《普通物理學(xué)3》教學(xué)大綱

《普通物理學(xué)3》教學(xué)大綱課程編號(hào)：10223003英文名稱：General

Physics3學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐0學(xué)時(shí)先修課程：普通物理學(xué)1，普通物理學(xué)2課程類別：專業(yè)主干課程授課對(duì)象：科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：數(shù)理信息學(xué)院修讀學(xué)期：第4學(xué)期一、課程描述和教學(xué)目標(biāo)本課程講授物理學(xué)中光學(xué)、近代物理部分的基本知識(shí)，以及處理這些問題的基本方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生掌握光學(xué)和近代物理部分基本知識(shí)內(nèi)容，部分具備學(xué)習(xí)其它課程所需的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也能使學(xué)生初步感悟到微積分知識(shí)在物理問題中的具體運(yùn)用以及在分析問題和解決問題能力方面得到培養(yǎng)，為學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強(qiáng)探索精神和創(chuàng)新意識(shí)等方面奠定基礎(chǔ)。課程教學(xué)目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1在專業(yè)知識(shí)方面，掌握光學(xué)和近代物理的基本知識(shí)。通過光學(xué)模塊的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握物理學(xué)中光學(xué)部分的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)以及處理力學(xué)問題的一些基本方法。通過近代物理模塊的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解量子化概念念、波函數(shù)與量子統(tǒng)計(jì)等基本概念，與電子軌道和自旋有關(guān)的量子態(tài)的微觀力學(xué)規(guī)律，以及相對(duì)論力學(xué)原理。課程目標(biāo)2在專業(yè)能力方面，部分具備學(xué)習(xí)其它課程所需的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)其它課程知識(shí)尤其專業(yè)知識(shí)的能力，提高聽課效果；同時(shí)也能提高獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、科學(xué)觀察和思維的能力、分析問題和解決問題的能力。課程目標(biāo)3在綜合能力方面，初步具備科學(xué)素養(yǎng)。提高學(xué)生求實(shí)精神、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)美感等綜合科學(xué)素質(zhì)。二、課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系本課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系如表2-1所示。表2-1課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重畢業(yè)要求3-1學(xué)科知識(shí)：理解自然科學(xué)知識(shí)體系，扎實(shí)掌握物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)以及地球與宇宙科學(xué)等領(lǐng)域的基本概念和科學(xué)定律，理解科學(xué)探究的過程與方法，掌握模型建構(gòu)、歸納與演繹、分類、演化等科學(xué)思維方式。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3H畢業(yè)要求3-4知識(shí)運(yùn)用：理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)以及環(huán)境的相互關(guān)系，了解科學(xué)學(xué)科與社會(huì)實(shí)踐的關(guān)系，以及與其他學(xué)科的聯(lián)系，具備運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和方法分析和解決實(shí)際問題的能力。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配本課程總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐0學(xué)時(shí)，課后自主學(xué)習(xí)不占學(xué)時(shí)。表3-1理論教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容、基本要求、課程目標(biāo)與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)1光學(xué)12.1幾何光學(xué)的簡介12.2相干光12.3雙縫干涉12.4光程與光程差12.5薄膜干涉12.7光的衍射現(xiàn)象惠更斯-菲涅爾原理12.8單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射12.9圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)12.10光柵衍射12.12光的偏振狀態(tài)12.13起偏和檢偏馬呂斯定律12.14反射與折射時(shí)光的偏振了解光的傳播原理、反射、折射、全反射的規(guī)律以及波透鏡中的應(yīng)用；原子發(fā)光特點(diǎn)、光的相干條件和獲得相干光的方法，掌握楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的基本裝置和實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解光程和光程差的計(jì)算方法；掌握等厚干涉的規(guī)律及干涉條紋的計(jì)算；了解惠更斯一菲涅耳原理及其對(duì)光的衍射現(xiàn)象的定性解釋，掌握用半波帶法分析夫瑯禾費(fèi)單縫衍射，了解光柵方程的意義及光柵衍射條紋的特點(diǎn)；了解自然光與偏振光的概念及表示方法，了解光的偏振現(xiàn)象，掌握馬呂斯定律及其應(yīng)用，熟悉光在反射、折射時(shí)偏振現(xiàn)象，掌握布儒斯特定律。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3262早期量子論和量子力學(xué)基礎(chǔ)13.1熱輻射普朗克的能量子假設(shè)13.2光電效應(yīng)愛因斯坦的光子理論13.3康普頓效應(yīng)13.5德布羅意波微觀粒子的波粒二象性13.6不確定關(guān)系13.7波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)詮釋13.8薛定諤方程13.9一維定態(tài)薛定諤方程的應(yīng)用13.10量子力學(xué)中的氫原子問題13.11電子的自旋原子的電子殼層結(jié)構(gòu)了解熱輻射和黑體的概念，了解黑體單色輻出度與波長的關(guān)系，了解普朗克能量子假說及其意義；了解光電效應(yīng)及愛因斯坦光子理論對(duì)這兩個(gè)效應(yīng)的解釋，了解光的波粒二象性；理解德布羅意波假設(shè)，了解實(shí)物粒子的波粒二象性；了解波函數(shù)的概念及其概率解釋，理解不確定關(guān)系及其物理意義，了解量子力學(xué)的建立及其作用；了解薛定諤方程及其在一維定態(tài)中的應(yīng)用；了解量子力學(xué)中的氫原子問題，了解電子的自旋態(tài)以及原子的電子殼層結(jié)構(gòu)。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)343狹義相對(duì)論基礎(chǔ)4.1俠義相對(duì)論基本原理洛倫茲變換4.2相對(duì)論速度變換4.3狹義相對(duì)論的時(shí)空觀4.4狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)了解伽利略變換式以及牛頓力學(xué)相對(duì)性原理遇到的困難。理解狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)。了解洛倫茲坐標(biāo)變換和速度變換。了解狹義相對(duì)論中同時(shí)的相對(duì)性，以及長度收縮和時(shí)間延緩的概念；了解牛頓力學(xué)時(shí)空觀和狹義相對(duì)論時(shí)空觀以及兩者的差異。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32合計(jì)32四、課程教學(xué)方法本課程在教學(xué)方式上主要采用教師課堂教學(xué)為主、學(xué)生課后學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)模式，以達(dá)到符合畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的教學(xué)目的。其中，課堂教學(xué)主要采用課堂講授、啟發(fā)式、案例式、討論式、研究式等教學(xué)方法，同時(shí)輔以學(xué)習(xí)通平臺(tái)的各項(xiàng)功能豐富課堂教學(xué)形式。課后學(xué)習(xí)主要采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)、依托學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)方式。五、課程考核與成績?cè)u(píng)定本課程采用過程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合的方式，總評(píng)成績由課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和期末閉卷考試等四個(gè)方面組成，采用百分制計(jì)分制，具體計(jì)算方法如下：總評(píng)成績=課堂表現(xiàn)(100分制)×10%+平時(shí)作業(yè)(100分制)×30%+期末考試成績(100分制)×60%。表5-1課程考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核依據(jù)建議分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)平時(shí)成績40%課堂表現(xiàn)10%課堂表現(xiàn)包括出勤情況、聽課情況、課堂討論參與情況、教學(xué)上互動(dòng)和學(xué)習(xí)反饋、線上討論參與情況等等。修課學(xué)生基礎(chǔ)分80分，若發(fā)生遲到、無故曠課、學(xué)習(xí)態(tài)度差(課堂玩手機(jī)、多言好睡等)現(xiàn)象一次，則扣1-5分，扣完為止；積極參與回答問題或有效提問者，酌情加分2-5分，上限20分。學(xué)期末該分值×10%核定分值計(jì)入總評(píng)成績。課程目標(biāo)1平時(shí)作業(yè)30%平時(shí)作業(yè)（包括在線作業(yè)、課后作業(yè)、課程論文等形式）批改以百分制登記，教師批閱給分，不交作業(yè)記為零分，最后作業(yè)成績按平均分值計(jì)算。學(xué)期末平均分值×30%核定分值計(jì)入總評(píng)成績。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3期末考試成績60%修課學(xué)生參加期末考試，教師批閱試卷，成績以百分制登記，學(xué)期末以該分值×60%核定分值計(jì)入總評(píng)成績。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3表5-2課堂表現(xiàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)考核類型分值比重考核指標(biāo)考核內(nèi)容說明課堂表現(xiàn)10%平時(shí)表現(xiàn)出勤、聽課情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、回答問題、提問情況等課堂研討拓展學(xué)習(xí)課堂專題研討參與、課外拓展學(xué)習(xí)情況線上學(xué)習(xí)參與情況可從理論知識(shí)學(xué)習(xí)、習(xí)題解答、作業(yè)遞交、問題反饋、完成結(jié)果等幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分表5-3平時(shí)作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)形式評(píng)分細(xì)則在線作業(yè)學(xué)習(xí)通上面的單選題、多選題、判斷題等客觀題，答對(duì)才給分。課后習(xí)題作業(yè)1.字跡工整，態(tài)度認(rèn)真，正確率90%以上；2.正確率在60%-90%之間；3.正確率低于60%的，字跡工整且體現(xiàn)清晰解題思想的；4.其他情況。參考以上細(xì)則，教師對(duì)作業(yè)酌情記分（升檔間隔分3分）或確定等級(jí)A（90分），B（80分），C（70分），D（60分及以下），每個(gè)等級(jí)可用上標(biāo)“+”升檔3分，即A+（93分）,B+（83分），A++（96分），A+++（99分）。課程論文1.從選題(20分)、問題陳述(20分)、內(nèi)容與信息(20分)、創(chuàng)新新或提出新見解(20分)、表達(dá)與結(jié)構(gòu)(20分)共5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，單項(xiàng)不超過20分，滿分100分（等級(jí)A++）；2.只要語言表達(dá)清晰流暢，論述完整，邏輯性強(qiáng)，且論題的信息與數(shù)據(jù)正確，沒有不確定性、猜測性內(nèi)容，記80分（等級(jí)B）以上，參考以上細(xì)則，教師對(duì)作業(yè)酌情記分（或等級(jí)）。其他可能形式：比如讀書報(bào)告、課堂報(bào)告或小組討論探究性問題教師給出報(bào)告或討論主題，學(xué)生自由分組，通過查閱文獻(xiàn)資料準(zhǔn)備課堂報(bào)告?；疽螅好總€(gè)報(bào)告時(shí)間為5-8分鐘，討論5分鐘；視小組學(xué)習(xí)態(tài)度、PPT完成質(zhì)量(清楚、美觀、科學(xué)、創(chuàng)新，趣味性)，完成效率等進(jìn)行記分，小組報(bào)告人記分酌情增加。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《普通物理學(xué)》，程守洙，江之水主編，高等教育出版社，2016年5月第7版2．《物理學(xué)》，馬文蔚改編，高等教育出版社，2014年7月第6版；（二）參考資料1．《大學(xué)物理》，葉偉