大学物理ⅢA（一） 教学大纲

PAGEPAGE7《大学物理ⅢA（一）》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称大学物理ⅢA（一）课程编号440020002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二学期学分/学时2.0/32课内学时32理论授课32上机学时0课内实践0实验学时0课外学时32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ⅢA（一）》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牛顿力学、振动和波的基本内容和方法，了解牛顿力学、振动和波的发展历史、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：掌握质点运动学的描述方法；并通过质点运动的描述方法理解运动参考量之间的关系；进而掌握质点运动学问题的通用解决方法。通过学习质点运动学研究方法，让学生掌握通过观察、分析、演绎、归纳、科学抽象、类比联想等方法有意识地培养学生发现问题和提出问题，并对所涉问题有一定深度的理解，判断研究结果的合理性的能力。通过这部分知识的学习，培养通过微积分的思想去解决实际问题的能力。通过归纳总结提出运动学问题的解决方案的过程，培养追求真理的勇气，严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。课程目标2：了解质点动力学的概念；掌握解决质点动力学问题的三种解决方案：牛顿定律加质点运动学的方案、动量和冲量的解决方案和功和能的解决方案并熟练掌握这三种方案中所包含的定理和定律；理解冲量的概念、功的概念、势能的概念和机械能的概念。培养学生能够根据质点或者质点系的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用质点动力学理论结合基本数学方法进行描述、分析、研究的能力。通过动力学方程和定理、定律的简洁明快、对称和谐的美学特征，培养科学的审美观，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。课程目标3：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、激发求知欲、增强其科学创新意识。（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质点力学（学时数：22学时）1.课程主要内容（1）描述质点运动状态的物理量：位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速；质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。（2）牛顿三定律及其适用条件，用微积分方法求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。（3）功的概念，计算直线运行情况下变力的功的方法；保守力作功的特点及势能的概念，计算重力、弹性力和万有引力势能的方法。（4）质点的动能定理和动量定理，用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题的基本方法；机械能守恒定律、动量守恒定律，运用守恒定律分析问题的思想和方法，分析简单系统在平面内运动的力学问题。2.重点和难点【重点】重点是质点运动的描述方法及解决质点运动问题的基本方法；牛顿运动定律、动量和冲量、功和能的基本原理及其在质点动力学问题中的应用。【难点】难点是矢量运算、微积分运算等方法在物理学中的应用。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：掌握描述质点运动的基本物理量以及解决质点运动学问题的基本方法；掌握牛顿运动定律、动量和冲量、功和能等相关的基本概念及其定理和定律。2.能力培养：通过把力学中平动的研究对象抽象为理想模型——质点，逐步使学生学会建立模型的科学研究方法。培养学生在物理学中运用矢量运算、微积分运算等方法的能力。5.支撑课程目标支撑课程目标1和课程目标2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.支撑课程目标支撑课程目标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质点力学讲授法、案例教学、小组讨论、线上线下混合教学课程目标1、2221：1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3101：1合计321：1五、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30%；期末考试成绩，占比70%。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质点力学1-1描述质点运动的各种参量及其物理意义1-2解决质点运动学问题的基本原理1-3描述质点做曲线运动的切向加速度和法相向速度1-4功和势能的概念1-5牛顿运动定律、动量和冲量、功和能三种方法在质点动力学问题中的应用作业、测验、期末考试课程目标1、2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3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材马文蔚主编：《物理学》上、下册，高等教育出版社，2020年10月第七版。（二）相关推荐书目1、卢德馨等．大学物理学（第二版）．北京：高等教育出版社，2003年2、程守洙等．普通物理学（第八版）．北京：