大学物理IIA（二）教学大纲

PAGEPAGE8《大学物理ⅡA（二）》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称大学物理ⅡA（二）课程编号080604课程性质必修课课程类别学科专业基础课开课单位基础教学部授课学期第一学期学分/学时2.5/40课内学时40理论授课40上机学时0课内实践0实验学时0课外学时40适用专业工科各专业是否双语否先修课程高等数学后续课程相关的各专业课程二、课程简介《大学物理ⅡA（二）》是工科专业的学科专业基础课，为理论性较强的一门课程。本课程对大学物理知识进行理论讲授，通过本课程的学习，掌握物理学中经典磁场、电磁感应、振动和波、波动光学的基本内容和方法，了解经典电磁学理论、波动光学的发展历史、现状和前沿，及其对科学发展和社会进步的促进作用，具备分析和解决一定问题的能力和方法，为今后进一步学习专业知识，适应新理论、新技术、新工艺、新材料的发展，参与高新技术研究开发打好必要的物理基础。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，学生达到以下目标：课程目标1：解磁场的无源性与有旋性，理解场的叠加原理；掌握利用毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理求解载流导体磁场分布规律的方法；掌握利用安培环路定理求解磁场分布函数的方法；掌握安培定律，能够分析判断载流回路在磁场中的运动规律；掌握磁场对运动电荷的作用力公式，能够分析判断运动电荷在磁场中的运动规律；掌握利用法拉第电磁感应定律求解感应电动势的方法；掌握求解一段运动导体的动生电动势的方法；理解麦克斯韦关于有旋电场与位移电流假说的物理思想；了解静电场与有旋电场的区别；掌握应用微积分解决空间磁场分布问题的方法。培养用连续函数描述场的能力以及运用对称性原理的思想方法分析解决问题的能力。通过学习和了解法拉第与麦克斯韦对电磁理论的贡献，学生将能够在科学的思维方式、与创新思维方式方面得到启发、获益；同时亦能够对科学与人文的关系、科学家贡献社会的方式有更加深入的认识。课程目标2：掌握简谐运动以及平面简谐波的描述特点及研究方法，理解相位及相位差的物理意义；理解平面简谐波波函数的物理意义以及波是能量传播的一种重要形式，理解相位传播的概念和相位差在波的叠加中的作用；掌握线性运动叠加原理，掌握发生相位突变的物理条件。培养运用几何法和函数法描述振动和波动的能力。对波动现象、多普勒效应等物理现象的教学分析和探讨，学生能够充分认识物理学原理的应用价值、激发学生的求知欲、增强其科学创新意识。课程目标3：理解杨氏双缝干涉与等厚干涉现象，掌握光的双缝干涉与等厚干涉的规律；理解光栅光谱的特征以及光谱分析的意义；理解单缝衍射和光栅衍射现象；掌握单缝衍射的明暗条纹的生成条件及光栅衍射主明纹的生成条件。学生培养抽象思维的能力。通过对光的波动性的探讨与分析，学生能够实现独立获取知识的能力、科学观察能力和思维能力、分析问题和解决问题、特别是抽象思维能力。通过对光的波粒二象性的认识，培养从多方面去认识事物的思想。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1：掌握数学和自然科学知识，能够将其应用于各领域的复杂的工程问题。指标点2：问题分析：能够应用数学、物理、力学、等自然科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析各种复杂工程问题，以获得有效结论。工程知识问题分析课程目标2指标点1：掌握数学和自然科学知识，能够将其应用于各领域的复杂的工程问题。指标点2：问题分析：能够应用数学、物理、力学、等自然科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析各种复杂工程问题，以获得有效结论。工程知识问题分析课程目标3指标点1：掌握数学和自然科学知识，能够将其应用于各领域的复杂的工程问题。指标点2：问题分析：能够应用数学、物理、力学、等自然科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析各种复杂工程问题，以获得有效结论。工程知识问题分析四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元经典磁场与电磁感应（学时数：18学时）1.课程主要内容（1）磁感应强度的概念，毕奥—萨伐尔定律；用场的叠加原理来计算一些简单问题中的磁感应强度。（2）稳恒磁场的规律——磁场高斯定理和安培环路定理；用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。（3）安培定律和洛伦兹力公式；计算简单几何形状的载流导线所受的安培力；分析带电粒子在均匀电场和磁场中的运动规律。（4）电动势的概念。（5）楞次定律、法拉第电磁感应定律；动生电动势和感生电动势的本质，有旋电场的概念；计算简单的动生电动势及感生电动势。2.重点和难点【重点】重点是利用叠加原理和环路定理计算磁感应强度；利用叠加原理计算电流产生的安培力；选择合适的方法计算感应电动势。【难点】难点是微积分运算在叠加原理中的应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构；（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；（3）通过小组讨论，发展学生的合作能力和校本课程设计能力，强化知识应用意识，发展学生的教学能力和反思能力。（4）线下预习与课堂教学相结合，提高课堂效率，培养学生的自主学习能力；（5）利用学习通中的笔记签到、投票、主题讨论等互动功能，提高学生的课堂参与度，提升学习质量；4.学生学习预期成果（1）知识掌握：理解磁场的无源性与有旋性，理解场的叠加原理；掌握利用毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理求解载流导体磁场分布规律的方法；掌握利用安培环路定理求解磁场分布函数的方法；掌握安培定律，能够分析判断载流回路在磁场中的运动规律；掌握磁场对运动电荷的作用力公式，能够分析判断运动电荷在磁场中的运动规律；掌握利用法拉第电磁感应定律求解感应电动势的方法；掌握求解一段运动导体的动生电动势的方法；了解静电场与有旋电场的区别；掌握应用微积分解决空间磁场分布问题的方法。（2）能力培养：培养学生用连续函数描述场的能力以及运用对称性原理的思想方法分析解决问题的能力。5.支撑课程目标课程目标1第二单元振动和波（学时数：10学时）1.课程主要内容（1）描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）的物理意义及各量间的关系。（2）简谐运动的基本特征，根据给定的初始条件写出一维简谐运动的运动方程。（3）旋转矢量法；同方向、同频率的两个简谐运动的合成规律。（4）简谐振动的能量。（5）机械波的产生条件，平面谐波的波方程以及物理意义。（6）惠更斯原理和波的叠加原理，波的相干条件以及干涉加强和减弱的条件。2.重点和难点【重点】简谐运动以及平面简谐波的描述特点及研究方法。【难点】相位及相位差的物理意义，旋转矢量法，波的叠加分析。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构；（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；（3）通过小组讨论，发展学生的合作能力和校本课程设计能力，强化知识应用意识，发展学生的教学能力和反思能力。（4）线下预习与课堂教学相结合，提高课堂效率，培养学生的自主学习能力；（5）利用学习通中的笔记签到、投票、主题讨论等互动功能，提高学生的课堂参与度，提升学习质量；4.学生学习预期成果（1）知识掌握：掌握简谐运动以及平面简谐波的描述特点及研究方法，理解相位及相位差的物理意义；理解平面简谐波波函数的物理意义以及波是能量传播的一种重要形式，理解相位传播的概念和相位差在波的叠加中的作用；掌握线性运动叠加原理，掌握发生相位突变的物理条件。（2）能力培养：培养学生运用几何法和函数法描述振动和波动的能力。5.支撑课程目标课程目标2第三单元波动光学（学时数：12学时）1.课程主要内容（1）获得相干光的方法；光程及光程差的概念以及光程差和相位差的关系；分析、确定双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置。（2）惠更斯—菲涅耳原理；分析单缝夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法即菲涅耳半波带法，单缝衍射的图样及条纹分布规律。（3）光栅衍射公式；会确定光栅衍射谱线的位置。2.重点和难点【重点】光的干涉和衍射——薄膜干涉、单缝及光栅衍射。【难点】光的干涉和衍射的分析方法。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构；（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；（3）通过小组讨论，发展学生的合作能力和校本课程设计能力，强化知识应用意识，发展学生的教学能力和反思能力。（4）线下预习与课堂教学相结合，提高课堂效率，培养学生的自主学习能力；（5）利用学习通中的笔记签到、投票、主题讨论等互动功能，提高学生的课堂参与度，提升学习质量；4.学生学习预期成果（1）知识掌握：理解杨氏双缝干涉与等厚干涉现象，掌握光的双缝干涉与等厚干涉的规律；理解光栅光谱的特征以及光谱分析的意义；理解单缝衍射和光栅衍射现象；掌握单缝衍射的明暗条纹的生成条件及光栅衍射主明纹的生成条件。（2）能力培养：培养学生抽象思维的能力。5.支撑课程目标课程目标3（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元经典磁场与电磁感应讲授法、案例教学、小组讨论、线上线下混合教学课程目标1181：1第二单元振动和波讲授法、案例教学、小组讨论、线上线下混合教学课程目标2101：1第三单元波动光学讲授法、案例教学、小组讨论、线上线下混合教学课程目标3121;1合计401：1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程的考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容，学期总评成绩使用百分制评定，由两部分构成：平时成绩，占比40%；期末考试成绩，占比60%。课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节考核环节与考核/评价细则平时成绩40%作业、测验等平时成绩可由作业（十分制）（不少于8次）、测验（十分制）（不少于2次）、课堂表现（十分制）、线上学习（十分制）等环节按比例构成，具体选择环节和构成比例由任课教师自行确定。评价细则：1.作业：单次作业满分10分，取平均值。2.测验：按评分标准打分，满分10分，取平均值。3.课堂表现：由课上互动、主题讨论、笔记签到等环节获得积分，最高者折合10分，其余按比例折合。4.线上学习：完成任务点学习，满分10分。期末考试60%闭卷考试（1）卷面成绩100分，闭卷考试，以卷面成绩的70%计入课程总评成绩。（2）主要考核应用质点力学、静电场等综合物理知识分析解决物理问题；主要考查学生对物理学的基本概念、定理定律和物理方法的理解与运用等；考查学生应用数学工具解决物理问题的能力。考试题型为：选择题、填空题、计算题和问答题（或者判断题）等。（3）期末考试按照试卷的标准答案评定成绩。（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元经典磁场与电磁感应1-1磁感应强度的概念，毕奥—萨伐尔定律；用场的叠加原理来计算一些简单问题中的磁感应强度。1-2稳恒磁场的规律——磁场高斯定理和安培环路定理；用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。1-3安培定律和洛伦兹力公式；计算简单几何形状的载流导线所受的安培力；分析带电粒子在均匀电场和磁场中的运动规律。1-4电动势的概念。1-5楞次定律、法拉第电磁感应定律；动生电动势和感生电动势的本质，有旋电场的概念；计算简单的动生电动势及感生电动势。作业、测验、期末考试课程目标1第二单元振动和波2-1描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）的物理意义及各量间的关系。2-2简谐运动的基本特征，根据给定的初始条件写出一维简谐运动的运动方程。2-3旋转矢量法；同方向、同频率的两个简谐运动的合成规律。2-4简谐振动的能量。2-5机械波的产生条件，平面谐波的波方程以及物理意义。2-6惠更斯原理和波的叠加原理，波的相干条件以及干涉加强和减弱的条件。作业、测验、期末考试课程目标2第三单元波动光学3-1获得相干光的方法；光程及光程差的概念以及光程差和相位差的关系；分析、确定双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置。3-2惠更斯—菲涅耳原理；分析单缝夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法即菲涅耳半波带法，单缝衍射的图样及条纹分布规律。3-3光栅衍射公式；会确定光栅衍射谱线的位置。作业、测验、期末考试课程目标3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）