数理方法教学大纲-吉林师范大学美术学院

物理学专业函授（业余）本科教学大纲《数理方法》教学大纲 1《线性代数》教学大纲 5《计算机原理》教学大纲 9《计算机实验》教学大纲 13《理论力学》教学大纲 16《统计物理》教学大纲 22《光学原理》教学大纲 29《电动力学》教学大纲 31《物理教学法》教学大纲 39《电化教育学》教学大纲 47《量子力学》教学大纲 59《教育统计与测量》教学大纲 64《普物选讲》教学大纲 72《近代物理实验》教学大纲 79《物理学史》教学大纲 81《数理方法》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的数理方法是专业必修课。通过本课程的教学，帮助学生掌握并能运用复变函数，数学物理方程等理论物理的基本数学工具。 培养学生严谨的逻辑和推演等理性思维能力，为学习物理系基础理论课量子力学、 统计物理和电动力学等打好数学基础。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时168 其中面授：42学时自学：126学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 一维波动方程的付氏解（面授 4学时、自学12学时）教学内容：1.1一维波动方程的付氏解1.2齐次方程混合问题的付里叶解法（分立变量法、驻波法）1.3电报方程1.4强迫震动，非齐次方程的求解教学任务：通过本章教学，使学生了解一维波动方程——弦振动方程的建立，掌握齐次方程混合问题的傅立叶解法，理解特征值和特征函数的概念。教学重点和难点：分离变量法，非齐次方程和边界条件的处理，特征值和特征函数。弦振动方程的建立，定解条件的提出，利用分离变量法求解齐次方程的混合问题，付氏解的物理意义，强迫振动，非齐次方程的求解。第二章 热传导方程的付氏解（面授 5学时、自学15学时）教学内容：12.1热传导方程核扩散方程的建立2.2混合问题的付氏解法2.3初值问题的腐蚀解法2.4一端有界的热传导问题教学任务：通过本章教学，使学生了解热传导方程和扩散方程过程，掌握初值问题及混合问题的付氏解以及一端有界的热传导问题的求解与解的物理意义。教学重点和难点：一端有界的热传导问题的求解，非齐次边界条件的齐次化。热传导方程的建立，扩散方程的建立，定解条件，混合问题的付氏解法，付氏积分，利用付氏积分解热传导方程的初值问题，付氏解的物理意义，定解问题的解，杜赫美原则。第三章拉普拉斯方程的圆的狄利克雷问题的付氏解（面授4学时、自学12学时）教学内容：3.1圆的狄利克雷问题3.2δ函数教学任务：通过本章教学，使学生了解圆的狄里克雷问题的求解，掌握 函数的性质。教学重点和难点：圆的狄里克雷问题， 函数的性质，定解问题的付氏解。第四章 波动方程的达朗贝尔解（面授 4学时、自学12学时）教学内容：4.1弦振动方程初值问题的达朗贝尔解法4.2高维波动方程4.3非齐次波动方程教学任务：通过本章教学，使学生掌握弦振动方程初值问题达朗贝尔解法和高维波动方程求解，了解非齐次波动方程以及推迟势的物理意义。2教学重点和难点：达朗贝尔公式及物理意义，高维波动方程的降维。第五章数学物理方程的解的积分公式（面授6学时、自学18学时）教学内容：5.1格林公式，调和函数的基本性质5.2拉普拉斯方程的球的狄利克雷问题5.3格林函数5.4泊松方程教学任务：通过本章教学，使学生掌握格林公式、调和函数的基本性质，格林函数的构造以及它的物理意义。教学重点和难点：格林函数的定义、物理意义以及构造各类定解问题的格林函数基本方法。第六章 付里叶变换（面授 10学时、自学30学时）教学内容：6.1付氏变换的定义及其基本性质6.2用付氏变换解数理方程举例6.3基本解教学任务：通过本章教学，使学生了解付里叶变换的定义及其基本性质以及基本解的概念，掌握用付里叶变换解具体的数学物理方程的方法。教学重点和难点：用付里叶变换解数理方程以及基本解的概念。第七章 勒让德多项式 球函数（面授4学时、自学12学时）教学内容：7.1勒让德微分方程及勒让德多项式7.2勒让德多项式的母函数及其递推函数37.3按勒让德多项式展开7.4连带勒让德多项式7.5拉普拉斯方程在球形区域上的狄利克雷问题教学任务：通过本章教学，使学生了解勒让德微分方程的建立，掌握勒让德多项式的母函数及其递推式。教学重点和难点：勒让德微分方程的导出，勒让德多项式的展开和递推。第八章 贝塞尔函数 柱函数（面授5学时、自学15学时）教学内容：8.1贝塞尔微分方程及其贝塞尔函数8.2贝塞尔函数的母函数及其递推函数8.3按贝塞尔函数展开8.4第二类和第三类贝塞尔函数8.5变形（或虚变量）贝塞尔函数和贝塞尔函数的渐近公式教学任务：通过本章教学，使学生了解贝塞尔微分方程的建立，掌握贝塞尔函数的母函数及其递推式。教学重点和难点：贝塞尔微分方程的导出，贝塞尔函数的展开和递推。六、教材及参考书目（一）教材四川大学数学系编，《高等数学》(数学物理方法，第二版 )，高等教育出版社，2004年8月（二）参考书目1、梁昆淼，《数学物理方法》，高等教育出版社出版， 1998年，第三版2、姚端正，梁家宝，《数学物理方法》，武汉大学出版社,1997，第二版3、吴崇试，《数学物理方法》，北京大学出版社，2004，第二版4《线性代数》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的线性代数是物理学专业的一门基础课，通过本课程的学习，使学生掌握该专业所必需的有关行列式、矩阵、线性方程组和线性空间等基本知识， 从而能够正确解决物理学中的问题并为学习后继课程打下基础。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时96 其中面授：24学时自学：72学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 行列式（面授3学时、自学9学时）教学内容：1.1式的定义1.2主要性质1.3行（列）展开1.4 克莱姆法则教学任务：通过本章教学，使学生明确本门课程的性质、 基本内容和学习意义；了解线性代数的概貌、应用和发展趋势；了解本门课程的教学要求和学习方法；了解 n阶行列式的定义；掌握行列式的性质及行列式的计算；了解克莱姆法则。教学重点和难点：阶行列式的定义，行列式的基本计算方法。第二章矩阵代数（面授4学时、自学12学时）教学内容：2.1矩阵的概念2.2矩阵的代数运算2.3逆矩阵的初等变换2.4转置矩阵与一些重要方法52.5分块矩阵教学任务：通过本章教学，使学生理解矩阵概念(包括单位阵、对角阵、对称阵、数量阵、共轭阵等)；熟练掌握矩阵的线性运算，乘法运算，转置运算；理解逆矩阵的概念及其存在的充要条件；掌握二阶与三阶矩阵求逆矩阵的方法——伴随矩阵法；掌握分块矩阵的运算。教学重点和难点：矩阵的运算，逆矩阵、矩阵的初等变换、矩阵的秩；逆矩阵、矩阵的秩第三章 线性方程组（面授 3学时、自学9学时）教学内容：3.1向量组与矩阵的秩3.2线性方程组的解法3.3线性方程组的结构教学任务：通过本章教学，使学生了解并掌握解矩阵初等变换的概念；理解初等矩阵的概念及矩阵初等变换与初等矩阵的关系；熟练掌握逆阵的求法——初等变换法；熟悉矩阵的秩与性质，并熟练掌握矩阵的秩的求法——初等变换法； 理解线性方程组解的判别定理；理解通解的概念，掌握通解的求法——初等变换法。教学重点和难点：线性方程解的理论与求解方法 ;难点：逆矩阵和秩的求法。第四章 线性空间（面授2学时、自学6学时）教学内容：4.1线性空间的概念4.2n维线性空间教学任务：通过本章教学，使学生理解n维向量的概念，掌握向量的线性运算；理解向量组的线性相关，线性无关的定义及有关的重要结论；理解向量组的最大无关组与向量组的秩，理解矩阵的秩与向量组的秩之间的关系， 并掌握用初等变换求6向量组的秩；理解基础解系的概念，熟练掌握线性方程组通解的求法——初等变换法；了解n维向量空间及子空间，基底，维数，坐标等概念。教学重点和难点：向量空间的概念、向量组的秩、基础解系的求法；向量组的相关性。第五章 线性变换（面授4学时、自学12学时）教学内容：5.1线性变换的定义5.2n维线性空间Ｖ中线性变换的矩阵5.3矩阵的对角化教学任务：通过本章的学习，使学生理解线性变换的定义；了解n维线性空间V中线性变换的矩阵，线性变换在一个基底下的矩阵；了解线性变换在不同基底下矩阵之间的关系；掌握矩阵的对角化，矩阵的特征根与特征向量，矩阵的对角化的方法。教学重点和难点：线性变换的求法，基底的概念；矩阵对角化方法，掌握矩阵的对角化。第六章 欧里几德空间（面授 4学时、自学12学时）教学内容：6.1 欧立几德空间6.2 正交变换教学任务：通过本章教学，使学生了解欧几里德空间的基本概念；掌握向量的标准内积的概念和计算规则；熟练掌握标准正交基底的求解方法；理解正交变换的相关知识。教学重点和难点：空间概念，正交变换；正交基底的求解。第七章n元二次型（面授 4学时、自学12学时）教学内容：77.1n元实二次型及其标准形7.2 正定二次型7.3 用正交变换化二次行为标准形教学任务：通过本章教学，使学生了解 n元实二次型及其标准形；理解 n元实二次型的定义，n元实二次型的标准形；了解正定二次型，用正交变换化二次型为标准形；理解正交矩阵的概念及其性质；熟悉正交向量与正交向量组的概念及其性质，掌握向量组的正交规范化的方法；了解二次型及其矩阵表示，会用配方法、正交变换法、初等变换法化二次型为标准型；了解惯性定律，二次型的秩，二次型的正定性及其判别法。教学重点和难点：元实二次型，二次型的转化方法；如何判别正定性。六、教材及参考书目（一）教材四川大学高等数学教研室：《线性代数》，高等教育出版社，2006年3月（二）参考书目1、同济大学数学教研室编，《线性代数》(第四版)，高等育出版社， 2002年4月2、杨荫华，《线性代数》，北京大学出版社，2004年5月3、乌健伟等《最新高等数学·方法与技巧》中央民族大学出版社， 2003年月8《计算机原理》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的课程通过对计算机组成、工作原理的教学，使学生了解计算机硬件知识， 以提高软件的应用能力。要求掌握计算机的工作原理， CPU的内部结构，编码及代码校验，逻辑代数与逻辑门，计算机基本部件，存储器、指令系统、寻址方式、中断、输入输出方式。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时108 其中面授：27学时自学：81学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 基础知识（面授4学时、自学12学时）教学内容：1.1数制1.2浮点数与定点数及各码制表示方法1.3机器数的四则运算教学任务：通过本章教学，使学生掌握数制，浮点数与定点数及各码制表示方法以及机器数的四则运算教学重点和难点：数制的变换，浮点数与定点数的各码制表示范围。原码、反码、补码、移码；浮点数的表示范围，用原码、反码、补码、移码分别对阶、尾数的不同表示，主要是原码位乘法、加减交替法（除法） 、恢复余数法。第二章 微处理器（面授3学时、自学9学时）教学内容：92.1CPU(8086)内部结构2.2 时序2.3 硬件体系教学任务：通过本章教学，使学生掌握 CPU(8086)内部结构，时序，硬件体系，为以后对整个系统的理解打基础。教学重点和难点：计算机时序，包括指令周期、时钟周期、机器周期的理解。主要了解机器周期由多少个时钟组成，由设计时序多少个微操作决定。第三章 编码及代码校验（面授 4学时、自学12学时）教学内容：3.1BCD码的存储3.2代码的校验方法教学任务：通过本章教学，使学生了解 BCD码的存储，掌握各种代码的校验方法。教学重点和难点：主要一些可控制字符、不可显示代码的BCD代码，奇偶校验码、hamming码、冗余码；循环冗余码的信息码的计算。第四章 逻辑代数与逻辑门（面授 4学时、自学12学时）教学内容：4.1逻辑代数4.2基本逻辑门4.3逻辑代数化简教学任务：通过本章教学，使学生掌握逻辑代数、基本逻辑门、逻辑代数化简、 （代数法、卡诺图、表格法）的相关内容。教学重点和难点：逻辑代数化简、卡诺图化简、表格法化简及化简后用不同的门路图表示。；由于变量较多，不能用逻辑化数化简，代替用计算机化简。10第五章 计算机基本部件（面授 3学时、自学9学时）教学内容：5.1寄存器、触发器5.2计数器、译码器5.3编码器工作原理、总线教学任务：通过本章教学，使学生掌握寄存器、触发器、计数器、译码器、编码器工作原理。教学重点和难点：计算器的工作原理及计数范围，译码器、编码器的工作原理及内部连接图。第六章 存储器（面授4学时、自学12学时）教学内容：6.1RAM、ROM、辅助存储6.2存储器的字、位扩展教学任务：通过本章教学，使学生掌握存储器的分类，存储器的字、位扩展。教学重点和难点：存储器的分类，存储器的字、位及字位扩展，以及内存地址计算；存储器的字、位及字位扩展的电路图的画制。第七章 指令系统（面授5学时、自学15学时）教学内容：7.1指令格式7.2寻址方式教学任务：通过本章教学，使学生掌握指令格式与寻址方式， 能够计算各指令的机器代码。教学重点和难点：指令格式与寻址方式。给出各指令的指令格式，计算各指令的机器代码。六、教材及参考书目（一）教材11李文具编《计算机硬件原理教程》天津大学出版社 1994年（二）参考书目1、《计算机原理》，（上海大学讲义）2、郑学坚编，《微机原理及应用》，清华大学出版社《微型计算机原理与应用—— Intel80X86 系列》，机械工业出版社，2002年2月第一版3、陆一倩:，《微型计算机原理及其应用（十六位微型机） 》，哈尔滨工业大学出版社，1994年8月第四版12《计算机实验》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的上机实验是学习计算机必不可少的实践环节， 主要目的是锻炼和培养学生实际操作技能和解决实际问题的能力。 通过学习，学生应能够掌握计算机的基础知识、微型计算机的基本使用方法、 文字和数据信息处理技术、计算机网络和一些工具软件的基本使用方法。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时84 其中实验：21学时自学：63学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 键盘操作与汉字输入练习（面授 3学时、自学9学时）教学任务：结合实验机型，了解微型计算机的硬件组成。掌握微型计算机的启动和键盘使用方法。掌握各种输入法的切换方法；熟练掌握一种汉字输入技术。教学重点和难点：各种输入法的切换方法；汉字输入技术第二章WINDOWS操作系统使用方法（面授 4学时、自学12学时）教学任务：了解Windows的桌面结构，掌握鼠标器、窗口、图标、菜单、对话框、剪贴板、快捷方式的操作及使用帮助，掌握使用“我的电脑”（资源管理器）进行文件和文件夹操作的方法，掌握记事本的使用方法和至少1种汉字输入方法，学习Windows附件的使用（画图、写字板、计算器等）使用方法。教学重点和难点：熟练WINDOWS操作系统使用方法。第三章 Word文字处理系统使用（面授 4学时、自学12学时）教学任务：13了解Word界面结构；掌握Word的进入和退出方法，文档的建立、编辑、文档版面设计、图形操作、表格的建立和编辑、样式的建立和使用、模板的建立和使用方法。教学重点和难点：熟练的进行文本编辑。第四章 中文Excel电子表格（面授 3学时、自学9学时）教学任务：了解中文Excel电子表格工作簿、工作表的默认名和单元格地址的概念与基本功能。熟悉工作簿：窗口、编辑栏、工具栏、菜单栏的基本概念和常用快捷键的使用方法。教学重点和难点：利用表格处理数据。第五章 PowerPoint演示文稿系统使用 （面授3学时、自学9学时）教学任务：掌握启动PowerPoint的方法，PowerPoint的工作界面，演示文稿的建立、编辑、修饰和保存，专业化演示文稿的创建，为幻灯片增添动画效果，使用设计模版和幻灯片母版统一幻灯片的风格，为幻灯片增加其他效果，演播控制手段与技巧。教学重点和难点：熟练的进行幻灯片的制作。第六章 网络使用基础（面授 4学时、自学12学时）教学任务：理解微机联网的方式和所需的硬件设备和软件系统，掌握Internet网的入网方法、使用浏览器和搜索引擎进行浏览及查找、在BBS上发帖、申请免费电子邮箱、收发电子邮件。教学重点和难点：熟悉基本操作。六、教材及参考书目14（一）教材自编讲义（二）参考书目1、杜锡强 主编，《计算机操作基础》，岭南美术出版社， 2000年2、李柳柏 主编，《计算机操作与应用》，高等教育出版社，2001年3、万红 主编，《计算机操作与应用》高等教育出版社， 2001年15《理论力学》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的通过这门课程的学习使学生对宏观机械运动的规律有一较全面较系统的认识，能掌握处理力学问题的一般方法，为后继理论课程的学习打下坚实基础。并培养一定的抽象思维与严密的逻辑推理能力，为今后独立钻研创造条件。进一步提高学生素质，在深入掌握力学理论的基础上，有能力居高临下、深入浅出和透彻地分析中学力学教材。同时，可以初步分析一些生产、生活中的力学问题，提高作为中学物理教师的业务能力。在力学理论的学习中结合运用数学工具处理问题，使学生认识数学与物理密切关系，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时180其中面授：45学时自学：135学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 质点力学（面授8学时、自学24学时）教学内容：1.1 运动的描述方法参考系与坐标系运动学方程与轨迹位移、速度、加速度1.2 速度、加速度的分量表示速度、加速度在直角坐标系中的分量速度、加速度在平面极坐标系中的分量速度、加速度在自然坐标系中的分量1.3 牛顿运动定律牛顿运动定律16经典力学的相对性原理1.4 运动微分方程建立质点的运动微分方程解质点运动微分方程的若干例题具有阻力的媒质中的抛射问题约束质点的运动1.5 质点动力学基本定理与守恒定律动量定理与守恒定律力矩与角动量、角动量定理与守恒定律功、动能定理、势能、保守力1.6 质点在有心力场中的运动有心力的基本性质质点轨道与能量的关系轨道微分方程——比耐公式开普勒定律行星运动及人造地球卫星的轨道圆形轨道的稳定性粒子散射及卢瑟福公式。教学任务：通过本章教学，使学生理解位移、速度和加速度等概念；极坐标系和自然坐标系下的速度、加速度公式及其应用；平动参照系下速度、加速度合成定理；运动微分方程的建立和求解教学重点和难点：运动的描述如选取坐标系，表示速度、加速度分量等；建立运动微分方程并求解。为此应讨论一些典型问题，在力作为时间、位置、速度的函数中选择几例。约束释放原理；势能的概念，三个基本定理与守恒定律；在方法上应与数学配合，从一开始就要求学生熟练掌握用矢量方法处理问题的能力； 有心力场中的运动是一类重要的典型问题，对后继课程很重要，同时也是理论联系实际的较好课题。第二章质点系力学（面授 8学时、自学24学时）17教学内容：2.1 质点系、内力和外力、质心2.2 动量定理，质心运动定理， 动量守恒定律2.3 角动量定理，角动量守恒定律角动量定理与守恒定律对质心系的角动量定理2.4 动能定理，机械能守恒定律动能定理柯尼希定理、对质心的动能定理机械能守恒定律2.5 二体问题2.6 质心坐标系和实验室坐标系，弹性碰撞2.7 变质量物体的运动，火箭2.8 维里定理教学任务：通过本章教学，使学生对质点系及相关定理有较深入的了解， 可以用其来解决一些实际问题。教学重点和难点：确切掌握三个定理的内容豚三个守恒律的条件； 深入理解质心概念，质心坐标系在质点系力学中的重要地位；注意内力的若干特点。第三章刚体力学（面授 12学时、自学36学时）教学内容：3.1 刚体的运动微分方程3.2 力系的简化，刚体的平衡3.3 刚体的基本运动刚体的平动、刚体绕定轴转动3.4 刚体的平面运动平面运动的基点分析法转动瞬心、平面运动的瞬心分析法。18平面运动微分方程滚动摩擦3.5 刚体定点转动的运动分析角速度矢量、角加速度矢量定点转动刚体各点的速度与加速度欧拉角、以欧拉角及其微商表示角速度分量、空间极面和本体极面。3.6 转动惯量刚体定点转动的动能、角动量惯量张量和惯量椭球惯量主轴、主转动惯量3.7 刚体定点转动动力学轴上附加压力与动平衡拉格朗日陀螺拉莫尔运动，核磁共振回转仪的近似理论教学任务：通过本章教学，使学生理解角速度、角加速度的矢量性 ;勒角和欧勒运动方程;转动瞬心、瞬轴、空间极迹和本体极迹的概念;掌握用基点法、瞬心法求平面运动刚体一点的速度和加速度，以及刚体的角速度；理解转动惯量、惯量张量，惯量椭球，惯量主轴以及运动刚体角动量和动能等概念；掌握运动刚体动量和动能的计算；能运用刚体平面运动微分方程求解平面运动动力学问题；了解欧勒动力学方程实质；了解怎样运用对定点的角动量定理，解决定点转动刚体中的动力学问题。教学重点和难点：刚体的自由度和运动的分析及角速度矢量；惯量主轴与主转动惯量及刚体角动量与动能的表述；定点转动的欧拉运动学与欧拉动力学方程第四章相对运动（面授 9学时、自学27学时）教学内容：4.1 平动参照系19绝对、相对、牵连运动的速度与加速度4.2 转动参照系绝对、相对、牵连加速度科里奥利加速度4.3 非惯性系动力学相对运动动力学方程惯性力，科里奥利力相对平衡方程4.4 地球自转对物体运动的影响落体运动※付科摆。教学任务：通过本章教学，使学生掌握绝对运动、相对运动、牵连运动之间的关系，理解非惯性系。教学重点和难点：搞清绝对运动、相对运动、牵连运动之间的关系，特别要掌握加速度的关系。搞清科氏加速度产生的原因及其实质；熟悉相对运动微分方程，确切掌握惯性力的概念，了解它们与一般作用力的异同。第五章分析力学（面授8学时、自学24学时）教学内容：5.1约束、广义坐标、虚位移、理想约束5.2虚功原理5.3拉格朗日方程达朗伯原理广义力拉格朗日方程循环积分和能量积分5.4 微振动微振动方程式20简正坐标和简正振动5.5 正则方程正则参量、哈密顿函数哈密顿正则方程循环坐标广义动量守恒、能量守恒5.6 哈密顿原理5.7 泊松括号教学任务：通过本章教学，使学生掌握判断力学体系自由度的方法，明确选择广义坐标的基本原则；能应用虚功原理，求解处于静平衡的力学体系的各类问题；掌握运用广义坐标、广义速度和时间来表示拉格朗日函数的方法；能熟练地用拉格朗日方程建立力学体系的运动微分方程；掌握运用广义坐标、广义动量和时间表示力学体系的哈密顿函数，并能用正则方程写出力学体系的运动微分方程。教学重点和难点：约束、自由度、广义坐标；虚功原理；第二类拉格朗日方程；哈密顿函数、正则变量、正则方程六、教材及参考书目（一）教材周衍柏，《理论力学教程》第 2版，高等教育出版社，1986年（三）参考书目1、肖士旬，《理论力学简明教程》，人民教育出版社，1979年2、陈世民编，《理论力学简明教程》，高等教育出版社，2001年12月3、朱照宣等，《理论力学》，北京大学出版社，1982年2月21《统计物理》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的通过本课程的学习，要求学生初步掌握与热现象有关的物质的宏观物理性质的唯象理论与统计理论。对二者的特点与联系有一较全面的认识。本大纲采取热力学和统计物理分开讲述的方法，以可逆过程热力学及平衡态统计物理学为主。注意对本学科现代发展的热点问题做适度的介绍。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时168 其中面授：42学时自学：126学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点导言： 热力学和统计物理学研究的对象和方法第一章 热力学的基本规律（面授 4学时、自学12学时）教学内容：1.1 热学中所学有关的问题的基本总结1.2 熵，热力学基本微分方程1.3 热力学第二定律的数学表达，熵增加原理，熵差的计算教学任务：通过本章教学，使学生掌握热学的研究对象和方法，平衡态，温度，物态方程，功的表达式，热力学第一定律，热容量和焓，理想气体的内能，热力学第二定律，卡诺定理， 热力学温标；克劳修斯等式与不等式，熵的引入及其性质，理想气体熵的表达式，热力学基本微分方程；热力学第二定律的数学表达， 熵增加原理，熵差的计算，不可逆过程的判定。教学重点和难点：本章重点是熵，熵增加原理，熵变的计算，难点是克劳修斯等式与不等式的普遍证明，熵概念的引入，建立熵是态函数的概念。22第二章均匀物质的热学性质（面授 8学时、自学24学时）教学内容：2.1麦克斯韦关系及记忆方法自由能与吉布斯函数最大功定理麦氏关系的应用2.2 能量方程焓方程Tdc方程2.3 气体的节流膨胀与绝热膨胀2.4 特性函数表面的热力学函数2.5 磁介质的热力学函数热辐射的热力学理论低温的获得教学任务：本章在讲述态函数的性质及麦氏关系的基础上，通过对各类体系的应用一方面体现出热力学函数的应用方法，一方面体现出热力学函数应用的普遍性。教学重点和难点：本章重点是热力学基本微分方程，麦氏关系，Tdc方程，能量方程，焓方程，节流方程，绝热膨胀方程，熵变的计算。难点氏利用热力学偏导数等证明热力学恒等式。两种形式的磁介质的功。第三章 热力学的基本规律 （面授4学时、自学12学时）教学内容：3.1 单元开系的热力学方程3.2 热动平衡判据3.3 单元开系的复相平衡条件3.4 单元开系的复相平衡的性质233.5 临界点，汽液两相的转变3.6 液滴的形成3.7 二级相变 朗道二级相变的唯象理论3.8 临界现象，临界指数介绍教学任务：通过本章的学习让学生掌握单元开系的热力学方程；热力学系统的热动平衡的普遍条件；掌握单元复相系统的平衡、克拉珀龙方程、了解气液两相的转变、范德瓦耳斯等温曲线、临界点、液滴与蒸气的平衡、核心；掌握相变的分类。教学重点和难点：本章重点是热力学平衡判据，开系的热力学基本微分方程，克拉珀龙方程，临界点，气液两相转变的特点。难点是气液两相的转变。新相生成时表面相的作用，临界现象和临界指数的概念。第四章 多元系的复相平衡（面授 4学时、自学12学时）教学内容：4.1 多元系的热力学函数和热力学方程4.2 多元系的复相平衡条件4.3 吉布斯相律4.4 热力学第三定律教学任务：本章要求掌握多元系的热力学函数和热力学方程，多元系的复相平衡条件。了解膜平衡，掌握并能运用吉布斯相律解释一些问题，了解热力学第三定律。教学重点和难点：多元系的热力学函数和热力学方程；多元复相系的平衡条件；吉布斯相律热力学第三定律。第五章不可逆过程热力学简介5.1局域平衡 熵流密度和局域熵产生率5.2线性与非线性过程 昂萨格倒易关系5.3温差电现象5.4最小熵产生定理245.5化学反应与扩散过程5.6非平衡系统在非线性区的发展判据5.7三分子模型与耗散结构的概念第六章 近独立粒子的最概然分布 （面授6学时、自学18学时）教学内容：6.1 粒子微观运动的经典描述 u 空间粒子微观运动的量子描述粒子的状态u空间体积元的对应关系6.2系统微观运动的经典描述 y 空间系统微观运动状态的量子描述6.3 等等概率原理 分布和微观状态热力学几率6.4 玻耳兹曼分布 玻色分布和费密分布 三种分布的关系教学任务：本章要求了解粒子运动状态的经典描述和量子描述，掌握粒子运动状态与M空间体积元的对应关系。明确全同近独立粒子系统微观运动状态的经典描述和量子描述，掌握等概率原理，分布和微观状态。了解用拉格朗日未定乘子法导出波耳兹曼分布，玻色分布和费米分布。掌握三种分布的区别与联系，掌握非简并性条件。教学重点和难点：分布和微观状态。第七章 波耳兹曼统计（面授 6学时、自学18学时）教学内容7.1 热力学的统计表达式熵的统计解释7.2 理想气体的物态方程经典极限条件的宏观估计麦克斯韦速度分律25大气压公式三种速率碰壁数的计算7.3 能量均分定理理想气体的内能和热容量理想气体的熵吉布斯佯谬7.4 固体热容量的爱因斯坦理论7.5 有势场中粒子数的分布7.6 顺磁性固体教学任务：通过本章教学，使学生掌握波耳兹曼统计的基本思想，能较熟练的计算配分函数，利用热力学公式计算各种热力学量。掌握波耳兹曼关系，熵的统计定义。对满足经典极限条件的非定域系统与经典系统在热力学公式上的异同能够有所区分。对单元子分子粒子理想气体，爱因斯坦固体，气体热容量的量子理论，顺磁性固体，麦克斯韦速度分布律等均作为波耳兹曼统计的例子，又要掌握其特点和具体规律。掌握有势场中粒子数的分布，了解能量均分定理。教学重点和难点：热力学量的统计表达式；麦克斯韦速度分布律；能量均分定理；理想气体的熵。第八章 玻色统计和费米统计 （面授4学时、自学12学时）教学内容：8.1 热力学公式玻耳兹曼关系8.2 弱简并玻色气体和费密气体8.3 光子气体瑞利——晋斯、维思、善朗克公式8.4 玻色——爱因斯坦凝聚8.5 金属中的自由电子气体26费密分布的特点自由电子热容量的近似计算8.6准二维电子气体与量子霍耳效应教学任务：通过本章教学，使学生要求掌握玻色分布和费密分布的实际应用，掌握用传统的统计物理方法解决和计算光子的间项，掌握费密分布的特点和电子热容量的近似计算，了解波色——爱因斯坦凝聚。教学重点和难点：热力学量的统计表达式；弱简并理想玻色气体和费米气体；玻色——爱因斯坦凝聚；光子气体；金属中的自由电子气体。第九章系综理论（面授4学时、自学12学时）教学内容：9.1 相空间刘维尔定理 统计系统9.2 微正则分布9.3 正则分布 能量涨落 热力学公式9.4 实际气体的物态方程9.5 巨正则分布说明：本章是平衡态统计物理的普遍理论，教学任务：通过本章教学，使学生要求掌握刘维尔定理；掌握微正则分布和微正则分布的热力学公式；掌握正则分布和正则分布的热力学公式；教学重点和难点：重点是正则系综及其应用—实际气体的物态方程，难点是系综概念的引入，要求了解三种系综的区别与联系。第十章 非平衡统计与涨落理论简介（面授 2学时、自学6学时）教学内容：10.1非平衡统计序言、玻耳兹曼方程、玻耳兹曼积分微分方程，H定理和细致平衡原理10.2布朗运动的朗之万理论涨落的准热力学理论10.3耗散结构、协同学。混沌理论简介27教学任务：本章简单介绍非平衡统计和涨落理论的发展历史和基本内容。六、教材及参考书目（一）教材汪志成，《热力学统计物理》（第三版），高等教育出版社，2004年8月（四）参考书目1、马本堃，《热力学与统计物理》，人民教育出版社，2004年2、陈良恒，《热力学与统计物理》，吉林人民出版社，2002年3、钟云霄，《热力学与统计物理》，科学出版社，2001年28《光学原理》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的光学原理是专业选修课。包括激光原理，光全息原理与技术；全息显示；全息干涉计量。通过本门课的学习，使学生了解现代光学的知识及应用。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时96 其中面授：24学时自学：72学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章度激光产生的基本原理 （面授8学时、自学24学时）教学内容：基本概念、辐射和物质的相互作用、离子数反转、光振荡。教学任务：通过本章教学，使学生了解基本概念、辐射和物质的相互作用、离子数反转、光振荡。对激光器工作的物理图象有比较清晰的理解；对光学谐振腔在形成激光中的主要作用有所了解。教学重点和难点：激光器工作的物理图象；光学谐振腔在形成激光中的主要作用。第二章激光器件与激光特性（面授 8学时、自学24学时）教学内容：激光器的种类、常见激光器、激光的特性及其应用教学任务：通过本章教学，使学生了解了解激光器按不同方式进行的分类；了解常见激光器及其特点；掌握激光的发光特性；理解激光特性的意义。教学重点和难点：激光的发光特性；激光特性的意义。29第三章光学全息及信息处理 （面授8学时、自学24学时）教学内容：全息学基本原理、全息技术及应用、信息处理。教学任务：通过本章教学，使学生了解高度相干性的应用；全息学基本原理；信息处理。教学重点和难点：全息学基本原理；信息处理六、教材及参考书目（一）教材丁俊华等编著，《激光原理及应用》，清华大学出版社，2004年8月（二）参考书目1、陈家璧主编，《激光原理及应用》，电子工业出版社，2004年2、周炳琨、高以智等编，《激光原理》，第五版，国防工业出版社， 2004年3、蓝信钜，《激光技术》，科学出版社，2000年30《电动力学》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的掌握电磁运动的基本规律，加深对电磁场性质的理解。了解狭义相对论时空观及有关基本概念。获得本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力，为学习后继课程和独立解决实际工作问题打下必要的基础。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时180 其中面授：45学时自学：135学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 电磁现象的普遍规律（面授 9学时、自学27学时）教学内容：1.1电荷和电场库仑定律高斯定理和电场的散度静电场的旋度。1.2电流和磁场电荷守恒定律毕奥—萨伐尔定律磁场的环量和旋度磁场的散度磁场的散度1.3麦克斯韦方程电磁感应定律位移电流电动力学基本方程洛仑滋力311.4介质的电磁性质关于介质的概念介质的极化介质的磁化介质中的麦克斯韦方程组1.5电磁场的边值关系法向分量的边值关系切向分量的边值关系1.6电磁场的能量和能流能量密度能流密度电磁场能量守恒定律电磁场能量的传输教学任务：通过本章教学，使学生掌握高斯定理和电场的散度及旋度；掌握毕奥--萨伐尔定律及磁场的环量和旋度、磁场的散度；了解磁场的旋度和散度公式的证明；理解位移电流；掌握麦克斯韦方程组，电磁场的能量和边值关系。教学重点和难点：麦克斯韦方程组，电磁场的能量和边值关系。第二章 静电场（面授5学时、自学15学时）教学内容：2.1静电场的标势及其微分方程静电场的标势静电势的微分方程及边值关系静电场的能量2.2唯一性定理静电问题的唯一性定理有导体存在的唯一性定理322.3拉普拉斯方程，分离普通量法2.4镜象法2.5格林函数点电荷密度的δ函数表示格林函数格林公式和边值问题的解2.6电多极矩教学任务：通过本章教学，使学生掌握静电场的标势及其微分方程； 唯一性定理只证明两导体的第一和第二类问题；分离变量法着重在拉普拉斯方程的应用； 掌握镜象法解题方法，了解点电荷密度的 δ函数表示及格林函数问题。教学重点和难点：静电场的标势及其微分方程，镜象法，分离普通量法第三章 静磁场 （面授6学时、自学18学时）教学内容：3.1失势及其微分方程失势失势的微分方程失势边值关系静磁场的能量3.2磁标势3.3磁多极矩失势的多极展开磁偶极矩的场和磁标势小区域内电流分布在外磁场中的能量3.4阿哈诺夫——玻姆效应3.5超导体的电磁性性质教学任务：33通过本章教学，使学生掌握掌握矢势及其微分方程和矢势边值关系；磁标势法介绍从场方程的出磁场问题的两中观点，加以比较。教学重点和难点：矢势及其微分方程、磁偶极子及其外场的作用第四章电磁波的传播 （面授6学时、自学18学时）教学内容：4.1平面电磁波电磁波动方程时谐电磁波平面电磁小电磁波的能量和能流4.2电磁波在介质界面上的反射和折射反射和折射定律振幅关系，菲涅耳公式全反射4.3有导体存在时电磁波的传播导体内的自由电荷分布导体内的电磁波趋肤效应和穿透深度导体表面上的反射4.4谐振腔有界空间中的电磁波理想导体边界条件谐振腔4.5波导管高频电磁能量的传输矩形波导中的电磁波截止频率34TE10波的电磁场和管壁电流4.6高斯光束亥姆霍兹方程的波束解高斯光束的传播特性4.7等离子体等离子体的准电中性和屏蔽库仑场等离子体振荡电磁波在等离子体中的传播教学任务：通过本章教学，使学生掌握掌握平面电磁波及波动方程；了解电磁波的能量和能流；波导只讲矩形波并掌握波导中电磁波传波的特点；理解截止频率的含义。教学重点和难点：平面电磁波、理想导体边界条件、截止频率。第五章电磁波的辐射（面授 6学时、自学18学时）教学内容：5.1电磁场的失势和标势用势描述电磁场规范变换和规范不变性达朗贝尔方程5.2推迟势5.3电偶极辐射计算辐射场的一般公式失势的展开偶极辐射辐射能流 角分布辐射功率短天线辐射、辐射电阻5.4磁偶极辐射和电四极辐射5.5天线辐射355.6电磁波的衍射衍射问题基尔霍夫公式小孔衍射5.7电磁场的动量电磁场的动量密度和动量流密度辐射压力 电磁场的物质性教学任务：通过本章教学，使学生掌握重点掌握用矢势和标势描素电磁场的方法；重点掌握达郎贝尔方程、推迟势及其物理意义；了解电偶极辐射的相关内容。教学重点和难点：电磁场的势、达郎贝尔方程、推迟势第六章狭义相对论（面授 10学时、自学30学时）教学内容：6.1相对论的实验基础相对论产生的历史背景相对论的实验基础6.2相对论的基本原理，洛仑兹变换相对论的基本原理间隔不变性洛仑兹变换6.3相对论的时空理论相对论的时空结构因果律和相互作用的最大传播速度同时相对性运动时钟的延缓运动尺度的缩短速度变换366.4相对论理论的四维形式物理量按空间变换性质的分类洛仑兹变换的四维形式四维协变量物理规律的协变性6.5电动力学的相对论不变性四维电流密度四维势电磁场张量6.6相对论力学能量——动量四维失量质能关系相对论力学洛仑兹力6.7电磁场中带电粒子的拉格朗日量和哈密顿量教学任务：通过本章教学，使学生了解狭义相对论的实验基础是迈克耳逊 --莫雷实验，适当介绍一些近年来的新实验； 重点掌握相对论的基本原理洛仑滋变换、 时空理论、速度相加原理；了解相对论力学的相关知识。教学重点和难点：相对论的基本原理洛仑滋变换、时空理论、速度相加原理。第七章带电粒子和电磁场的相互作用（面授 3学时、自学9学时）教学内容：7.1运动带电粒子的势和辐射电磁场任意运动带电粒子的势偶极辐射任意运动带电粒子的电磁场7.2高速运动带电粒子的辐射377.3辐射的频谱分析7.4切伦柯夫辐射7.5带电粒子的电磁场对粒子本射的反作用电磁质量辐射阻尼谱线的自然宽度7.6电磁波的散射和吸收 介质的色散自由电子对电磁波的散射束缚电子的散射电磁波的吸收介质色散经典电动力学的局限性教学任务：通过本章教学，使学生了解运动带电粒子的势和辐射电磁场。教学重点和难点：运动带电粒子的势和辐射电磁场六、教材及参考书目（一）教材1．郭硕鸿 编，《电动力学》，高等教育出版社，1999年（二）参考书1． 曹昌棋 编，《电动力学》，高等教育出版社，1979年2． 胡宁编，《电动力学》，高等教育出版社，1958年3．王明达 王秀江 编，《电动力学》，吉林大学出版社，1988年。38《物理教学法》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的中学物理教学法是一般教育学与中学物理相结合的产物， 它是高师院校物理学专业的必修课程。设置本课程的目的是使学生初步掌握中学物理教学的基本理论、基本规律、基本方法和基本技能，并通过初步的训练有效提高学生的实际从教能力为毕业后顺利从事中学物理的教学和研究，打下坚实的基础。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时144其中面授：36学时自学：108学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章中学物理教学的目的（面授 2学时、自学6学时）教学内容：1.1中学物理教学的指导思想与物理学的特点1.2中学物理教学的目的1.3中学物理教学内容教学任务：本章主要介绍基础教育课程改革的基本理念和中学物理课程的基本理念，略要介绍中学物理教育的目的和任务，主要让学生了解当前基础教育改革的状况，并能将其与中学教育以及中学物理教学的目的与任务相结合。教学重点和难点：基础教育课程改革的基本理念和中学物理课程的基本理念第二章中学物理教学的过程和教学原则（面授 5学时、自学15学时）教学内容：2.1教学过程的再认识2.2中学物理教学过程的基本特点392.3教学原则在物理教学中的运用教学任务：本章主要让学生正确认识和理解中学物理教学过程，认识中学物理教学的特点和规律，理解和掌握中学物理教学原则和教学方法。教学重点和难点：认识中学物理教学的特点和规律第三章：基础教育课程改革（物理）专题（面授2学时、自学6学时）教学内容：3.1物理新课程目标3.2中学物理课程中的探究教学3.3基础教育课程改革之“纲要”与“标准”3.4基础教育课程改革之教材与评价改革教学任务：为了突出基础教育课程改革知识的重要性将本章单独列出，介绍基础教育课程改革的的背景知识，物理新课程目标，探究教学方式，评价方式改革及新教材的评价等内容。可以将本长与第一、长统合在一起，但要保证总学时不变。教学重点和难点物理新课程目标，探究教学方式的实施。第四章中学物理教学方法（面授 3学时、自学9学时）教学内容：4.1教学方法的概念及其划分：教学方法论的概述近代教育史中教学方法的两大流派4.2中学物理教学的基本方法中学物理教学中常用的教学方法各种教学方法的比较和综合运用4.3教学方法的综合运用和优化处理40改革教学方法的指导思想——启发探究式教学任务：本章在了解中学物理教学过程的特点和教学原则的基础上，让学生了解教学方法的有关理论，掌握中学物理教学中常用的方法及其特点，学会在物理课堂教学中优化选择和综合运用各种方法，在此基础上，深刻理解改革教学方法的指导思想。教学重点和难点：教学方法的综合优化和启发探究式的实施第五章中学物理教学手段（面授 2学时、自学6学时）教学内容：5.1教材课程、教材理论与结构方法，物理学科的特点与结构，中学物理课程的内容与结构，中学物理教材的体系和结构5.2物理教师的语言（有声、态势、境域）5.3板书和板画5.4挂图和模型5.5电化与信息技术手段运用教学手段应处理好几个关系各种教具及教学手段的应用教学任务：本章主要让学生了解在教学中应用各种教学手段时应遵循的原则，物理教师的教学语言特点及在教学中应注意的问题，以及如何在教学中选择各种教具及教学手段，以达到教学效果的最优化。在教学中应结合教学录相与学生的实践教学进行。教学重点和难点：认识教材在教学中地位，不同教学手段的综合运用第六章中学生物理学习能力和心理品质（面授 3学时、自学9学时）教学内容：416.1物理学习能力6.2物理学习能力的培养6.3中学物理教学中心理品质的培养教学心理分析的主要内容中学生学习心理的一般特点中学生学习物理的主要心理素质如何在课堂教学中发展师生的心理素质教学任务：本章主要从心理学的基本理论出发，对中学生学习物理的心理特点和思维规律进行详细的分析，要求学生掌握中学生学习心理的一般特点以及学习物理的主要心理素质，并能结合实际，来分析在课堂教学中如何发展师生的心理素质。教学重点和难点：物理学习能力的培养，中学生学习物理的主要心理素质。第七章物理概念与规律教学教学（面授 3学时、自学9学时）教学内容：7.1形成概念、掌握规律的重要性物理概念教学的重要性物理概念的特点物理规律教学的重要性物理规律的特点7.2物理概念、规律的教学要求重点物理概念的教学要求重点物理规律的教学要求中学物理规律的教学7.3形成概念、掌握规律的复杂性中学生学习物理概念中常见的问题学生学习物理规律的常见问题7.4形成概念、掌握规律的一般过程42物理概念教学的一般过程物理规律教学的一般过程教学任务：本章的主要目的是让学生理解物理概念、规律教学的重要性，并能初步学会进行概念、规律教学，为此必须首先让学生认识概念、规律教学的重要性，理解物理概念、规律的特点，并掌握物理概念、规律的教学要求和如何进行物理概念、规律教学的有关知识，了解中学生在学习物理概念、规律中常见的问题和相应的解决方法，这样才能使学生在实践中有据可依，不致于盲目。教学重点和难点：概念规律教学的一般过程方法，中学概念形成的困难成因与克服策略。第八章中学物理实验教学（面授3学时、自学9学时）教学内容：8.1物理实验的意义和作用物理教学必须以实验为基础，物理实验的分类及各类实验的作用8.2演示实验8.3小组实验8.4学生分组实验——探究性实验8.5课外实验教学任务：本章主要让学生理解实验在中学物理教学中的地位和作用，并理解物理实验的分类及各类物理实验的特点和作用，重点掌握演示实验和学生分组实验教学的基本要求和特点。主要在实验室分小组进行，每个学生课内保证3学时，另可适当放一些实验教学的录相，并适当让学生自己备课进行教学实践，教师与学生共同讨论评课，使学生将教学理论与教学实际有效的结合起来，不仅加深对理论的理解，而且锻炼了实践教学技能。教学重点和难点：探究性实验的教学43第九章物理习题、物理复习（面授 3学时、自学9学时）教学内容：9.1物理练习的作用和类型作业的形式解答计算题的正确思路和基础程序9.2物理习题教学方法几种常见的处理问题的方法9.3物理复习的作用和类型物理复习的种类和方法9.4物理复习教学法教学任务：本章的目的是让学生了解练习课与复习课教学的特点及教学方法，重点掌握在中学物理中几种常见的处理问题的方法。教学重点和难点：物理习题的形式，复习的教学方法第十章物理教学测量和评价（面授 3学时、自学9学时）10.1教育测量的一些基本概念测量的概念和教学测量的特点常用的教学测量方法10.2教育评价的一些基本知识数理统计的几个基本概念物理课堂教学质量的评价10.3教师自编测验物理测验的编制物理测验的评价10.4测验质量的评价教学任务：44本章主要让学生了解教育测量与评价的有关理论知识，并在此基础上学会如何编制合理、有效的测验试题，如何对测验分数进行数据处理，如何对学生的学业成绩做出正确的评价与解释，如何对物理课堂教学质量做出正确的评价。教学重点和难点：教育测验和评价的基本知识、物理测验的编制及测验的质量评价第十一章中学物理教师的备课、进修和科研（面授 3学时、自学9学时）教学内容：11.1物理教师的备课， 备课的作用与程序，制定学年（或学期）教学工作计划。11.2课时计划——教案11.3中学物理课的分析11.4中学物理教师专业发展教学任务：本章主要让学生在教材分析、教学手段的应用及教学方法的选择与应用的基础上，学会如何进行教学设计、备课，如何制定教学工作计划。教学重点和难点：教学设计 备课教案编写第十二章中学物理教学技能训练（面授 4学时、自学12学时）12.1．1教学观摩、教学技能训练教学内容:运用讲授的中学物理教学思想方法手段与技能，教材分析、备课及教学研究等知识观摩不同课型的教学，对学生进行实践技能的训练。，主要进行教学录相分析及学生实践教学。教学任务：教学中，综合运用学生所学的知识（物理专业知识和教育理论）选择中学物理中的几个重要章节及典型的问题，居高临下地对教学手段、教材及备课方法分析，并提出相应的策略，使学生对中学物理教学中常用的教学手段、教材的结构、45体系、深广度有概括的认识，并懂得如何进行备课，学生分析和处理中学物理教材的基本方法，并具有选择教材教法的能力， 通过训练，使学生具有初步的实践教学技能。教学重点和难点：运用探究教学思想分析课例和进行教学。12.2中学物理教材分析教学内容:分析教材的目的、意义；分析教材的依据；分析教材的方法；整体分析和章节分析。教学任务：本章在让学生在教材分析的有关理论基础上，重点学会如何对中学物理教材进行分析，教材教法分析以分析高中教材为主，兼顾初中。单元分析和章的分析可以动力学和电磁感应为重点进行全面分析，其余部分则选择其中典型课题加以分析。通过教学，使学生学会分析和处理教材的基本方法并具有选择教材的能力。实际教学时，可根据具体情况，选择大约六到八个专题进行分析。此外，希望学生通过本部分的学习，使学生能够对各种物理课型的教学有深刻的认识和全面的了解，并能够在教学实践中具有初步的教学技能。可分析一些典型的教案，并训练学生自己写一些典型课的教案，锻炼学生的教学实践技能。教学重点和难点：教材分析的依据、方法。六、教材及参考书目（一）教材许国梁，中学物理教学法（第二版），高等教育出版社， 2003年（二）参考书目1、阎金铎，中学物理教学概论，高等教育出版社， 2002年2、李来政，新基础物理教育学，华中师大出版社， 2004年8月46《电化教育学》教学大纲一、课程类别 专业必修课二、教学目的电化教育学是专业必修课。主要内容包括电化教育过程和原则； 电化教育媒体；电化教育应用；电化教育研究和实践；电化教育管理。通过本课程的学习，使学生能够掌握电化教育的理论知识、基本技能和基本方法。三、开课对象 物理学专业函授（业余）本科四、学时分配总学时96 其中面授：24学时自学：72学时五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点第一章 总论（面授3学时、自学9学时）教学内容：1.1教育技术概述教育技术的基本概念（什么是教育技术？电化教育？） 。教育技术发展简史（视听教学的发展、程序教学运动与个别化教学的发展、教学系统设计方法的发展、教育技术在我国的发展） 。教育技术解决教育教学问题的特点。教育技术的理论基础和基本理论概述。1.2信息社会与教育技术信息技术与信息社会。信息社会对教育的影响。信息社会与教育技术。1.3教育技术与教师现代社会的教师形象。教师掌握教育技术的重要性。教学任务：1．理解教育技术的基本概念，能完整地叙述教育技术的内涵和外延。472．知道教育技术的两种形态。3．知道教育技术的发展简史，能分别叙述对教育技术的形成影响最大的三种教学实践。4．知道教育技术与电化教育的区别和联系。5．理解教育技术解决教育教学问题的基本特点， 知道教育技术与教育哲学、教育科学的区别。6．理解教育技术的理论基础。7．理解信息社会教育的特点。8．理解在信息社会中应用教育技术的意义。9．理解在现代社会中教师应扮演的角色。10．充分认识教师掌握教育技术的必要性、重要性、迫切性。教学重点和难点：教育技术的基本概念，能完整地叙述教育技术的内涵和外延；教育技术解决教育教学问题的基本特点；教育技术的理论基础；理解信息社会教育的特点；理解在信息社会中应用教育技术的意义；理解在现代社会中教师应扮演的角色；充分认识教师掌握教育技术的必要性、重要性、迫切性。第二章 教学媒体与教学资源的开发和应用（面授 5学时、自学15学时）教学内容：2.1概述媒体、教学媒体与教学资源。媒体与教学媒体的分类和功能（媒体的分类、媒体与教学媒体的功能） 。教学媒体和教学资源在教学中的作用。教师自制教材的意义。教学软件的选题原则和编制要求（教学软件的选题原则、教学软件的编制要求）。2.2视觉媒体非投影型视觉媒体（黑板与粉笔、印刷材料、图片、图示（图解）材料、实物与模型教具）。投影型视觉媒体（幻灯机（幻灯机的使用、幻灯机在教学应用中的主要优点和缺点）、投影仪（投影仪的使用、投影仪在教学应用中的优点和局限性） ）。48视觉媒体软件的编制（幻灯片和投影片编制的基本要求 （目的要明确、选题要适当、计划、准备要充分、编制过程要认真、严谨） 、幻灯片、投影片的编制步骤和方法（计划准备、编写稿本、幻灯片、投影片的制作） ）。2.3听觉媒体听觉媒体的种类（广播教学媒体（有线广播、无线广播）、录音机与录音带、唱片与电唱机、激光唱片与激光唱机）。听觉媒体软件的编制（录音教学软件的编制要求、录音教学软件的编制步骤和方法（话筒录音、线路录音））。2.4电视与录像电视与录像的教学特点。摄录像设备（摄像机、录像机、监示器与电视机、编辑系统） 。录像教材的软件编制（录像教材的类型（讲授型、图解型、示范型、表演型、综合型）、录像教材的编制过程和要求（确定课题、设计论证、编写稿本、摄录编制））。2.5教学模拟教学模拟与模拟器（教学模拟、教学模拟机） 。教学模拟的优缺点（优点、缺点）。2.6计算机辅助教学及软件编制计算机辅助学习的基本模式及应用（辅助学习式、模拟环境式） 。软件设计和编制（选择教学内容、确定教学目标、软件任务、模式和结构、软件脚本、制作、编辑和调试、测试和评价、问题反馈、专家审定） 。普通软件脚本编写规范（脚本的结构、片段结构） 。计算机辅助教学的发展趋势。2.7多媒体系统在教学中的应用多媒体系统概述。有声幻灯与多图象系统（有声幻灯、多图象系统） 。语言实验室（语言实验室的种类及功能（听音型、听说型、听说对比型、视听说对比型）、语言实验室的特点（提供了良好的学习环境、有利于个别化学习和因材施教、为学生创造了良好的自学环境与条件、 为教师进行教改创造了广阔的实践环境））。49多媒体软件包。学习资源中心的发展与应用（电子阅览室、校园资源网、社会教育资源网）。计算机多媒体的特点与教学应用。彩色动态液晶投影机和视频展示台 （彩色动态液晶投影机、视频展示台、多媒体综合教室）。2.8现代信息传播系统的教学应用教育、教学电视传播系统（广播电视系统、卫星电视广播系统、有线电视系统与闭路电视系统）。远距离会议系统及教学功能。图文电视系统。信息高速公路（信息高速公路、INTERNET网、信息高速公路对教育的影响）。2.9教师与人类资源教师的媒体作用。人类资源的教学利用。教学任务：1．理解媒体、教学媒体与教学资源的概念，能说出教学媒体分类的依据和分类的方式。2．理解媒体和教学媒体的特性与功能。能说明教学媒体和教学资源在教学中的作用。3．知道教学软件的概念，了解教学软件的选题原则和编制要求。4．知道视觉媒体的概念、特点和实例；掌握幻灯机和投影仪的基本操作方法，能说出它们的教学应用。5．知道听觉媒体的概念、特点和实例，能说出它们的教学应用；能说出录音机在教学中使用的几种方法以及录音的方式和原理。6．知道电视、录像的教学特点，设备原理、软件类型和编制要求。7．知道教学模拟的概念和教学应用的类型。8．知道计算机辅助教学的基本内容和模式，能说出计算机辅助教学的两种模式。9．知道多媒体系统在教学中的应用方式，能说出语言实验室的种类、功能和特点。5010．知道多媒体软件包（多媒体教学包和多媒体学习包）的概念和教学应用。11．理解计算机多媒体的特点与教学应用。12．知道现代信息传播系统的组成和教学应用。13．知道电视传播系统的组成，能简要说明卫星电视系统的组成内容。14．理解信息高速公路及其对教育的影响。15．理解教师作为媒体的特性和作用。教学重点和难点：媒体和教学媒体的特性与功能。能说明教学媒体和教学资源在教学中的作用；计算机多媒体的特点与教学应用； 信息高速公路及其对教育的影响； 理解教师作为媒体的特性和作用。第三章 教学设计（面授4学时、自学12学时）教学内容：3.1教学设计的基本概念教学设计的定义（教学设计的目的和研究对象、教学设计强调运用系统方法、教学设计必须重视对学生的分析，把学生的具体情况作为设计的出发点、教学设计必须以教学理论和学习理论为其科学决策的依据、教学设计是一个问题解决的过程、教学设计十分重视对设计过程和教学效果的评价）。教学设计的一般步骤。3.2教学设计的前期分析学习内容分析（学习效果分类（语言信息、智力技能、认知策略、动作技能、态度）、分析学习内容的方法（确定教学目标的类型、确定学习内容、安排学习内容、进行初步评价））。学生特征分析（了解学生的一般特征、确定学生的初始能力（初始能力分析、确定初始能力的方法）、测定学生的学习风格（学习风格、测定学习风格的方法））。3.3学习目标的阐明学习目标的分类（认知领域目标分类（知道、领会、运用、分析、综合、评价）、动作技能领域目标分类（知觉、准备、有指导的反应、机械动作、复杂的外显反应、适应、创新）、情感领域目标分类（注意、反应、价值判断、组织、价值与价值体系的性格化））。学习目标的编写方法（ABCD法（教学对象、行为、条件、标准）、内外结合51的表述方法）。目标测试题目的编制。3.4教学策略的制订教学策略概述（什么是教学策略、教学策略的特点、产生式教学策略和替代式教学策略（产生式教学策略、替代式教学策略）、制订教学策略的依据、教学策略的设计程序）。教学顺序的确定。教与学活动的一般过程（引起注意、告诉学生目标、刺激对先前学习的回忆、呈示刺激材料、提供学习指导、诱引行为、提供反馈、评定行为、增强记忆与促进迁移）。教学组织形式的合理选用（集体授课（优点、缺点、适用的情况）、自学（优点、缺点、使用要点）、小组教学（优点、缺点、使用要点））。教学方法的选择（常用的教学方法（与获得认知类学习效果有关的教学方法、与获得动作技能有关的教学方法、与情感、态度有关的教学方法）、教学方法的合理选择（依据教学目的、依据教材内容、依据学生情况、依据教师本身的特点和素养条件）、教学方法的有效安排（不断丰富和调整自己的教学方法、积极吸取已有的教学方法、已有方法的组合、已有教学方法的改变、其他学科教学方法的借鉴、教学方法的创新））。学习环境的设计策略。3.5教学媒体的选择与应用选择教学媒体的标准（基本原则、其他原则（以教学设计过程中的其他要素为依据、考虑使用条件的限制充分发挥媒体的特性））。教学媒体的选择程序及方法（描述对教学媒体的要求、运用选择教学媒体的模型、做出最佳选择）。3.6课堂教学设计的案例教案的编制（教案的构成要素、教案的基本形式） 。课堂教学设计的案例（三角形全等的判定定理、 10以内加法减法练习课、看图学文教学—美丽的公鸡）。3.7教学设计成果的形成性评价形成性评价的意义。52形成性评价的方法（制订评价计划（确定收集资料的类型、确定评价标准、选择被试者、阐明试用成果的背景条件） 、选择评价方法、试用设计成果与收集资料（向被试者说明情况、试行教学、观察教学、后置测验和问卷调查） 、归纳和分析资料、报告评价结果）。教学方案的评价（请专家审查教学方案、选择部分学生试行教学方案、分析、修改教学方案）。教学任务：1．理解教学设计的概念，能正确说出教学设计的定义、目的、任务、研究对象、系统方法和理论基础。2．知道教学设计过程的一般模式 （步骤），能正确描述并画出教学设计系统过程的一般模式图。3．知道教学设计的四个基本要素，能说明各个要素的含义及其它们之间的关系。4．知道教学设计的前期分析所包括的内容。明确学习内容分析的任务，掌握学习结果分类的方法和学习内容分析的一般方法。5．知道初始能力、学习风格的内容，掌握学生特征分析的一般方法和依据，能正确地对学生进行分析。6．知道学习目标分类的内容，掌握学习目标分析和编写的一般方法，能正确使用ABCD法对学习目标进行阐述。7．理解教学策略的概念和特点。理解产生式教学策略和替代式教学策略的内容及其优缺点。8．知道制订教学策略的依据。9．知道教学策略的设计程序，能依据教学理论中关于教学策略的三种理论，对教学程序、教学方法和教学组织形式进行选择、决策和组合。10．知道加涅提出的九环节教学策略。11．理解集体授课、自学（个别化教学）、小组教学三种教学组织形式各自的优缺点。12．知道各种常用的教学方法和选择教学方法的依据， 并注意在自己的教学活动中合理选择和创新。13．理解北京一师附小提出的创设“四个环境”的内容。能在自己的教学工53作中努力创设“四个环境”。14．知道选择教学媒体的基本原则， 掌握选择教学媒体的方法和程序， 能合理选择、正确运用教学媒体。15．知道教案的构成要素、基本形式和主要内容。16．理解教学设计成果评价的两种方法， 并能对它们的特点和作用分别进行说明。17．知道评价的方法和评价的应用， 能组织、完成教学设计的成果评价和改进教学设计工作。教学重点和难点：教学设计的概念，能正确说出教学设计的定义、目的、任务、研究对象、系统方法和理论基础；教学策略的概念和特点；集体授课、自学（个别化教学） 、小组教学三种教学组织形式各自的优缺点；学设计成果评价的两种方法。第四章 教学技能（面授4学时、自学12学时）教学内容：4.1教学的一般技能导入的技能（直接导入法、衔接导入法、审题导入法、演示导入法、实验导入法、实例导入法、故事导入法）。变化的技能（面部表情的变化、身体动作的变化、声音的变化） 。说明的技能（讲述的技能（叙述式说明、描述式说明）、讲解的技能（论证式说明、启发式说明））。强化的技能（语言强化法、符号强化法、动作强化法、活动强化法）。提问的技能（知识提问、理解提问、运用提问、分析提问、综合提问、评价提问）。板书的技能（提纲式、语词式、线索式、图解式、表格式、板画式） 。总结的技能（归纳式、比较式、拓展延伸式、练习式、活动式） 。4.2教学决策的技能4.3间接指导的技能对学生自学的指导（制订自学的指导计划（确定学生自学的时机、进行目标分析、确定自学的场所）、选编自学的教材、对学生自我评价的指导）。学科课外小组活动的指导（课外小组的种类（学科小组、科技小组） 、课外54小组活动的基本要求（要有明确的目的和计划、要照顾学生的兴趣和特长， 符合学生的年龄特征、活动的内容和形式应富有吸引力、 注意发挥学生集体和个人的独立性和创造性）、课外小组活动的方案设计（活动标题、活动目的、活动对象、活动内容及方式、活动程序安排、场地和器材、活动成果） ）。实验、观察和参观的指导（实验的指导（掌握学生特点，了解学校的设施和设备等情况、设定指导目标，制订指导计划、明确实验的主要任务、确定实验的方法和顺序、防止发生事故的安全措施、实验中的检查、实验结果的总结、实验的事后指导）、观察的指导、参观的指导）。4.4教学媒体的展示技能实物、模型的展示技能。挂图、图片、照片的展示技能。幻灯、投影的展示技能。录音机及录音带的展示技能。电影、录像机及录像带的展示技能。计算机的展示技能。4.5微型教学微型教学概述（微型教学的概念、微型教学的优越性（集中性、简单性、反馈性、创新性、安全性））。微型教学的程序（确定教学目标、学习和研究教学理论和教学技能、 提供示范、编写教案、微型教学实践（组成微型课堂、教学实践、现场记录） 、反馈评价、修改方案、再实践）。教学任务：1．理解和掌握七种教学的一般技能。2．知道教学决策的技能。3．知道间接指导的技能。4．掌握教学媒体的展示技能。5．知道微型教学的概念。了解微型教学的优点。了解微型教学的程序。第五章教师的教学研究方法（面授 2学时、自学6学时）教学内容：5.1教师与教学研究55教学实践与教学研究的关系。如何克服教学实践与教学研究的矛盾。把教师教学能力的提高返还给学生。5.2教学研究的常用方法教育实验法（教育实验的意义和特点、研究者与研究对象的关系、教育实验的一般程序（教育实验的设计、教育实验的操作、教育实验的归纳总结））。文献资料的研究方法（文献资料研究与文献资料的种类、研究文献资料收集的方法（检索工具查找法、参考文献查找法）、研究文献资料记录的方法（标记与批语式、抄录式、综述式、提要式、札记式））观察的方法（观察法及其类型（参与观察和非参与观察、直接观察法与间接观察法）、观察法的设计与实施（观察法的设计、观察工作的实施、观察材料的记录））。调查的方法（座谈法（座谈法的准备或设计、具体座谈、座谈法的结束工作）、问卷调查法（问卷的设计结构、问卷调查的实施））。研究报告与论文的撰写（撰写论文报告的意义、论文或研究报告的结构形式（题目、作者、摘要、前言、研究方法、研究结果与分析、讨论、结论、参考文献和附录）、研究报告的写作（拟定提纲、写作初稿、修改定稿））。