《大学物理》课程教学大纲

《大学物理》教学大纲课程名称：大学物理英文名称：CollegePhysics课程编号：F80209学分：2.5分总学时/课内实践学时：40学时/0学时课程性质：必修课程开课单位：数理科学与工程学院大学物理教研室适应对象：动科、测绘、地质、遥感、数据、农水、水工、水资、信计等专业。一、课程简介大学物理学是工科各本科专业的一门重要基础课，属于公共必修课。大学物理课程的教学目的是：使学生系统掌握物理学基础知识，学习科学的思想方法和研究方法，从而实现开阔学生思路、激发创新精神、提升创新能力、提高科学素质的目的。大学物理考核方式分为两部分：一部分是平时成绩，包括签到、课堂测试、课后作业以及答疑情况；另外一部分是期末测试。新形势下，《大学物理》作为工科各本科专业的一门重要基础课，课程思政融入显得更为必要和迫切。课程思政是一项系统工程，要在教学大纲、教案、教学过程、作业、习题进行全程融入。要紧密围绕教学目标和教学内容，从专业认同、职业伦理、社会责任，社会主义核心价值观以及中华优秀传统文化教育三个方面挖掘课程思政的元素;要以大量贴近生活的案例提升课程思政融入的效果;以课程评价把控课程思政融入质量。Collegephysicsisanimportantbasiccourseforengineeringmajors,whichisapublicrequiredcourse.Theteachingaimofcollegephysicscourseistoenablestudentstograspthebasicknowledgeofphysicssystematically,tolearnscientificthinkingandresearchmethods,inordertoopenupstudents'thinking,stimulatethespiritofinnovation,improvetheabilityofinnovation,improvethescientificquality.Thecollegephysicstestisdividedintotwoparts:theusualgrades,whichincludecheck-in,classtests,homeworkassignmentsandQ&A,andthefinalexam.Underthenewsituation,“Universityphysics”asanimportantbasiccourseforengineeringundergraduatemajors,thecourseofideologicalandpoliticalintegrationismorenecessaryandurgent.Curriculumpoliticsisasystemsengineeringthatshouldbeintegratedintothesyllabus,lessonplans,teachingprocess,assignmentsandexercises.Itisnecessarytoexcavatetheideologicalandpoliticalelementsofthecurriculumfromthreeaspects:professionalidentity,professionalethics,socialresponsibility,socialistcorevaluesandChinesetraditionalcultureeducationWeshouldimprovetheeffectofideologicalandpoliticalintegrationbyalargenumberofcasesclosetolife,andcontrolthequalityofideologicalandpoliticalintegrationbycourseevaluation.二、课程目标1.思政目标：围绕学生、关照学生、服务学生，不断提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养，让学生成为德才兼备、全面发展的人才。2．通过讲授和讨论力学、气体动理论、热力学基础等基础知识，使学生掌握力学和热学的基本概念、基本规律和原理，能分析和处理一些简单的力学和热学的科学问题。3.了解物理学的新成就和发展方向，拓展学生视野，培养学生的创新意识，为后续课程的学习和将来进一步发展奠定良好的物理基础。1.Ideologicalandpoliticalobjectives:focusonstudents,careforstudents,andservestudents,constantlyimprovestudents'ideologicallevel,politicalawareness,moralquality,andculturalliteracy,andmakestudentsbecometalentswithbothabilityandintegrityandall-rounddevelopment.2.Throughteachinganddiscussingthebasicknowledgeofmechanics,kinetictheoryofgases，fundamentalsofthermodynamics,studentscanmasterthebasicconcepts,basiclawsandprinciplesofmechanicsandheat,analyzeanddealwithsimplescientificproblemsofmechanicsandheat.3.Understandthenewachievementsanddevelopmentdirectionofphysics,expandstudents'horizons,cultivatestudents'innovativeconsciousness,andlayagoodphysicalfoundationforthestudyoffollow-upcoursesandfurtherdevelopmentinthefuture.三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对××专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：具有扎实的数学与自然科学知识和工程基础，系统地掌握数据科学与大数据技术领域的基本理论、基础知识，并综合运用所学知识解决复杂工程问题。1-1能够利用数学、自然科学、工程基础知识进行大数据工程问题的表述；2,31-3能够将数学、自然科学、工程基础和大数据技术的专业知识用于复杂工程问题的推演、分析和计算；毕业要求2：掌握统计与机器学习的基本方法，能够综合运用数学、自然科学和数据科学的基本原理，对复杂的工程系统，识别问题、描述问题并通过文献研究分析与大数据相关的工程问题，以获得有效结论。2.1能够运用数学和自然科学的基本概念、原理和数据科学与大数据技术的专业知识，识别和判断复杂工程问题的关键环节；1,2,3毕业要求12：在数据科学与大数据技术相关理论和技术不断更新的背景下具有自主学习和终身学习的意识，具有不断学习和适应发展的能力。12-1.能够认识坚持探索和不断学习的必要性，具有理论联系实际、自主学习、终身学习的意识和能力；1课程教学安排课程共有8项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1绪论“天眼”激发爱国热情，为中华民族伟大复兴做贡献0.500.52运动的描述中国高铁享誉世界3.503.53牛顿运动定律及习题课“太极一号”实验卫星5054功和能长江三峡水利枢纽工程4045动量北京正负电子对撞机2026刚体定轴转动及习题课先进惯性导航技术9097气体的动理论中国第一台万吨水压机6068热力学基础热机发展史10010合计40040教学安排绪论教学要求：了解物理学研究内容和应用范围，使学生产生浓厚的学习兴趣。思政元素：通过认识物理学的内涵，培养学生的科学态度，树立科学的世界观；了解中国物理学史增强学生的民族自信、爱国情怀和使命感。教学内容：物理学研究对象，物理学的发展概况，物理学的重要作用。运动的描述教学要求：了解三个基本物理概念：参考系、坐标系、质点；熟悉掌握描述物体运动状态的四个物理量：位置矢量、位移、速度、加速度的矢量定义式及其在直角坐标系、自然坐标系中的表示式；掌握一般平面曲线运动的描述；掌握运动学两类问题的解题方法和思路；了解相对运动的处理方法。重点难点：位置矢量、位移、速度、加速度和运动方程。切向加速度、法向加速度。思政元素：通过了解物理模型，坐标系等基本物理概念，学习科学研究的方法，培养科学研究的态度。教学内容：参考系、坐标系、质点；位置矢量、位移、速度、加速度；运动方程，圆周运动，切向加速度，法向加速度；相对运动。牛顿运动定律教学要求：理解牛顿运动定律的内容及实质，明确牛顿运动定律的范围及条件；掌握牛顿运动定律的应用。重点难点：牛顿运动定律及其应用。思政元素：将本节的力学知识与我国的高铁建设结合，培养学生的家国情怀和职业使命。教学内容：牛顿第一定律、第二定律、第三定律；牛顿运动定律的应用。功和能教学要求：理解功的概念，会计算变力所作的功；掌握动能定理；掌握功能原理、机械能守恒定律。重点难点：功的计算，势能的概念，功能定理的应用。思政元素：了解长江三峡水利枢纽工程利用势能转化动能进而转化成电能的发电原理，让学生知道运用我们所学的物理知识能够将自然的力量转化成惠及人民的能量，激发学生学习的动力。教学内容：功、动能、势能；动能定理、功能定理、机械能守恒定律。动量教学要求：掌握动量定理和动量守恒定律。重点难点：动量、动量定理和动量守恒定律。变力的冲量。思政元素：了解北京正负电子对撞机（BEPC)是20世纪80年代我国改革开放后，在充分学习国外先进科学技术的基础上，自主研制成功的第一台大科学装置。它的建成，标志着我国进入了高能物理研究的科技先进国家之林。激发学生的民族自豪感，培养家国情怀。教学内容：动量与冲量；动量定理、动量守恒定律。刚体定轴转动教学要求：掌握刚体平动和转动的特点及刚体作定轴转动的描述；理解力矩的概念，掌握刚体定轴转动的转动定律；了解转动惯量的计算方法；应用转动定律解决刚体的动力学问题；理解刚体定轴转动的转动动能，掌握定轴转动的动能定理；理解角动量的概念，掌握质点和刚体的角动量、角动量定理及角动量守恒定律。重点难点：定轴转动的转动定律、定轴转动的功能定理、角动量定理和角动量守恒定律的应用。思政元素：通过我国航天器姿态调整案例，实现角动量守恒定律的知识迁移，同时激发学生的民族自豪感，培养家国情怀。教学内容：刚体、平动与转动、转动惯量、转动动能、刚体角动量；定轴转动的转动定律、定轴转动的功能定理、角动量定理和角动量守恒定律。六、气体动理论教学要求：理解理想气体分子模型和统计假设；理解压强和温度统计意义及微观本质；理解能量均分定理和理想气体的内能；理解麦克斯韦速率分布律的统计意义；了解平均碰撞频率和平均自由程。重点难点：压强公式、温度公式；能量均分原理；速率分布律。思政元素：由压强引入蛟龙号，讲述蛟龙号设计师徐芑南院士和大国工匠顾秋亮技师的科研攻关历程及人物事迹，植入我国科学家的优秀品质：爱国、敬业、敢为、创新、认真、严谨、坚持、专一。教学内容：平衡态、统计假设、压强公式、温度公式；能量均分原理、速率分布律、平均碰撞频率和平均自由程。七、热力学基础教学要求：理解内能、功、热量等概念；掌握理想气体各过程的能、功和热量的分析计算；掌握热力学第一定律意义及其应用；掌握摩尔热容量；掌握循环过程的特征，并能计算热循环、致冷循环的效率和致冷系数；理解克劳修斯熵、熵增加原理，能进行熵变计算；了解玻耳兹曼关于熵与热力学概率的关系式；掌握热力学第二定律及意义，理解实际的宏观过程的不可逆性的意义重点难点：热力学第一定律、热力学第一定律对理想气体等值过程的应用、循环过程、卡诺循环。思政元素：了解热力学发展史，认识到从热量概念的演变到热力学三个定律的形成凝聚了众多科学家的心血，从一次次的推论，试验然后得出结论，这是一段艰辛的历史，也是让人类认识自然，改造自然的历史。教学内容：功、内能、热量；热力学第一定律、理想气体等值过程、卡诺循环；热力学第二定律、熵和熵增加原理。课内实践教学内容及要求无课程考核与评价表4：成绩评定方式表考核环节分值考核/评价细则平时成绩40原则上签到占3