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    華僑大學本科課程教學大綱
     

    《大學物理A3》教學大綱

    課程編號:

    0000080

    課程性質:

    必修

    課程名稱:

    大學物理A3

    學時/學分:

    108/6

    英文名稱:

    College Physics A3

    考核方式:

    閉卷筆試

    選用教材:

    物理學高等教育出版社;

    大綱執筆人:

    翟云

    先修課程:

    高等數學

    大綱審核人:

    陳宏斌

    適用專業:

    化學工程與工藝及相近專業

     

    一、 教學目標

    物理學是研究物質結構和性質、運動形態及其相互作用基本規律的科學。物理學包括力學、 熱學、電磁學、光學及近代物理等五個部分,是近代科學技術的重要基礎。以物理學基礎為內容的大學物理課程,是高等學校理工科各專業學生一門重要的通識性必修基礎課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養的重要組成部分,是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。

    通過本課程的學習,實現學生知識、能力、素質的協調發展:

    1. 基礎知識——系統地掌握物理學的基本原理、基礎知識以及各種運動形態的基本規律,為學習后繼課程提供必要的物理基礎。

    2. 知識應用——了解物理學在自然科學和工程技術中的應用,以及相關科學互相滲透的關系。會用已有的物理知識和工具解決某些具體問題。

    3. 邏輯思維——通過學習和思考,提高對事物進行觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、推理的能力,提高用科學的邏輯方法準確而有條理地表達自己思維過程的能力。

    4. 獨立獲取知識的能力——逐步掌握科學的學習方法,能閱讀并理解相當于或高于大學物理水平的各類文章或書籍,不斷地擴展知識面,增強獨立思考的能力,更新知識結構。

    5. 發現問題和提出問題的能力——運用物理學的基本理論和基本觀點,通過觀察、分析、綜合、演繹、歸納、科學抽象、類比聯想、實驗等方法培養學生發現問題和提出問題的能力,并對所涉問題有一定深度的理解,判斷研究結果的合理性。

    6. 分析問題和解決問題的能力——根據物理問題的特征、性質以及實際情況,抓住主要矛盾,進行合理的簡化,建立相應的物理模型,并用物理語言和基本數學方法進行描述,運用所學的物理理論和研究方法進行分析、研究。

    7. 科學態度和求實精神——科學是一種方法,它教導我們:一些事物是怎樣被了解的,什么事情是已知的,現在了解到了什么程度如何對待疑問和不確定性,證據服從什么法則;如何思考事物,做出判斷,如何區別真偽和表面現象。培養學生追求真理的勇氣、嚴謹求實的科學態度和刻苦鉆研的作風。

    8. 創新意識和創新精神——通過學習物理學發展史以及物理學家的成長經歷等,引導學生樹立科學的世界觀,激發學生的求知熱情、探索精神、創新欲望,以及敢于質疑權威的精神。通過介紹科學研究的方法論和認識論,啟迪學生的創造性思維和創新意識,培養學生的科學素質。

    9. 科學美感——美是真理的一種形式。引導學生認識物理學所具有的簡潔明快、均衡對稱、和諧統一等美學特征,培養學生的科學審美觀,使學生學會用美學的觀點欣賞和發掘科學的內在規律,提高學生學習自然和社會科學規律的主動性。

    10. 社會責任感——樹立科學的唯物主義的世界觀、方法論和認識論,樹立追求真理、求真務實的科學價值觀,培養道德責任感和社會責任感。

     

    二、課程目標與畢業要求的對應關系

    畢業要求

    指標點

    課程目標

    1、工程知識

    1、能夠數學、自然科學、工程基礎和專業知識專業知識用于復雜化工問題的恰當表達中;

    教學目標

    1

    2、能針對一個化工系統或過程建立合適的數學模型,并利用恰當的限制條件求解。

    2、問題分析

    1、能識別和判斷復雜化學工程問題的關鍵環節和參數;

    教學目標

    24,6

    2、能認識到解決化工問題有多種方案可選擇;

    3、能對可能的多種方案進行分析,并能正確表達一個化學工程問題的解決方案。

    4、能運用化學工程學的基本原理,分析過程的影響因素,證實解決方案的合理性。

    3、設計/開發解決方案

    1、能夠根據需求確定設計目標;

    教學目標

    2,3,6

    2、能夠綜合考慮安全、環境、法律等因素,通過技術經濟評價對設計方案的可行性進行研究;

    3、能夠通過建模進行化工工藝計算和化工設備設計計算

    4、能夠集成化工單元過程進行化工工藝流程設計,對流程設計方案進行優選,體現創新意識。

    4、研究

    2、能夠依據化工專業理論,根據對象特(點)性及研究目的,選擇研究路線,設計可行的實驗方案。

    教學目標

    2,3,59

    3、能選用或建立化工實驗裝置,采用科學的實驗方法,安全地進行實驗。

    4、能正確采集、整理實驗數據,對實驗結果進行關聯、建模、分析和解釋,獲取合理的結論。

    5、使用現代工具

    1、能選擇恰當的與化工相關的制圖、計算、過程模擬與分析等方面的技術和工具;

    教學目標

    2

    2、應用現代工具對于復雜化工過程問題進行有效的處理;

    6、工程與社會

    3、能識別、分析化工新產品、新技術、新工藝的開發和應用對社會、健康、安全、法律以及文化的潛在影響;

    教學目標

    10

    4、依據化工過程對社會、健康、安全、法律以及文化的影響,理解應承擔的責任。

    12、終身學習

    1、能認識不斷探索和學習的必要性,具有自主學習和終身學習的意識。

    教學目標

    4,9

    2、掌握自主學習的方法,了解拓展知識和能力的途徑。

    3、能針對個人或職業發展的需求,采用合適的方法,自主學習,適應發展。

     

    、教學基本內容

    第一部分:緒論

    本課程的目的和任務。物理學的研究對象和研究方法。物理學在高等院校各專業教學中的地位。物理學與近代科學技術的聯系。

    第二部分經典物理

    1、力學

    (1) 質點運動學:參照系與坐標系。質點。位置矢量。位移、速度與加速度。運動方程。運動疊加原理。切向加速度與法向加速度,角位移、角速度、角加速度。角量與線量的關系

    (2) 質點動力學:牛頓運動定律。慣性、質量、力的概念。力學的單位制和量綱。慣性系。伽利略相對性原理,功、功率。功能定理。保守力與非保守力。勢能、勢能曲線。功能原理。機械能守恒定律。能量轉化與守恒定律,動量與沖量,動量定理。碰撞。動量守恒定律

    (3) 剛體的轉動:剛體的平動與轉動,勻變速轉動公式,角量與線量的關系。力矩、轉動慣量、轉動定律、平行軸定理。剛體定軸轉動的角動量定理、角動量守恒定律,力矩的功與力矩的功率,轉動動能。動量矩與沖量矩。動量矩守恒定律

    2、電磁學

    (1) 靜電場:電荷,電荷量子化,電荷守恒定律。庫侖定律。靜電場。電場強度,電場強度疊加原理,電場強度的計算。電力線,電通量,真空中的高斯定理,電場力的功。電場強度環流。電勢能,電勢,電勢差及其計算。等勢面,電場強度與電勢梯度的關系,導體的靜電平衡。導體上的電荷分布。靜電屏蔽。電介質的極化,電極化強度。電位移矢量。D、E、P三矢量之間的關系。介質中的高斯定理,電容器的電容。簡單電容器的電容計算。電場能量,電場能量密度

    (2) 電流與電場:電流形成的條件。導體內穩恒電場的建立。電源的電動勢。電流密度。歐姆定律的微分形式。焦耳一楞茨定律的微分形成一段含源電路的歐姆定律

    (3) 電流與磁場:基本磁現象。磁場。磁感應強度,磁力線,磁通量。磁場中的高斯定理。畢奧伐爾定律。安培環路定律。運動電荷的磁場,磁場對載流導線的作用力——安培定律。電流強度單位安培的定義。磁場對載流線圈的作用力矩。載流線圈的磁矩。磁力的功。洛侖茲力。帶電粒子在磁場中的運動,霍耳效應。磁介質,磁化強度,磁場強度,鐵磁質

    3、振動與波動

    (1) 振動學基礎:諧振動。諧振動動力學及運動學方程。頻率、周期、振幅和位相。諧振動旋轉矢量表示法。諧振動的能量。阻尼振動、受迫振動、共振。同方向諧振動的合成,拍?;ハ啻怪钡闹C振動的合成

    (2) 波動學基礎:介紹波動的基本概念,機械波的概念,平面簡諧波的概念及計算,波的能量,能流密度,惠更斯原理,波的衍射,駐波的概念、計算,多普勒效應,平面電磁波

    4、波動光學

    (1) 波的干涉:光波。光矢量。光的單色性和相干性。相干光的獲得。楊氏雙縫干涉。光程。等厚干涉(劈尖、牛頓環)。等傾干涉。邁克耳遜干涉儀。時間相干性和空間的相干性

    (2) 光的衍射:光的衍射現象?;莞?/span>菲涅耳原理。單縫衍射。光柵,光柵光譜。小圓孔衍射。光學儀器的分辨率

    (3) 光的偏振:自然光和偏振光。反射光和折射光的偏振。布儒斯特定律。單軸晶體中光的雙折射。偏振片。馬呂斯定律

    要求學生:能根據實際的物理問題,運用適當的物理方法,建立合適的物理模型,然后利用數學知識計算,解決實際的物理問題;運用物理相關的知識解釋分析現實中一定的物理現象和物理問題。

     

    、建議教學進度

    1、緒論學時數:1

    2、力學時數:35

    3、電磁學學時數:36

    4、振動與波動學時數:18

    5、波動光學學時數:18

     

    、教學方法

    1、闡述基本原理,理論聯系實際,培養學生物理分析能力

    2、采用多媒體課件、電子備課和傳統教學相結合進行教學

    3、通過例題分析,培養和提高他們分析問題與解決問題的能力

    4、理論教學與演示實驗相結合,強化他們科學的思維方法和研究方法的培養

     

    、考核方式

    閉卷筆試

     

    、成績評定方法

    筆試成績70%,平時成績30%

     

    、教學參考

    1. 程守洙,《普通物理學,第6版,北京:高等教育出版社,2006

    2. 張三慧,《大學物理學,第6版,北京:清華大學出版社,2014

    3. 馬文蔚等,物理學原理在工程技術中的應用,第3版,北京:高等教育出版社,2006


     

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