1,基本内容:物质的磁性、磁介质分类、磁介质的磁化:磁场强度:有磁介质时的安培环路定理和高斯定理;铁磁性;*交流电路中的基本元件:*交流电路的失量图解法;位移电流;全电流安培环路定理;麦克斯韦方程组的积分形式;电磁波的产生及基本性质:电磁波谱。2.重点:磁介质中的安培环路定理;位移电流;麦克斯韦方程组的积分形式。3.难点:磁介质的磁化;麦克斯韦方程组与电磁波的产生。4.知识目标:了解物质的磁性、磁介质分类、磁介质的磁化现象,了解磁场强度定义式:了解有磁介质时的安培环路定理和高斯定理:了解铁磁质的磁化规律:掌握位移电流的概念;了解电磁波的产生及基本性质;掌握麦克斯韦方程组的积分形式。5,能力目标:会根据磁介质中的安培环路定理、位移电流进行相关计算。6.课程思政:介绍麦克斯韦在电磁学的伟大成绩,指导学生深入了解我们的客观世界,去繁化简,掌握客观规律的本质和内在联系。7.其它说明:RLC元件上电压与电流的相位关系、交流电路的失量图解法、谐振电路特性及其应用、磁介质磁化的基本原理、铁磁质的磁化规律及铁磁体的基本分类等扩展内容,让学生在网络平台自主学习。内容12:波动光学1.基本内容:光学基础知识简介:分波前干涉和分振幅干涉;薄膜干涉与光学检测技术:*迈克尔逊于涉仪:*光波的空间相干性和时间相干性:惠更斯一菲涅耳原理和衍射现象分类;夫琅和费单缝衍射圆孔的夫琅和费衍射和光学仪器分辨本领;光栅衍射:*晶体的X射线衍射;*全息照相和光学信息处理;自然光、光的偏振性、马吕斯定律;偏振光的获得、反射光和折射光的偏振、布儒斯特定律;*双折射、波片;*偏振光干涉;偏振态的检测;*克尔效应与旋光现象、液晶。2.重点:光程;双缝干涉;薄膜干涉;劈尖:单缝衍射;光栅方程;偏振片:偏振光的获得。3.难点:偏振光的检测;光学仪器分辨率。4.知识目标:对光学基础知识做基本介绍,为波动光学的顺利教学打下良好基础。主要介绍如下知识点:介质折射率、折射定律、费马原理、物像之间的等光程性、相干光、获得相干光的方法、光程差、半波损失;由杨氏双缝干涉实验掌握分波前干涉的一般规律。掌握杨氏双缝干涉实验及其相关计算;掌握薄膜于涉及其应用,由薄膜干涉实29
29 1.基本内容: 物质的磁性、磁介质分类、磁介质的磁化;磁场强度;有磁介质时 的安培环路定理和高斯定理;铁磁性;*交流电路中的基本元件;*交流电路的矢量图解 法;位移电流;全电流安培环路定理;麦克斯韦方程组的积分形式;电磁波的产生及基 本性质;电磁波谱。 2.重点:磁介质中的安培环路定理;位移电流;麦克斯韦方程组的积分形式。 3.难点:磁介质的磁化;麦克斯韦方程组与电磁波的产生。 4.知识目标:了解物质的磁性、磁介质分类、磁介质的磁化现象,了解磁场强度定 义式;了解有磁介质时的安培环路定理和高斯定理;了解铁磁质的磁化规律;掌握位移 电流的概念;了解电磁波的产生及基本性质;掌握麦克斯韦方程组的积分形式。 5. 能力目标:会根据磁介质中的安培环路定理、位移电流进行相关计算。 6. 课程思政:介绍麦克斯韦在电磁学的伟大成绩,指导学生深入了解我们的客观世 界,去繁化简,掌握客观规律的本质和内在联系。 7.其它说明: RLC 元件上电压与电流的相位关系、交流电路的矢量图解法、谐振 电路特性及其应用、磁介质磁化的基本原理、铁磁质的磁化规律及铁磁体的基本分类等 扩展内容,让学生在网络平台自主学习。 内容 12:波动光学 1.基本内容:光学基础知识简介;分波前干涉和分振幅干涉;薄膜干涉与光学检测 技术; *迈克尔逊干涉仪;*光波的空间相干性和时间相干性;惠更斯—菲涅耳原理和衍 射现象分类;夫琅和费单缝衍射;圆孔的夫琅和费衍射和光学仪器分辨本领;光栅衍射; *晶体的 X 射线衍射;*全息照相和光学信息处理;自然光、光的偏振性、马吕斯定律; 偏振光的获得、反射光和折射光的偏振、布儒斯特定律;*双折射、波片;*偏振光干涉; 偏振态的检测;*克尔效应与旋光现象、液晶。 2.重点:光程;双缝干涉;薄膜干涉;劈尖;单缝衍射;光栅方程;偏振片;偏振 光的获得。 3.难点:偏振光的检测;光学仪器分辨率。 4.知识目标:对光学基础知识做基本介绍,为波动光学的顺利教学打下良好基础。 主要介绍如下知识点:介质折射率、折射定律、费马原理、物像之间的等光程性、相干 光、获得相干光的方法、光程差、半波损失;由杨氏双缝干涉实验掌握分波前干涉的一 般规律。掌握杨氏双缝干涉实验及其相关计算;掌握薄膜干涉及其应用,由薄膜干涉实
例分析,掌握等厚干涉的一般规律;了解等倾干涉现象,了解增透膜、高反膜,简介于涉原理的光学检测技术;理解惠更斯一菲涅耳原理,理解单缝衍射现象;能熟练进行夫琅和费单缝衍射的相关计算;了解圆孔的夫琅和费衍射,理解光学仪器分辨本领;掌握衍射光栅方程及其应用,了解缺级现象;理解光的偏振现象,了解偏振光的获得和检测方法;掌握反射光和折射光的偏振规律,掌握马吕斯定律。5能力目标:对杨氏双缝干涉、夫琅和费单缝衍射能熟练进行相关计算;掌握马吕斯定律的应用。6.课程思政:在课堂教学中将物理规律在生活、生产中的实际运用向学生介绍,不仅可以激发学生学习物理的兴趣,还可以培养学生具备真正的科学精神。例如在电影院里观看立体电影要佩戴的立体眼镜是运用了光的偏振原理,左右两个镜片分别让相互垂直的光进入人的眼晴从而产生三维感觉。7.其它说明:迈克尔逊干涉仪及其应用、双折射现象及其规律、偏振光干涉、克尔效应、旋光现象、晶体的X射线衍射、液晶的电光特性等扩展内容,让学生在网络平台自主学习。内容13:热学1.基本内容:平衡态、状态参量、热力学第零定律;准静态过程、理想气体物态方程;气体动理论的压强公式、分压定律;温度的微观解释与统计意义:空间自由度、能量自由度、能量均分原理;理想气体的内能;麦克斯韦气体分子速率分布律:三种统计速率;*气体分子速度分布律;*玻尔兹曼分布律;*分子平均自由程与碰撞频率;*范德瓦尔斯方程:*气体的输运现象及宏观规律:功和热量、热力学第一定律:等容、等压、等温过程:*节流过程:理想气体的等容、等压摩尔热容:*固体的热容:理想气体的绝热过程:热机与热机效率;致冷机与致冷系数;热力学第二定律;卡诺循环与卡诺定理:热力学温标与热力学第三定律:焰和熵增加原理;*玻尔兹曼熵与信息、低温技术;热力学第二定律的统计意义。2.重点:平衡态;压强和温度的统计意义;内能;功与热量;能量均分原理;状态图示法;循环图示法:热力学第一、二和第三定律;热机及效率。3.难点:气体分子速率分布律;自由度:熵及增原理。4.知识目标:理解气体状态参量和热力学第零定律,掌握理想气体物态方程,了解分压定律,了解温度的统计意义:了解从提出模型,进行统计平均,建立宏观量与微观30
30 例分析,掌握等厚干涉的一般规律;了解等倾干涉现象,了解增透膜、高反膜,简介干 涉原理的光学检测技术;理解惠更斯—菲涅耳原理,理解单缝衍射现象;能熟练进行夫 琅和费单缝衍射的相关计算;了解圆孔的夫琅和费衍射,理解光学仪器分辨本领;掌握 衍射光栅方程及其应用,了解缺级现象;理解光的偏振现象,了解偏振光的获得和检测 方法;掌握反射光和折射光的偏振规律,掌握马吕斯定律。 5. 能力目标:对杨氏双缝干涉、夫琅和费单缝衍射能熟练进行相关计算;掌握马吕 斯定律的应用。 6. 课程思政:在课堂教学中将物理规律在生活、生产中的实际运用向学生介绍,不 仅可以激发学生学习物理的兴趣,还可以培养学生具备真正的科学精神。例如在电影院 里观看立体电影要佩戴的立体眼镜是运用了光的偏振原理,左右两个镜片分别让相互垂 直的光进入人的眼睛从而产生三维感觉。 7.其它说明:迈克尔逊干涉仪及其应用、双折射现象及其规律、偏振光干涉、克尔 效应、旋光现象、晶体的 X 射线衍射、液晶的电光特性等扩展内容,让学生在网络平台 自主学习。 内容 13:热学 1.基本内容:平衡态、状态参量、热力学第零定律;准静态过程、理想气体物态方 程;气体动理论的压强公式、分压定律;温度的微观解释与统计意义;空间自由度、能 量自由度、能量均分原理;理想气体的内能;麦克斯韦气体分子速率分布律;三种统计 速率;*气体分子速度分布律;*玻尔兹曼分布律;*分子平均自由程与碰撞频率;*范德 瓦尔斯方程;*气体的输运现象及宏观规律;功和热量、热力学第一定律;等容、等压、 等温过程;*节流过程;理想气体的等容、等压摩尔热容;*固体的热容;理想气体的绝 热过程;热机与热机效率;致冷机与致冷系数;热力学第二定律;卡诺循环与卡诺定理; 热力学温标与热力学第三定律;熵和熵增加原理;*玻尔兹曼熵与信息、低温技术;热力 学第二定律的统计意义。 2.重点:平衡态;压强和温度的统计意义;内能;功与热量;能量均分原理;状态 图示法;循环图示法;热力学第一、二和第三定律;热机及效率。 3.难点:气体分子速率分布律;自由度;熵及熵增原理。 4.知识目标:理解气体状态参量和热力学第零定律,掌握理想气体物态方程,了解 分压定律,了解温度的统计意义;了解从提出模型,进行统计平均,建立宏观量与微观
量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想方法,理解理想气体压强和温度的统计意义,理解能量均分原理,掌握理想气体内能的计算方法;了解麦克斯韦气体分子速率分布律,了解三种统计速率,理解气体分子的方均根速率;理解平衡态、非平衡态、准静态过程等概念;正确理解内能、功和热量的概念,掌握热力学第一定律,能熟练地计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能的变化,掌握状态图示法:理解理想气体的等容、等压摩尔热容;了解理想气体的绝热过程;掌握热机与致冷机的工作原理,掌握循环效率的计算;理解热力学第二定律的两种表达,了解热力学第二定律的统计意义,了解卡诺循环与卡诺定理,了解卡诺定理对提高热机效率的指导意义:了解热力学温标与热力学第三定律;了解摘的概念及其摘增加原理。5.能力目标:能熟练地计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能的变化:掌握循环效率的计算。6.课程思政:通过理想气体模型的介绍,再到实际气体的范德瓦尔斯方程,使学生了解理论科学的发展过程,如何由简到繁,由理论到实际的演化过程,阐述物理建模的精髓一透过现象抓住事物的本质、运用科学的思维方法7.其它说明:教学过程中要注重讲授大量粒子组成的系统的统计研究方法和统计规律,以及热现象研究中宏观量与微观量之间的区别与联系。理想气体的压强和气体分子平均自由程公式的建立以及范德瓦尔斯方程的导出,都是科学研究中建模方法的良好示范。这部分扩展内容较多,让学生在网络平台自主学习。内容14:近代物理基础1.基本内容:黑体辐射和普朗克的量子假设、光电效应;*康普顿散射、玻尔的氢原子模型、玻尔理论的局限性;德布罗意假设、物质波、实物粒子的波粒二象性;不确定关系、波函数及其概率解释;*薛定方程、一维势阱;*势垒与隧道效应、电子扫描隧道显微镜、谐振子:*氢原子的量子理论、原子的壳层结构;*分子与分子的光谱、激光;*固体的能带理论、超导;*原子核的组成与结合能、核自旋和核磁矩、核磁共振;*核衰变、穆斯堡尔效应、核反应裂变和聚变:*基本粒子简介:*膨胀的宇宙、大爆炸模型、天体演化和黑洞。2.重点:波粒二象性;量子化;动量与波长间的关系;波函数的统计意义。3.难点:波函数及其统计解释。4.知识目标:了解黑体辐射实验规律,掌握普朗克的量子假设;理解光电效应的实31
31 量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想方法,理解理想气体压强和温度的统计意义; 理解能量均分原理,掌握理想气体内能的计算方法;了解麦克斯韦气体分子速率分布律, 了解三种统计速率,理解气体分子的方均根速率;理解平衡态、非平衡态、准静态过程 等概念;正确理解内能、功和热量的概念,掌握热力学第一定律,能熟练地计算理想气 体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能的变化,掌握状态图示法;理解理想气体 的等容、等压摩尔热容;了解理想气体的绝热过程;掌握热机与致冷机的工作原理,掌 握循环效率的计算;理解热力学第二定律的两种表达,了解热力学第二定律的统计意义; 了解卡诺循环与卡诺定理,了解卡诺定理对提高热机效率的指导意义;了解热力学温标 与热力学第三定律;了解熵的概念及其熵增加原理。 5. 能力目标:能熟练地计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能的 变化;掌握循环效率的计算。 6. 课程思政:通过理想气体模型的介绍,再到实际气体的范德瓦尔斯方程,使学生 了解理论科学的发展过程,如何由简到繁,由理论到实际的演化过程,阐述物理建模的 精髓—透过现象抓住事物的本质、运用科学的思维方法 7.其它说明:教学过程中要注重讲授大量粒子组成的系统的统计研究方法和统计 规律,以及热现象研究中宏观量与微观量之间的区别与联系。理想气体的压强和气体分 子平均自由程公式的建立以及范德瓦尔斯方程的导出,都是科学研究中建模方法的良好 示范。这部分扩展内容较多,让学生在网络平台自主学习。 内容 14:近代物理基础 1.基本内容:黑体辐射和普朗克的量子假设、光电效应;*康普顿散射、玻尔的氢 原子模型、玻尔理论的局限性;德布罗意假设、物质波、实物粒子的波粒二象性;不确 定关系、波函数及其概率解释;*薛定谔方程、一维势阱;*势垒与隧道效应、电子扫描 隧道显微镜、谐振子;*氢原子的量子理论、原子的壳层结构;*分子与分子的光谱、激 光;*固体的能带理论、超导;*原子核的组成与结合能、核自旋和核磁矩、核磁共振; *核衰变、穆斯堡尔效应、核反应 裂变和聚变;*基本粒子简介;*膨胀的宇宙、大爆炸 模型、天体演化和黑洞。 2.重点:波粒二象性;量子化;动量与波长间的关系;波函数的统计意义。 3.难点:波函数及其统计解释。 4.知识目标:了解黑体辐射实验规律,掌握普朗克的量子假设;理解光电效应的实
验规律及爱因斯坦的光子理论解释,理解光的波粒二象性:了解德布罗意的物质波假设及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性;理解描述物质波动性的物理量和粒子性的物理量间的关系;了解一维坐标-动量不确定关系,时间-能量不确实关系;了解波函数及其统计解释。5.能力目标:能进行光电效应的有关计算:会用波函数描述微观物质运动。6课程思政:通过科学家对微观世界的探索历程,培养学生科学的批判精神,拓宽对于客观世界的认知度,树立正确的人生观、价值观和世界观。7.其它说明:近代物理基础这部分,涉及的知识面相当宽,要学习好这部分内容,对学生理论基础与数学基础都有较高的要求。因此,对本部分内容的教学,主要是以简介方式或讲座方式进行。要重点介绍量子力学的基本原理,帮助学生建立物质波二象性和量子化的概念,这是从经典物理到量子物理过渡的重要阶梯。另外,力求让学生理解微观物质的描述方式和波函数的统计意义。这部分扩展内容较多,让学生在网络平台自主学习。五、教学内容、教学方式与课程目标的支撑关系教学方式课程目标教学内容线下教学混合教学线上教学课程目标1V内容1——内容14课程目标2六、课程教学方法与学时分配(一)教学方法在大学物理课程的教学过程中,应以培养学生能力素质协调发展为目标,认真贯彻以学生为主体、老师为主导的教育理念;应遵循学生的认知规律,注重理论联系实际,激发学生兴趣,引导自主学习,鼓励修改发展:要加强教学方法和手段的研究与改革,努力营造一个有利于培养学生科学素养和创新意识的教学环境。(1)教学方法一一采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法,加强师生之间、学生之间的交流,引导学生独立思考,强化科学思维的训练。习题课、讨论课是启迪学生思维,培养学生提高提出问题、分析问题和解决问题能力的重要环节,所以主张习题课和讨论课的学时数不少于总学时的10%。鼓励通过网络资源、专题讲座、探索性实践、小课题研究等多种方式开展探究式学习,因材施教,激发学生的智力和潜能,调动学生学习的主动性和积极性在保证物理基础知识结构的系统性、完整性以外,课堂讲授要贯彻少而精的原则,32
32 验规律及爱因斯坦的光子理论解释,理解光的波粒二象性;了解德布罗意的物质波假设 及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性;理解描述物质波动性的物理量和 粒子性的物理量间的关系;了解一维坐标-动量不确定关系,时间-能量不确实关系;了 解波函数及其统计解释。 5. 能力目标:能进行光电效应的有关计算;会用波函数描述微观物质运动。 6. 课程思政:通过科学家对微观世界的探索历程,培养学生科学的批判精神,拓宽 对于客观世界的认知度,树立正确的人生观、价值观和世界观。 7.其它说明:近代物理基础这部分,涉及的知识面相当宽,要学习好这部分内容, 对学生理论基础与数学基础都有较高的要求。因此,对本部分内容的教学,主要是以简 介方式或讲座方式进行。 要重点介绍量子力学的基本原理,帮助学生建立物质波二象性和量子化的概念,这是从 经典物理到量子物理过渡的重要阶梯。另外,力求让学生理解微观物质的描述方式和波 函数的统计意义。这部分扩展内容较多,让学生在网络平台自主学习。 五、教学内容、教学方式与课程目标的支撑关系 课程目标 教学内容 教学方式 线下教学 混合教学 线上教学 课程目标 1 课程目标 2 内容 1——内容 14 √ 六、课程教学方法与学时分配 (一)教学方法 在大学物理课程的教学过程中,应以培养学生能力素质协调发展为目标,认真贯彻 以学生为主体、老师为主导的教育理念;应遵循学生的认知规律,注重理论联系实际, 激发学生兴趣,引导自主学习,鼓励修改发展;要加强教学方法和手段的研究与改革, 努力营造一个有利于培养学生科学素养和创新意识的教学环境。 (1)教学方法——采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法,加强师生之间、 学生之间的交流,引导学生独立思考,强化科学思维的训练。习题课、讨论课是启迪学 生思维,培养学生提高提出问题、分析问题和解决问题能力的重要环节,所以主张习题 课和讨论课的学时数不少于总学时的 10%。鼓励通过网络资源、专题讲座、探索性实践、 小课题研究等多种方式开展探究式学习,因材施教,激发学生的智力和潜能,调动学生 学习的主动性和积极性。 在保证物理基础知识结构的系统性、完整性以外,课堂讲授要贯彻少而精的原则
尽量避免繁的数学推道,教学中应注意突出重点,分散难点,注重物理基本概念和基本规律的阐述。学生课外练习题的选取应注重基本概念,强调基本训练,数学知识定位在微积分初步。(2)教学手段一应发挥好课堂教学主渠道的作用,教学手段应服务于教学目的,提倡有效利用多媒体技术。应积极创造条件,充分利用计算机辅助教学、网络教学等现代化教育技术的优势、扩大教学信息量,提高教学质量和效率。(3)演示实验一应充分利用演示实验帮助学生观察物理现象,增加感性知识,提高学习兴趣。大学物理课程的主要内容都应有演示实验(实物演示和多媒体仿真演示),其中实物演示实验的教学数目不应少于20个。实物演示实验可以采用多种形式进行,如课堂实物演示、开放演示实验室等。提倡建立开放性的物理演示实验室,鼓励和引导学生自己动手观察实验,思考和分析问题,进行定性或半定量验证。(4)习题与考核一一习题与考核是引导学生学习、检查教学效果、保证教学质量的重要环节,也是体现课程要求规范的重要标志。习题的选取应注重基本概念,强调基本训练,贴近应用实际,激发学生兴趣。考核要避免应试教育的倾向,积极探索以素质教育为核心的课程考核模式。(五)学时分配*线上课堂合计教学内容讲授学习内容1:质点运动学628325内容2:质点动力学235内容3:机械能内容4:刚体的定轴转动635628内容5:振动628内容6:波动235内容7:狭义相对论基础31215 内容8:静电场527内容9:恒定磁场528内容10:电磁感应4411内容11:物质磁性交流电电磁场12416内容12:波动光学12416内容13:热学6511内容14:近代物理基础33
33 尽量避免繁琐的数学推道,教学中应注意突出重点,分散难点,注重物理基本概念和基 本规律的阐述。 学生课外练习题的选取应注重基本概念,强调基本训练,数学知识定位在微积分初 步。 (2)教学手段——应发挥好课堂教学主渠道的作用,教学手段应服务于教学目的,提 倡有效利用多媒体技术。应积极创造条件,充分利用计算机辅助教学、网络教学等现代 化教育技术的优势、扩大教学信息量,提高教学质量和效率。 (3)演示实验——应充分利用演示实验帮助学生观察物理现象,增加感性知识,提高 学习兴趣。大学物理课程的主要内容都应有演示实验(实物演示和多媒体仿真演示),其 中实物演示实验的教学数目不应少于 20 个。实物演示实验可以采用多种形式进行,如 课堂实物演示、开放演示实验室等。提倡建立开放性的物理演示实验室,鼓励和引导学 生自己动手观察实验,思考和分析问题,进行定性或半定量验证。 (4)习题与考核——习题与考核是引导学生学习、检查教学效果、保证教学质量的重 要环节,也是体现课程要求规范的重要标志。习题的选取应注重基本概念,强调基本训 练,贴近应用实际,激发学生兴趣。考核要避免应试教育的倾向,积极探索以素质教育 为核心的课程考核模式。 (五)学时分配 教学内容 课堂 讲授 *线上 学习 合计 内容 1:质点运动学 6 2 8 内容 2:质点动力学 3 2 5 内容 3:机械能 3 2 5 内容 4:刚体的定轴转动 6 3 5 内容 5:振动 6 2 8 内容 6:波动 6 2 8 内容 7:狭义相对论基础 2 3 5 内容 8:静电场 12 3 15 内容 9:恒定磁场 5 2 7 内容 10:电磁感应 5 2 8 内容 11:物质磁性 交流电 电磁场 4 4 11 内容 12:波动光学 12 4 16 内容 13:热学 12 4 16 内容 14:近代物理基础 6 5 11