解載流導(dǎo)體磁場(chǎng)分布規(guī)律的方法；掌握利用安培環(huán)路定理求解磁場(chǎng)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；掌握磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式，能夠分析判斷運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；掌握利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法；掌握求解一段運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方法；理解麥克斯韋關(guān)于有旋電場(chǎng)與位移電流假說(shuō)的物理思想；了解靜電場(chǎng)與有旋電場(chǎng)的區(qū)別；掌握應(yīng)用微積分解決空間磁場(chǎng)分布問(wèn)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(chǎng)的能力以及運(yùn)用對(duì)稱(chēng)性原理的思想方法分析解決問(wèn)題的能力。5.支撐課程目標(biāo)支撐課程目標(biāo)2（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)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(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元靜電場(chǎng)講授法、案例教學(xué)、小組討論、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)課程目標(biāo)1121：1第二單元穩(wěn)恒磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)講授法、案例教學(xué)、小組討論、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)課程目標(biāo)2201：1合計(jì)321：1五、課程考核及對(duì)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(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容，學(xué)期總評(píng)成績(jī)使用百分制評(píng)定，由兩部分構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)，占比40%；期末考試成績(jī)，占比60%。課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)與考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)40%作業(yè)、測(cè)驗(yàn)等平時(shí)成績(jī)可由作業(yè)（十分制）（不少于8次）、測(cè)驗(yàn)（十分制）（不少于2次）、課堂表現(xiàn)（十分制）、線(xiàn)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(píng)價(jià)細(xì)則：1.作業(yè)：?jiǎn)未巫鳂I(yè)滿(mǎn)分10分，取平均值。2.測(cè)驗(yàn)：按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)打分，滿(mǎn)分10分，取平均值。3.課堂表現(xiàn)：由課上互動(dòng)、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(xiàn)上學(xué)習(xí)：完成任務(wù)點(diǎn)學(xué)習(xí)，滿(mǎn)分10分。期末考試60%閉卷考試（1）卷面成績(jī)100分，閉卷考試，以卷面成績(jī)的70%計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、靜電場(chǎng)等綜合物理知識(shí)分析解決物理問(wèn)題；主要考查學(xué)生對(duì)物理學(xué)的基本概念、定理定律和物理方法的理解與運(yùn)用等；考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的能力?？荚囶}型為：選擇題、填空題、計(jì)算題和問(wèn)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(píng)定成績(jī)。（二）課程考核對(duì)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)第一單元靜電場(chǎng)1-1場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的概念1-2疊加原理在求解帶電體場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)中的應(yīng)用1-3描述靜電場(chǎng)特征的高斯定理和環(huán)路定理及其應(yīng)用1-4導(dǎo)體靜電平衡問(wèn)題的解決1-5電容的概念及電容器的應(yīng)用作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)1第二單元穩(wěn)恒磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)2-1磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，畢奧—薩伐爾定律；用場(chǎng)的疊加原理來(lái)計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2-2穩(wěn)恒磁場(chǎng)的規(guī)律——磁場(chǎng)高斯定理和安培環(huán)路定理；用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。2-3安培定律和洛倫茲力公式；計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀的載流導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力；分析帶電粒子在均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2-4電動(dòng)勢(shì)的概念。2-5楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)，有旋電場(chǎng)的概念；計(jì)算簡(jiǎn)單的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及感生電動(dòng)勢(shì)。作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)2六、使用教材、相關(guān)推薦書(shū)目及課程資源（一）使用教材馬文蔚主編：《物理學(xué)》上、下冊(cè)，高等教育出版社，2020年10月第七版。（二）相關(guān)推薦書(shū)目1、盧德馨等．大學(xué)物理學(xué)（第二版）．北京：高等教育出版社，2003年2、馬文蔚等．物理學(xué)（第六版）．北京：高等教育