高职高专《物理学》课程标准

资料仅供参考文件编号：2022年4月版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：《物理学》课程标准适用专业：高职电气自动化、生产过程自动化、机电一体化、应用电子技术、焊接自动化技术、检测技术、石化、分析、药分、安全、精细、应用化工技术适用学制：三制 《物理学》课程标准课程名称：物理学总学时数：88/60适用专业：高职电气自动化、生产过程自动化、机电一体化、应用电子技术、焊接自动化技术、检测技术、石化、分析、药分、安全、精细、应用化工技术一、课程定位1、课程性质公共基础课2、课程作用物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。大学物理课程是高等学校理工科学生的一门重要基础课,它所阐述的物理学基本概念、基本思想、基本规律和基本方法不仅是学生学习后续专业课程的基础，而且也是培养和提高学生综合素质和科技创新能力的重要内容。作为一名工程应用型技术人员，其物理基础的厚薄、掌握的好坏将影响到他们工作中的适应性、创造性。二、课程设计（以能力目标指导下，基于职业教育[校企合作、工学结合、基于生产过程等]的课程整体开发设计说明）；三、课程目标1、能力目标通过众多的理想模型的建立和应用，培养学生能根据问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的复杂问题进行合理简化处理的能力。注意培养学生抽象思维的能力和理论联系实际的能力．培养学生运用物理的理论、观点和方法以及所掌握的高等数学工具分析、研究、计算或估算一般难度的物理问题的能力，并能把典型数据结果在量级上加以比较，对结果的合理性做出判断。创造条件使学生多接触各种物理现象，在教学中加强观察和实验有利于激发起学生学习物理的兴趣，而对物理学习的兴趣又能对观察能力的培养起积极作用。培养学生的自学能力。在整个教学过程中，应注意有计划地、循序渐进地培养学生独立阅读教材和参考书的能力，并要求学生达到理解其主要内容和写出条理较清楚的笔记、小结和心得体会。2、知识目标使学生比较系统地掌握经典物理和近代物理方面的基础知识，了解物理学与其他学科以及物理学与现代生活、技术进步、社会发展的关系，领悟物理学知识系统的科学性、完备性以及应用性价值，构建物理学知识系统。3、素质目标通过大学物理教学，使学生在形成物理概念、掌握物理规律的进程中，接受方法论的教育，感悟物理学概念和规律建构过程中体现的诸如分析与综合、演绎与归纳、类比与联想、猜测与试探以及理想化方法、模型化方法、半定量方法、实验的方法和统计的方法等。培养学生的分析问题和解决问题的能力。学生在碰到问题后，能较深入细致地分析问题的条件和实质，运用所学过的物理概念和规律，寻找解决问题的思路和合适的方案。通过物理学原理定律的教学，强化辩证唯物主义思想，使学生树立辩证唯物主义的世界观。物理学本身是极好的辩证唯物主义教材，物理学中充满了各种矛盾：运动与静止、作用与反作用、吸引与排斥、冷与热、正与负、膨胀与压缩、有序与无序、稳定与衰变、裂变与聚变、正物质反物质、连续性与量子性、电场与磁场的对立统一、波粒二象性等等，对学生建立辩证唯物主义的世界观有着重要的作用。通过物理学史和物理学家的成长经历的介绍，强化科学精神，引导学生树立科学的世界观，培养学生实事求是的科学态度和刻苦钻研的工作作风，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望以及敢于向传统观念挑战的精神。引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。物理学追求完美，既以精确、定量且可重复的实验事实检验理论，又以严谨、优美、对称和简洁的理论预言实验结果为主要思维方式。它和虚伪、浮夸、伪科学和反科学的言论格格不入。通过视频演示实验和为学生开放自主的探索创新实验室，为学生提供探索和发现的思维空间，调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲，激励学生的自主创新，发挥学生在教学活动中的主体作用，充分了发挥学生的主观能动性，使思维更加灵活。四、课程内容(含实验)序号单元（工作任务模块或实训项目）教学内容及要求课内学时安排知识能力1质点运动学1、理解描述质点运动及运动变化的基本物理量:位置矢量、位移、速度、加速度，掌握它们的矢量定义；2、理解速度、加速度的瞬时性；掌握它们在直角坐标系中、自然坐标系中的表示；3、掌握质点做圆周运动时的角量描述以及角量与线量之间的关系；4、理解运动方程的概念。5、熟练掌握直线运动，抛体运动和圆周运动的规律，及直线运动的位置一时间曲线，速度一时间曲线能用求导方法由已知的运动方程求速度加速度;用积分方法由已知质点运动的速度或加速度求质点的运动方程62质点动力学1、进一步全面深入地理解牛顿运动定律的内容，明确牛顿运动定律的适用范围；2、确切理解力和惯性这两个重要概念，掌握分析物体受力的方法和隔离物体法；分析物体受力；能熟练地应用牛顿运动定律解答质点动力学问题。23功和能1、掌握功的定义及其计算方法；2、掌握保守力和由之定义的势能的概念；3、理解动能定理的意义及其应用；4、掌握功能定理及其应用；5、掌握机械守恒定律及其应用，并应着重了解其应用条件。计算功；动能定理、功能原理及机械守恒定律的应用。24动量1、掌握冲量和动量的概念及两者的关系——动量定理，弄清冲量是力的时间积累，积累的效果是物体动量的变化；2、掌握动量守恒定律；3、正确理解碰撞的概念，掌握弹性碰撞和完全非弹性碰撞规律，非弹性碰撞的一般规律。运用动量定理、动量守恒定律。25刚体定轴转动1、掌握角速度、角加速概念以及匀变速定轴转动公式，对于角量与线量的关系必须十分熟悉；2、确切理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体定轴转动定理；3、了解质心的概念和质心运动定律；4、掌握刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律；5、确切理解角动量概念，掌握角动量定理及其守恒定律，明确角动量守恒的条件，并运用它来解决具体问题；能运用刚体定轴转动定理、刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律、角动量定理及其守恒定律解决刚体动力学问题。66流体力学理解理想流体和定常流动概念，掌握连续性原理和伯努利方程。连续性原理和伯努利方程的应用。27气体动理论1、确切理解平衡态概念，掌握理想气体状态方程；2、掌握理想气体压强公式和分子的平均平动动能与温度的关系，确切理解压强和温度的微观实质；3、确切理解分子平均动能按自由度均分的统计规律，掌握理想气体内能的特点；4、确切理解速率分布函数概念，掌握运用麦克斯韦带率分布律。解释理想气体压强公式和分子的平均平动动能与温度的关系；会计算理想气体内能；计算三种速率；解释f(v)及相关概念。68热力学1、确切理解内能、功和热量的概念；2、掌握热力学第一定律及其对理想气体的各种准静过程的应用；3、掌握循环的概念和循环效率，致冷系数的定义，确切理解卡诺定理；4、掌握热力学第地二定律的两种表达，理解可逆过程和不可逆过程的概念及热力学第二定律的统计意义；5、了解熵的概念，理解熵增加原理。功和热量的有关计算；热力学第一定律及其对理想气体的各种准静过程的应用；循环效率，致冷系数的计算；解释热力学第二定律及相关概念。69真空中的静电场1、掌握库仑定律，确切理解电场强度概念，明确电场强度的矢量性，迭加性；2、确切理解电势和电势差的概念，明确电势是标量及它的迭加性、相对性；3、在已知电荷分布的情况下，掌握计算电场强度和电势的各种方法；4、确切理解电通量概念，掌握表征静电场性质的两条基本定理--高斯定理和环路定理。必须明确：两条定理各自反映了静电场的一个侧面，只有两者结合起来，才能全面地反映静电场的性质。计算电场强度和电势。610导体和电介质中的静电场1．掌握导体静电平衡条件和在静电平衡时导体的电特性，并能熟练地求出几何形状比较规则的导体内外的场强和电势。2．理解电介质极化概念，掌握有介质时的高斯定理，确切理解电介质中的场强、电位移、和极化强度的物理意义及其关系；3．确切理解电容器电容概念，掌握计算电容的方法和电容器串、并联时电荷、电压分配的规律。4．掌握电容器的储能公式，了解电场能量和能量密度概念。能熟练地求出静电平衡时几何形状比较规则的导体内外的场强和电势；并能熟练地求出几何形状比较规则的各向同性的均匀介质内外的场强和电势；计算电场能量。211真空中的磁场1、确切理解磁感应强度的概念，明确磁感应强度的矢量性和迭加性；2、掌握毕奥一萨伐尔定律；3、掌握磁场的高斯定理和安培环路定理；4、掌握洛仑兹公式和安培定律。熟练地运用毕奥一萨伐尔定律来计算几何形状比较规则的载流导线所产生的磁场；能熟练地运用安培环路定理来计算具有一定对称性分布的磁场的磁感应强度；计算洛仑兹力、安培力（或磁力矩）612磁介质中的磁场1.了解顺磁质、抗磁质和铁磁质磁化的特点及磁化机理。2.掌握有磁介质时的安培环路定理，确切理解磁介质中的磁感应强度、磁场强度和磁化强度的物理意义及其关系。213电磁感应1、确切理解并掌握法拉弟电磁感应定律和楞次定律；2、正确理解引起动生电动势的原因—洛仑兹力，引起感生电动势的原因—涡旋电场；3、确切理解自感、互感的概念，掌握自感系数和互感系数的方法；4、掌握自感储能的公式，了解磁场能量密度概念。应用法拉弟电磁感应定律和楞次定律；计算动生电动势和感生电动势；计算自感与互感系数、磁场能量；414电磁场1．理解麦克斯韦电磁理论的两个基本概念；2．熟悉麦克斯韦方程组的积分形式，理解麦克斯韦方程组的物理意义。能解释麦克斯韦方程组。215振动1．理解简谐振动的概念及描述谐振动的基本物理量；2．掌握并谐振动的运动方程及确定描述谐振动的基本物理量，掌握谐振动的能量特征；3．了解阻尼振动，受迫振动，共振的基本特征；4．掌握两个同方向、同频率和两个互相垂直的同频率余弦振动的合成规律，了解拍及李萨如图的形成。能正确写出谐振动的运动方程及确定描述谐振动的基本物理量；分析两个同方向、同频率和两个互相垂直的同频率余弦振动的合成规律。616机械波1．掌握机械波产生的条件及横波和纵波的特点；2．理解波长、周期、波速和位相等概念；3．掌握平面简谐波的规律和特点；4．理解平面简谐波中质元的动能和势能的关系及质元的能量的特点；5．理解波的叠加原理的意义，掌握机械波的相干条件及干涉加强和减弱的条件。6．理解驻波的概念及其形成条件，了解及半波损失的概念和意义。建立平面简谐波的方程。分析机械波的相干条件及干涉加强和减弱的条件。417实验一固体密度的测定固体密度测定的原理、物理天平及游标卡尺的使用、误差的计算光程的计算方法及干涉条纹的性质与光程差或位相差的关系。218实验二落体法测液体的黏滞系数斯托克斯定律单缝衍射规律、光栅方程的应用。219实验三电桥法测电阻电桥原理偏振光的产生及检验；马吕斯定律及布儒斯特定律的应用。220实验四模拟法绘静电场绘静电场的方法解释经典力学和狭义相对论的时空观以及二者的差异、质量与速度的关系、质量与能量的关系221实验五霍耳元件测磁场霍耳元件测磁场的原理解释光的波粒二象性、波粒关系及微观粒子的不确定关系。222实验六电磁感应现象研究楞次定律、法拉弟电磁感应定律223实验七伏安特性曲线测定绘制伏安特性曲线224实验八平行板电容器电容研究平行板电容器电容公式2以上参考选5个实验，部分专业物理学课时若只有64学时的，则不学机械振动与机械波内容。74*五、课程实施组合教学方式：讲授法、自学法、演讲法、讨论法、分组教学法等。六、考核与评价1、学生的成绩评定以主要根据理论知识的掌握（考勤（占5%）、课堂提问（占15%）、作业（占5%）、实训技能评定（占15%）、综合性考核（占60%））等五方面构成。2.理论知识的掌握以试卷形式考核，题型包括单选、多选、判断、简答、案例分析等；3.考勤及课堂提问依据是平时学生的上课出状况、回答课堂提问的积极性及正确率；4.作业是指每个教学单元中要求学生完成的作业。以完成的数量和质量给予成绩；表1考核项目考勤课堂提问作业实践技能考核综合性考核5%15%5%15%60%表2技能考核点(参考选5个实验)序号考核项目考核内容备注1实验一固体密度的测定固体密度测定的原理、物理天平及游标卡尺的使用、误差的计算2实验二落体法测液体的黏滞系数斯托克斯定律3实验三电桥法测电阻电桥原理4实验四模拟法绘静电场绘静电场的方法5实验五霍耳元件测磁场霍耳元件测磁场的原理6实验六电磁感应现象研究楞次定律、法拉弟电磁感应定律7实验七伏安特性曲线测定绘制伏安特性曲线8实验八平行板电容器电容研究平行板电容器电容公式表3：综合性考核标准序号考核项目考核内容备注1第一章任务一质点运动学能用求导方法由已知的运动方程求速度加速度;用积分方法由已知质点运动的速度或加速度求质点的运动方程2第一章任务二质点动力学分析物体受力；能熟练地应用牛顿运动定律解答质点动力学问题。3第一章任务三功和能根据力的空间积累效应解决动力学问题的思路与方法。4第一章任务四动量根据力的时间间积累效应解决动力学问题的思路与方法。5第二章刚体定轴转动能运用刚体定轴转动定理、刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律、角动量定理及其守恒定律解决刚体动力学问题。6第三章流体力学连续性原理和伯努利方程的应用。7第四章任务一气体动理论解释理想气体压强公式和分子的平均平动动能与温度的关系；会计算理想气体内能；计算三