華中科技大學(xué)：大學(xué)物理--教學(xué)大綱?一、課程基本信息1.課程名稱：大學(xué)物理2.課程代碼：[具體代碼]3.課程類型：公共基礎(chǔ)課4.學(xué)分/學(xué)時(shí)：[X]學(xué)分，[160]學(xué)時(shí)（理論課[120]學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)課[40]學(xué)時(shí)）5.適用專業(yè)：全校理工科各專業(yè)6.先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)二、課程目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)使學(xué)生掌握大學(xué)物理的基本概念、基本規(guī)律和基本方法，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，以及進(jìn)行簡單物理實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理的技能。2.過程與方法目標(biāo)通過課堂講授、討論、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新思維能力和自主學(xué)習(xí)能力。引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，如觀察、實(shí)驗(yàn)、歸納、演繹、類比等，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱愛，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的工作作風(fēng)。使學(xué)生了解物理學(xué)科在現(xiàn)代科技和社會(huì)發(fā)展中的重要作用，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。三、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排力學(xué)（40學(xué)時(shí)）1.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（12學(xué)時(shí)）參考系、質(zhì)點(diǎn)、位移、速度和加速度等基本概念。直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的描述，包括運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度的分量表示，圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述等。相對運(yùn)動(dòng)的概念和伽利略變換。2.質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)（12學(xué)時(shí)）牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用，包括受力分析、牛頓第二定律的矢量形式和分量形式，解決直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題。動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用，掌握動(dòng)量和沖量的概念，理解動(dòng)量守恒定律的條件和應(yīng)用。動(dòng)能定理、功能原理和機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用，掌握功、動(dòng)能、勢能等概念，理解機(jī)械能守恒定律的條件和應(yīng)用。3.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)（8學(xué)時(shí)）剛體的基本概念，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述，包括角位移、角速度、角加速度等。剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，如轉(zhuǎn)動(dòng)定律、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念和計(jì)算，力矩的功和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理，角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用。4.振動(dòng)和波動(dòng)（8學(xué)時(shí)）簡諧振動(dòng)的基本概念、運(yùn)動(dòng)方程、描述簡諧振動(dòng)的物理量（振幅、周期、頻率、相位等），簡諧振動(dòng)的能量。簡諧振動(dòng)的合成，包括同方向、同頻率簡諧振動(dòng)的合成，相互垂直的簡諧振動(dòng)的合成（李薩如圖形）。機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播，波的表達(dá)式，波的能量，惠更斯原理，波的干涉和衍射現(xiàn)象。熱學(xué)（24學(xué)時(shí)）1.氣體動(dòng)理論（12學(xué)時(shí)）理想氣體狀態(tài)方程，理想氣體的壓強(qiáng)和溫度的統(tǒng)計(jì)意義。分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，如分子的速率分布和能量分布，理想氣體的內(nèi)能。麥克斯韋速率分布律和分子平均自由程的概念。2.熱力學(xué)基礎(chǔ)（12學(xué)時(shí)）熱力學(xué)第零定律和溫度的概念，熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用，包括功、熱量和內(nèi)能的計(jì)算，理想氣體的等值過程和絕熱過程。循環(huán)過程，熱機(jī)效率和制冷系數(shù)的計(jì)算，卡諾循環(huán)及其效率。熱力學(xué)第二定律的兩種表述，可逆過程和不可逆過程，熵的概念和熵增加原理。電磁學(xué)（40學(xué)時(shí)）1.靜電場（12學(xué)時(shí)）電荷和電場的基本概念，庫侖定律，電場強(qiáng)度的定義和計(jì)算，電場強(qiáng)度疊加原理。高斯定理及其應(yīng)用，通過高斯定理計(jì)算具有一定對稱性的電場分布。電勢的概念，電勢差，電場力的功，電勢疊加原理，等勢面的性質(zhì)，通過電勢計(jì)算電場強(qiáng)度。2.靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)（8學(xué)時(shí)）導(dǎo)體的靜電平衡條件和性質(zhì)，靜電屏蔽現(xiàn)象。電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，極化強(qiáng)度的概念，電位移矢量的定義，有介質(zhì)時(shí)的高斯定理及其應(yīng)用。電容的概念和計(jì)算，電容器的連接和能量存儲(chǔ)。3.恒定電流的磁場（12學(xué)時(shí)）電流和磁場的基本概念，畢奧薩伐爾定律及其應(yīng)用，計(jì)算幾種典型電流分布產(chǎn)生的磁場。磁場高斯定理和安培環(huán)路定理及其應(yīng)用，通過安培環(huán)路定理計(jì)算具有一定對稱性的磁場分布。洛倫茲力公式，帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)，霍爾效應(yīng)。4.電磁感應(yīng)（8學(xué)時(shí)）電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律，動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的計(jì)算。自感和互感的概念，自感系數(shù)和互感系數(shù)的計(jì)算，自感磁能和互感磁能。麥克斯韋方程組的積分形式（定性介紹），位移電流的概念。光學(xué)（24學(xué)時(shí)）1.幾何光學(xué)（12學(xué)時(shí)）幾何光學(xué)的基本定律，如光的直線傳播定律、反射定律和折射定律，全反射現(xiàn)象及其應(yīng)用。光學(xué)儀器的基本原理，如平面鏡、球面鏡、薄透鏡成像公式和放大率公式，眼睛和放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)儀器的工作原理。2.波動(dòng)光學(xué)（12學(xué)時(shí)）光的干涉現(xiàn)象，楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光程和光程差的概念，薄膜干涉及其應(yīng)用（等傾干涉和等厚干涉）。光的衍射現(xiàn)象，單縫衍射和圓孔衍射，衍射光柵及其應(yīng)用。光的偏振現(xiàn)象，自然光和偏振光，起偏和檢偏的方法，馬呂斯定律，布儒斯特定律。近代物理（12學(xué)時(shí)）1.狹義相對論基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）狹義相對論的基本假設(shè)，愛因斯坦相對性原理和光速不變原理。狹義相對論的時(shí)空觀，同時(shí)的相對性、長度收縮和時(shí)間延緩效應(yīng)。狹義相對論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，相對論質(zhì)量、能量和動(dòng)量的關(guān)系。2.量子物理基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）黑體輻射和普朗克量子假說，光電效應(yīng)和愛因斯坦光子理論，康普頓效應(yīng)。氫原子光譜和玻爾理論，波粒二象性，不確定關(guān)系。量子力學(xué)的基本概念，如波函數(shù)、薛定諤方程（一維定態(tài)薛定諤方程的簡單介紹），量子力學(xué)中的一些簡單問題（如一維無限深勢阱、勢壘貫穿等）。四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法課堂講授：系統(tǒng)講解課程的基本概念、基本規(guī)律和基本方法，注重知識(shí)的邏輯性和系統(tǒng)性，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。課堂討論：針對一些重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，發(fā)表自己的觀點(diǎn)和見解，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和表達(dá)能力。啟發(fā)式教學(xué)：通過提出問題、引導(dǎo)思考、分析問題等方式，啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。案例教學(xué)：結(jié)合實(shí)際生活和工程技術(shù)中的物理問題，引入案例教學(xué)，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的實(shí)用性，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。2.教學(xué)手段多媒體教學(xué)：運(yùn)用PPT、動(dòng)畫、視頻等多媒體手段輔助教學(xué)，使抽象的物理概念和物理過程更加直觀形象，便于學(xué)生理解和掌握。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)：利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，提供課程教學(xué)資源，如教學(xué)大綱、教學(xué)課件、電子教案、在線測試、答疑討論等，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)：通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)研究能力，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)物理知識(shí)的應(yīng)用和物理規(guī)律的驗(yàn)證。五、考核方式及成績評定1.考核方式平時(shí)成績：占總成績的30%，包括考勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)成績等。期末考試成績：占總成績的70%，采用閉卷考試形式，考試時(shí)間為[X]小時(shí)。2.成績評定總成績=平時(shí)成績×30%+期末考試成績×70%平時(shí)成績根據(jù)學(xué)生的考勤情況、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況和實(shí)驗(yàn)成績等綜合評定。考勤占平時(shí)成績的[10%]，課堂表現(xiàn)占[10%]，作業(yè)完成情況占[10%]，實(shí)驗(yàn)成績占[10%]。期末考試成績根據(jù)學(xué)生的考試成績評定，考試題型包括選擇題、填空題、計(jì)算題、簡答題等，主要考查學(xué)生對課程基本概念、基本規(guī)律和基本方法的掌握程度，以及運(yùn)用物理知識(shí)分析和解決問題的能力。六、教材及參考資料1.教材[大學(xué)物理教材名稱]，[主編姓名]，[出版社名稱]，[出版年份]2.參考資料[大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)書]，[作者姓名]，[出版社名稱]，[出版年份][大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程]，[主編姓名]，[出版社名稱]，[出版年份]相關(guān)的物理學(xué)科普書籍和在線課程資源，如《費(fèi)曼物理學(xué)講義》、中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上的大學(xué)物理課程等。七、大綱修訂說明本大綱根據(jù)華中科技大學(xué)理工科各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求進(jìn)行修訂，