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大学物理-吴晓轩-中国民用航空学院
  • 大学物理-吴晓轩-中国民用航空学院

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  • 课件状态:正常
  • 课件老师:吴晓轩  
  • 课件类型:理学
  • 课件地区:大陆
  • 更新时间:2010-10-21 19:10:44
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  • 大学物理-吴晓轩-中国民用航空学院-课件简介
  • 课程名称:大学物理
    一级学科:07 理学
    二级学科:0702 物理学类
    教学层次:本科
    教师姓名:吴晓轩
    学校名称:中国民用航空学院
    院系名称:计算机学院
    申报状态:已获奖
    申报级别:省级
    申报文件下载: 无下载文件
    获奖名称:
    获奖年度: 2006
    课程介绍:
     
    4-1 本课程校内发展的主要历史沿革
     
    1981年,学校升格为中国民航飞行专科学校。开始设置普通物理课程(专科层次),选用电大版教材,学时为90学时,配有转动惯量等6个基础物理实验及波动演示仪等部分演示实验装置。
    1987年9月,学校升格为中国民航飞行学院(本科)。为了适应本科层次的教学目标与要求,学校成立了物理教研室(含物理实验室),负责实施教学和课程建设,课程名称由普通物理更改为大学物理。结合飞行专业特点开始自编教材《物理学》(上、中、下),92年正式使用。由于学院其它工科专业的发展,又逐步选用国家级优秀教材,如马文蔚等编写的《物理学》教材三版、四版和最新版本。同时,自主研制和开发了物理试题库计算机管理系统,较早地实现了教考分离,开发了实验信息管理系统,较早实现自动化管理。
    学校自2001年开始,对外招收普通工科专业学生,物理实验室独立实施实验教学与管理,大学物理课程改革与建设又迎来了新的机遇。在学院的大力支持下,我们启动了一系列大学物理课程改革与建设的教研项目,如大学物理课程体系研究与实践;大学物理课程系列建设;《大学物理实验》教材;基础课实验教学建设与研究;综合性设计性实验教学研究与建设;开设以素质教育为中心的选修课;开发大学物理开放式辅助教学电子课件;编写现代物理与现代科学技术简介参考材料;开展与物理理论相关的系列理论研究前沿和《现代科学技术专题讲座》(量子计算机、晶体场理论应用研究与新材料、碳纳米管的结构、物性和制备等)。
    经过一系列课程建设,目前物理课程(含实验)已形成分层次教学体系(即基础性层次、应用性层次和综合性层次)。我们针对不同的专业培养目标,制定了不同的教学大纲,选用不同层次的教材来组织实施教学,并结合信息技术开发了大学物理开放式辅助教学电子课件,建立了飞行学院物理教学网,改变教学模式。经几年的实践检验,新体系适合我院的专业设置的实际,能满足专业培养目标的需要。
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    4-2理论课和理论(含实践)课教学内容
    4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
    我校是以培养民航技术应用高级专门人才为主的高校。以工科为主,以民航交通运输学科为重点,工、管、文等多学科协调发展为学科定位。这就决定了大学物理课程为我校工科专业公共基础课的中心地位。其目标是培养学生应用物理的基本思想、知识、方法和手段分析问题和解决问题的能力,实现物理知识的迁移和创新意识,为学习其它学科知识和学生今后的发展打下坚实的知识基础。突出工程意识、为培养高级专门技术人才奠定其它课程无法替代的应用基础。全面提高学生的科学素质,以适应国家发展及民航建设对人才的需求。
    大学物理课程教学内容的组织方式是课堂教学为主,实验教学为辅,传统教育与现代技术相结合,采用多种教育模式和多媒体教学。强调基本概念的讲解,注重基本方法的介绍,加强学生对物理知识的应用能力的培养。
      按照我院不同专业培养目标的要求,我们构建了具有我院特点的大学物理实验课程分层次体系:
    第一层次: 基础性实验
    教学目标:了解物理实验中常用的实验方法和测量方法;具有调整常用实验装置,并基本掌握常用的操作技术;具有撰写实验报告的能力
    第二层次:综合性实验
    教学目标:掌握测量误差的基本知识,有正确处理数据的初步能力;具有进行常用物理量的综合性测量的初步能力;了解综合性仪器的性能,并学会其使用方法;具有按实验要求自行设计实验的初步能力
    第三层次:设计性实验
    课程目标:
    本课程旨在加强对学生的物理实践应用能力的训练和科学研究的初步训练,为今后的学习、工作或科学研究奠定良好的实验基础。培养和提高学生现代的、科学的自然观、宇宙观;培养学生的探索和创新精神;培养学生的科学思维能力,发展学生的智力;培养学生掌握科学的方法等多方面的素质。
    本课程按照循序渐进的原则,学习物理实验知识和方法,得到实验技能的训练,从而初步了解科学实验的主要过程与基本方法;通过安排综合性实验和设计性实验训练,加强对学生的应用能力的训练和科学研究的初步训练,为今后的学习、工作或科学研究奠定良好的实验基础。 
     
     
     
     
     
    4-2-2知识模块顺序及对应的学时
    我院大学物理本科教育分为大学物理和大学物理实验两部分,总学时为186课时。其中,大学物理课时数为126课时,实验物理为60课时。课程内容包括:
    一、力学部分(共40课时教学任务)
    这部分内容包括:1、质点运动学;2、质点动力学;3、动量守恒定律和能量守恒定律;4、刚体的定轴转动;5、机械振动和机械波。
    二、热力学部分(共14课时教学任务)
    这部分内容包括:1、气体动理论;2、热力学基础。
    三、电磁学部分(共46课时教学任务)
    这部分内容包括:1、静电场;静电场中的导体和电介质;2、稳恒磁场;磁场中的磁介质;3、电磁感应。
    四、波动光学部分(共10课时教学任务)
    这部分内容包括:1、光的干涉现象;2、光的衍射现象。
    五、近代物理部分(共16课时教学任务)
    这部分内容包括:1、相对论部分;2、量子物理部分、新技术选讲。
    六、物理实验部分(共60课时)
    这部分内容包括: 1、基础实验;2、综合性实验;3、设计性实验。         
    物理知识间的内在逻辑结构为模块化网状结构,其内容全面,结构严密,是融基础理论、方法训练和物理知识与工程应用于一体的教学体系。通过该课程的学习,学生一方面可以掌握基本的物理知识及其在工程技术中的应用;另一方面,能对所学习的知识实现迁移,素质和能力得到培养。
    1、大学物理实验绪论               6学时
    2、基本测量                   3学时
    3、用电位差计测热电动势              3学时
    4、落球法测液体的粘滞系数            3学时
    5、惠斯通电桥                  3学时
    6、电子束的电偏转和磁偏转            3学时
    7、静电场描绘                  3学时
    8、用霍尔元件测量磁场              3学时
    9、压力传感器与非平衡电桥            3学时
    10、光电效应与普朗克常数的测定        3学时
    11、牛顿环与劈尖干涉             3学时
    12、激光全息                 3学时
    13、光栅衍射                 5学时
    14、半导体光电二极管伏安特性测试       4学时
    15、光导纤维中光速的测定           4学时
    16、热敏电阻特性测试             4学时
    17、计算机在温度检测中的应用         4学时
    设计性实验项目(2∽3周):
    利用半导体元件设计制作温度计;RC串联电路充放电过程的研究;电阻特性的研究;光栅特性的研究;制作全息光栅等10个项目。
    4-2-3课程的重点、难点及解决办法
    任课教师在教学时,针对不同的专业,课时和教学内容可做适当的调整,对这个工科内的专业而言,教学重点放在波动光学、电磁学和近代物理部分。
    课程难点举例:
    1、力学部分:刚体定轴转动,旋转矢量。
    2、热学部分:热机效率的计算
    3、光学部分:光栅中的缺级现象
    4、电磁学部分:静电场、稳恒磁场的高斯定理、环路定理;感应电场;位移电流等。
    5、近代物理部分:同时的相对性,波函数的物理意义等。
    6、实验物理部分:设计性实验 
    针对课程的难点部分,在教学过程中采用增加课时数,分析物理意义,多媒体演示(Flash动画演示),播放教学影象资料等方法,给予突破。
    4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)
    按照我院不同专业培养目标的要求,我们构建了具有我院特点的大学物理实验课程分层次体系:
    第一层次: 基础性实验
    教学目标:了解物理实验中常用的实验方法和测量方法;具有调整常用实验装置,并基本掌握常用的操作技术;具有撰写实验报告的能力
    第二层次:综合性实验
    教学目标:掌握测量误差的基本知识,有正确处理数据的初步能力;具有进行常用物理量的综合性测量的初步能力;了解综合性仪器的性能,并学会其使用方法;具有按实验要求自行设计实验的初步能力
    第三层次:设计性实验
    效果:培养学生的创新思想和一定的研究能力;具有按要求自行设计实验方案、选择仪器和实验的初步能力。
     
     
     
     
     
     
     
    4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生自主学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
    目前,物理学科使用的是国家级优秀教材:马文蔚等编写的《物理学》、《物理学教程》,目前根据飞行技术专业学生的特点,正着手准备编写适用于民航飞行员培养的、具有鲜明时代特点的《大学物理》教材。
    按照教育部高等学校工科物理课程教学指导委员会大学物理教学基本要求,本着重基本概念、基本原理、基本方法的原则,立足于对所需的基本知识的训练任务,按章节知识体系编写了大学物理课外辅导材料《大学物理基础练习手册》《大学物理自测题》,配合本课程教学使用。其目的就是通过教师积极有效的引导,学生的主动学习、综合练习使学生在自学能力、逻辑思维能力、解决实际问题的能力、独立钻研的能力等方面有普遍提高。最新的版本《大学物理学习辅导材料》更通过对知识内容的删节和综合,把教学内容按知识点组织,突出重点和难点。由内容要点、教学要求、基本内容、典型例题、分类习题组成。学生通过辅导材料的使用,加深了对基本概念、基本原理的认识理解,有利于在学习过程中,对所学知识融会贯通,复习巩固所学的知识,提高了解决实际问题的能力。在培养学生的自学能力同时,培养学生的综合能力和素质。
    早在1996年,利用学院科研基金立项,自主开发了“数理试题库计算机管理系统”,用于教学中,实现了教考分离。
    按大学物理基础课程体系对能力培养的目标要求,我们以改革实验教材为龙头,组织教师编写实验教材,逐步改革了实验内容、更新实验项目及其实验设备,至2002年对实验内容体系进行全面更新,内容体系设置为基础性实验、综合性实验和设计性实验三个不同的层次。2004年公开出版了“大学物理实验教材”1本。经过多年的实践和不断建设,物理实验教学质量逐年提高。2004年12月,经受住了教育部评估专家组对我校的学生物理实验操作能力抽样测试,结果令人满意。
    物理实验室现有学生用房面积770平米;各类仪器设备374套,资产总价值约150万。保障了学生1人1台/套的实验条件。
    自主建立了“中国民航飞行学院物理网”:www.ccafcp.net;为学生搭建了网络学习平台,加强了教师和老师之间的交流和互动。
     

     
    4-4教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;现代教育技术应用与教学改革)
     
    教学改革
    “大学物理课程体系研究与实践”的三个子项目“大学物理课程建设的研究与实践”、“大学物理试题库系统的研究”和“物理实验室信息管理系统”。三个教研项目先后于1996、1998年列为学院教学研究项目,并于1999年11月、2002年7月通过验收。2005年验收的项目有“中国民航飞行学院物理网”:www.ccafcp.net;为学生搭建了网络学习平台,加强了教师和老师之间的交流和互动。目前正在研制的有“基础课实验远程管理平台”项目,以适应学生选课和相关信息交流的需要。
    以这些项目的建设为载体,我们在教学改革中取得的主要成绩有:
    1、成功地构建了学校物理课程新体系--物理分层次教学体系。经几年的实践检验,新体系适合我院的专业设置的实际,能满足专业培养目标的需要;
    2、在教学中实施教考分离,为保障教学质量奠定了基础;发大学物理开放式辅助教学电子课件,改变教学模式;
    3、建立物理教学网站,建立了开放、互动的立体化教学模式;
    4、开设了以素质教育为中心的选修课;
    5、改革物理实验内容和考试方法,建立以能力培养为目标的内容体系,培养学生创新能力。
     
    教学方法:
    在教学中以启发式教学方法为主,适当采用案例教学;课件采用多媒体教学课件(包括:教学用图各种格式的动画演示实验影像资料音频材料和物理学家和物理学史简介为主、精讲多练;加强实验教学建设;规范实验教学,提高实验教学质量;使我院的大学物理基础教学水平跨入民航院校的优秀行列,使培养出来的学生在科学技术基础和科学素质方面都能适应当代科学技术进步与发展的步伐,成为有用人才。
     
     
     
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