《普通物理學3》教學大綱

《普通物理學3》教學大綱課程編號：10223003英文名稱：General

Physics3學分：2學時：總學時32學時，其中理論32學時，實踐0學時先修課程：普通物理學1，普通物理學2課程類別：專業(yè)主干課程授課對象：科學教育專業(yè)學生教學單位：數(shù)理信息學院修讀學期：第4學期一、課程描述和教學目標本課程講授物理學中光學、近代物理部分的基本知識，以及處理這些問題的基本方法。通過本課程的學習，能使學生掌握光學和近代物理部分基本知識內容，部分具備學習其它課程所需的基礎知識，同時也能使學生初步感悟到微積分知識在物理問題中的具體運用以及在分析問題和解決問題能力方面得到培養(yǎng)，為學生樹立科學的世界觀，增強探索精神和創(chuàng)新意識等方面奠定基礎。課程教學目標如下：課程目標1在專業(yè)知識方面，掌握光學和近代物理的基本知識。通過光學模塊的學習，使學生了解和掌握物理學中光學部分的基本概念、基礎知識以及處理力學問題的一些基本方法。通過近代物理模塊的學習，使學生了解量子化概念念、波函數(shù)與量子統(tǒng)計等基本概念，與電子軌道和自旋有關的量子態(tài)的微觀力學規(guī)律，以及相對論力學原理。課程目標2在專業(yè)能力方面，部分具備學習其它課程所需的基礎知識，能夠提高學生學習其它課程知識尤其專業(yè)知識的能力，提高聽課效果；同時也能提高獨立獲取知識的能力、科學觀察和思維的能力、分析問題和解決問題的能力。課程目標3在綜合能力方面，初步具備科學素養(yǎng)。提高學生求實精神、創(chuàng)新意識、科學美感等綜合科學素質。二、課程對畢業(yè)要求的支撐關系本課程教學目標對畢業(yè)要求的支撐關系如表2-1所示。表2-1課程教學目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重畢業(yè)要求3-1學科知識：理解自然科學知識體系，扎實掌握物質科學、生命科學以及地球與宇宙科學等領域的基本概念和科學定律，理解科學探究的過程與方法，掌握模型建構、歸納與演繹、分類、演化等科學思維方式。課程目標1課程目標2課程目標3H畢業(yè)要求3-4知識運用：理解科學、技術、社會以及環(huán)境的相互關系，了解科學學科與社會實踐的關系，以及與其他學科的聯(lián)系，具備運用科學知識和方法分析和解決實際問題的能力。課程目標1課程目標2課程目標3M三、教學內容、基本要求與學時分配本課程總學時32學時，其中理論32學時，實踐0學時，課后自主學習不占學時。表3-1理論教學環(huán)節(jié)教學內容、基本要求、課程目標與學時分配序號教學內容基本要求支撐的課程目標學時1光學12.1幾何光學的簡介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單縫的夫瑯禾費衍射12.9圓孔的夫瑯禾費衍射光學儀器的分辨本領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用；原子發(fā)光特點、光的相干條件和獲得相干光的方法，掌握楊氏雙縫干涉實驗的基本裝置和實驗規(guī)律，了解光程和光程差的計算方法；掌握等厚干涉的規(guī)律及干涉條紋的計算；了解惠更斯一菲涅耳原理及其對光的衍射現(xiàn)象的定性解釋，掌握用半波帶法分析夫瑯禾費單縫衍射，了解光柵方程的意義及光柵衍射條紋的特點；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用，熟悉光在反射、折射時偏振現(xiàn)象，掌握布儒斯特定律。課程目標1課程目標2課程目標3262早期量子論和量子力學基礎13.1熱輻射普朗克的能量子假設13.2光電效應愛因斯坦的光子理論13.3康普頓效應13.5德布羅意波微觀粒子的波粒二象性13.6不確定關系13.7波函數(shù)及其統(tǒng)計詮釋13.8薛定諤方程13.9一維定態(tài)薛定諤方程的應用13.10量子力學中的氫原子問題13.11電子的自旋原子的電子殼層結構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系，了解普朗克能量子假說及其意義；了解光電效應及愛因斯坦光子理論對這兩個效應的解釋，了解光的波粒二象性；理解德布羅意波假設，了解實物粒子的波粒二象性；了解波函數(shù)的概念及其概率解釋，理解不確定關系及其物理意義，了解量子力學的建立及其作用；了解薛定諤方程及其在一維定態(tài)中的應用；了解量子力學中的氫原子問題，了解電子的自旋態(tài)以及原子的電子殼層結構。課程目標1課程目標2課程目標343狹義相對論基礎4.1俠義相對論基本原理洛倫茲變換4.2相對論速度變換4.3狹義相對論的時空觀4.4狹義相對論動力學基礎了解伽利略變換式以及牛頓力學相對性原理遇到的困難。理解狹義相對論的兩個基本假設。了解洛倫茲坐標變換和速度變換。了解狹義相對論中同時的相對性，以及長度收縮和時間延緩的概念；了解牛頓力學時空觀和狹義相對論時空觀以及兩者的差異。課程目標1課程目標2課程目標32合計32四、課程教學方法本課程在教學方式上主要采用教師課堂教學為主、學生課后學習為輔的教學模式，以達到符合畢業(yè)要求指標點的教學目的。其中，課堂教學主要采用課堂講授、啟發(fā)式、案例式、討論式、研究式等教學方法，同時輔以學習通平臺的各項功能豐富課堂教學形式。課后學習主要采用學生自主學習、依托學習通學習和教師指導為輔的教學方式。五、課程考核與成績評定本課程采用過程性考核和結果性考核相結合的方式，總評成績由課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、實驗和期末閉卷考試等四個方面組成，采用百分制計分制，具體計算方法如下：總評成績=課堂表現(xiàn)(100分制)×10%+平時作業(yè)(100分制)×30%+期末考試成績(100分制)×60%。表5-1課程考核評價標準考核依據(jù)建議分值考核/評價細則對應的課程目標平時成績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、教學上互動和學習反饋、線上討論參與情況等等。修課學生基礎分80分，若發(fā)生遲到、無故曠課、學習態(tài)度差(課堂玩手機、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。學期末該分值×10%核定分值計入總評成績。課程目標1平時作業(yè)30%平時作業(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)成績按平均分值計算。學期末平均分值×30%核定分值計入總評成績。課程目標1課程目標2課程目標3期末考試成績60%修課學生參加期末考試，教師批閱試卷，成績以百分制登記，學期末以該分值×60%核定分值計入總評成績。課程目標1課程目標2課程目標3表5-2課堂表現(xiàn)評分標準考核類型分值比重考核指標考核內容說明課堂表現(xiàn)10%平時表現(xiàn)出勤、聽課情況、學習態(tài)度、回答問題、提問情況等課堂研討拓展學習課堂專題研討參與、課外拓展學習情況線上學習參與情況可從理論知識學習、習題解答、作業(yè)遞交、問題反饋、完成結果等幾個方面進行評分表5-3平時作業(yè)評分標準評分標準作業(yè)形式評分細則在線作業(yè)學習通上面的單選題、多選題、判斷題等客觀題，答對才給分。課后習題作業(yè)1.字跡工整，態(tài)度認真，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。參考以上細則，教師對作業(yè)酌情記分（升檔間隔分3分）或確定等級A（90分），B（80分），C（70分），D（60分及以下），每個等級可用上標“+”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)、內容與信息(20分)、創(chuàng)新新或提出新見解(20分)、表達與結構(20分)共5個方面進行評分，單項不超過20分，滿分100分（等級A++）；2.只要語言表達清晰流暢，論述完整，邏輯性強，且論題的信息與數(shù)據(jù)正確，沒有不確定性、猜測性內容，記80分（等級B）以上，參考以上細則，教師對作業(yè)酌情記分（或等級）。其他可能形式：比如讀書報告、課堂報告或小組討論探究性問題教師給出報告或討論主題，學生自由分組，通過查閱文獻資料準備課堂報告?；疽螅好總€報告時間為5-8分鐘，討論5分鐘；視小組學習態(tài)度、PPT完成質量(清楚、美觀、科學、創(chuàng)新，趣味性)，完成效率等進行記分，小組報告人記分酌情增加。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《普通物理學》，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》，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．《大學物理》，葉偉