《大学物理》（A）上课程教学大纲
课程代码：303001
课程名称：大学物理（A）上
University Physics(A)
学分/总学时：4学分/64学时
讲课学时：64
课程类别：公共基础课
开课学期：一（2）
适用专业：工科电类专业
先修课程：高等数学、高中物理
后续课程：大学物理（A）下
课程负责人：周雨青
课程目标
大学物理是高等院校理工科各专业的一门必修基础课，大学物理（A）上适合工科电类专业且后续发展对物理要求较高的学生。通过本课程的教学，可以使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为后继课程的学习提供必要的知识准备。由于物理学在自然科学中的基础地位和与社会科学的联系，以及物理科学对人的思维训练和能力形成有很大的影响，它对于大学生科学基本素养的建立和创新意识的熏陶起着科学引导和奠定基石的作用。所以，大学物理课程的教学，不仅要传授必需的、通用的物理学基础知识，还应在传授基础知识的同时，让学生逐步掌握学习科学知识的思想方法、提高分析和解决问题的能力，并激发探索和创新精神。学好物理学不仅是在校大学生学习知识、提高能力和培养素质的要求，而且对学生毕业后的工作和进一步学习、更新知识和技能都有深远的意义。
1. 质点运动和质点力学
掌握描述质点运动的物理量的概念及相互间的运算关系，了解相对运动；理解质点动力学基本定律及其适用条件；能熟练地掌握用微积分方法求解质点在一维变力作用下的动力学问题；掌握功的概念，能计算变力的功；理解保守力作功的特点及势能的概念；掌握质点的动能定理和动量定理，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题；掌握机械能守恒定律，动量守恒定律及质点的角动量守恒定律；掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。
2.刚体的定轴转动
了解转动惯量概念；理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒定律；会计算力矩的功、转动动能，掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理，掌握相应的简单问题的求解。
静电场
理解静电场的库仑定律、电场强度和电势的概念，电场强度和电势的叠加原理；了解电势与场强的关系；理解表示静电场性质的高斯定理、环路定理，能初步掌握用高斯定理求解电场强度的条件和方法；理解导体的静电平衡条件；理解电容器的电容这一概念，掌握几种典型电容器的电容量和串、并联的等效电容计算；了解电介质极化现象，了解电介质中的高斯定理，了解点电荷间的相互作用能，静电场的能量和静电能体密度的概念，并掌握相应问题的计算方法。
4. 恒定磁场
了解电动势的概念；掌握磁感应强度的概念及毕奥—萨伐尔定律,能计算一些简单问题中的磁感应强度；理解稳恒磁场的规律:磁场高斯定理和安培环路定理,掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法；理解安培定律和洛仑兹力公式,理解磁矩的概念,能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在磁场中所受力和力矩,理解霍尔效应；了解介质的磁化现象及其微观解释,了解铁磁质的特性,了解各向同性介质中H和B之间的关系和区别,理解介质中的安培环路定理。
5. 电磁感应
理解电动势的概念,掌握法拉弟电磁感应定律,理解动生电动势和感生电动势的概念和规律，掌握问题的求解方法；理解自感系数和互感系数的定义及其物理意义；了解电磁场的物质性,理解磁能密度的概念,能计算简单对称的电磁场中贮存的场能；了解位移电流的概念,了解麦克斯韦方程组（积分形式）。
二、课程目标与教学内容和教学环节的关系
序号 | 课程目标 | 教学内容 | 教学环节 | |||
课堂教学 | 作业 | 实验 | 上机 | |||
1 | 掌握描述质点运动的物理量的概念及相互间的运算关系；理解质点动力学基本定律及其适用条件；能熟练地掌握用微积分方法求解质点在一维变力作用下的动力学问题；掌握功的概念，能计算变力的功；理解保守力作功的特点及势能的概念；掌握质点的动能定理和动量定理，并能用它们分析、解决质点简单力学问题；掌握机械能守恒定律，动量守恒定律；掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。 |
| ＋ | ＋ | ||
2 | 了解转动惯量概念；理解刚体绕定轴转动的转动定律和角动量守恒定律；会计算力矩的功、转动动能，掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理，掌握相应的简单问题的求解。 |
| ＋ | ＋ | ||
3 | 理解静电场的库仑定律、电场强度和电势的概念，电场强度和电势的叠加原理；了解电势与场强的关系；理解表示静电场性质的高斯定理、环路定理，能初步掌握用高斯定理求解电场强度的条件和方法；理解导体的静电平衡条件；理解电容概念，掌握几种典型电容器的电容量和串、并联的等效电容计算；了解电介质极化现象，了解电介质中的高斯定理，了解静电场的能量和静电能体密度的概念。 |
| ＋ | ＋ | ||
4 | 了解电动势的概念；掌握磁感应强度的概念及毕—萨定律,能计算一些简单问题中的磁感应强度；理解稳恒磁场的规律:磁场高斯定理和安培环路定理,掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法；理解安培定律和洛仑兹力公式,理解磁矩的概念,能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在磁场中所受力和力矩,理解霍尔效应；了解介质的磁化现象及其微观解释,了解各向同性介质中H和B之间的关系和区别,理解介质中的安培环路定理。 |
| ＋ | ＋ | ||
5 | 理解电动势的概念,掌握法拉第电磁感应定律,理解动生电动势和感生电动势的概念和规律，掌握问题的求解方法；理解自感系数和互感系数的定义及其物理意义；理解磁能密度的概念,能计算简单对称的电磁场中贮存的场能；了解位移电流的概念,了解麦克斯韦方程组（积分形式）。 |
| ＋ | ＋ | ||
课程内容与学时分配
教学内容 | 讲课学时 | 习题课学时 | 小计 |
质点运动和质点力学 | 16 | 4 | 20 |
刚体的定轴转动 | 7 | 1 | 8 |
静电场 | 14 | 2 | 16 |
恒定磁场 | 9 | 1 | 10 |
电磁感应 | 9 | 1 | 10 |
合计 | 55 | 9 | 64 |
教学方法
课堂授课时，采用多媒体教学和现场板书相结合的方式，便于学生理解和接受。习题课时，采用学生练为主教师讲解为辅的方式，达到学生通过练习真正掌握知识点的目的。
充分利用网络交流实时性强的优点，开展网上答疑和辅导，提高教学效率。
注重教与学的互动，采用课后作业、作业反馈，不定期课堂练习和测试等多种方式了解学生学习效果。
线上、线下教学相结合，利用线上教学资源作为课堂教学的补充和辅助。
考核方式与成绩评定
课程的考核以考核学生对课程目标的达成为主要目的，以检查学生对教学内容的掌握程度为重要内容。课程成绩包括3个部分，分别为平时成绩、测试成绩和期末考试成绩。
1．考核环节及要求、成绩比例
考核环节 | 分值 | 考核/评价细则 |
平时成绩 | 20 | 根据全部作业的得分再按20%计入总成绩 |
测试成绩 | 10 | 测试成绩按10%计入总成绩 |
期末成绩 | 70 | 考察本册全部内容，以卷面成绩的70%计入总成绩 |
2.课程目标与课程考核环节的关系 （考核环节可根据课程过程化考核方案调整）
序号 | 课程目标 | 考核环节 | ||
作业（ 20%） | 阶段测试（ 10%） | 期末考试（ 70%） | ||
1 | 掌握描述质点运动的物理量的概念及相互间的运算关系；理解质点动力学基本定律及其适用条件；能熟练地掌握用微积分方法求解质点在一维变力作用下的动力学问题；掌握功的概念，能计算变力的功；理解保守力作功的特点及势能的概念；掌握质点的动能定理和动量定理，并能用它们分析、解决质点简单力学问题；掌握机械能守恒定律，动量守恒定律；掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。 | 25% | 60% | 20% |
2 | 了解转动惯量概念；理解刚体绕定轴转动的转动定律和角动量守恒定律；会计算力矩的功、转动动能，掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理，掌握相应的简单问题的求解。 | 15% | 40% | 15% |
3 | 理解静电场的库仑定律、电场强度和电势的概念，电场强度和电势的叠加原理；了解电势与场强的关系；理解表示静电场性质的高斯定理、环路定理，能初步掌握用高斯定理求解电场强度的条件和方法；理解导体的静电平衡条件；理解电容概念，掌握几种典型电容器的电容量和串、并联的等效电容计算；了解电介质极化现象，了解电介质中的高斯定理，了解静电场的能量和静电能体密度的概念。 | 25% | 25% | |
4 | 了解电动势的概念；掌握磁感应强度的概念及毕—萨定律,能计算一些简单问题中的磁感应强度；理解稳恒磁场的规律:磁场高斯定理和安培环路定理,掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法；理解安培定律和洛仑兹力公式,理解磁矩的概念,能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在磁场中所受力和力矩,理解霍尔效应；了解介质的磁化现象及其微观解释,了解各向同性介质中H和B之间的关系和区别,理解介质中的安培环路定理。 | 20% | 25% | |
5 | 理解电动势的概念,掌握法拉第电磁感应定律,理解动生电动势和感生电动势的概念和规律，掌握问题的求解方法；理解自感系数和互感系数的定义及其物理意义；理解磁能密度的概念,能计算简单对称的电磁场中贮存的场能；了解位移电流的概念,了解麦克斯韦方程组（积分形式）。 | 15% | 15% | |
合计 | 100% | 100% | 100% | |
建议教材与教学参考书
马文蔚、周雨青 编。物理学教程（第三版）。高等教育出版社，2016年。
马文蔚、周雨青 编。物理学（第七版）。高等教育出版社，2020年。
毛骏健等。大学物理学。高等教育出版社，2006年。
陶桂琴等。大学物理学习与习题辅导。东南大学出版社，2009年。
吴泽华、陈小凤编著。大学物理学。高等教育出版社，2011年。
吴泽华、陈小凤编著。大学物理学习题分析与解答。高等教育出版社，2012年。
线上教学资源：
中国大学MOOC（https://www.icourse163.org/）
东南大学 大学物理习题课（上）（下）
东南大学 大学物理核心知识（上）（下）
东南大学 大学物理专题：质点力学、刚体与流体、电磁学、相对论
东南大学 大学物理专题：振动与波、光学、热学、量子物理
附件
作业评分标准表
考核内容
A（90-100）
B（80-89）
C（70-79）
D（60-69）
E（<60）
知识及概念 掌握程度(权重30%)
知识及概念掌握全面，运用得当
知识及概念掌握较全面，能正确运用
知识及概念掌握较全面，能够运用，但没有考虑约束条件
知识及概念掌握程度一般，并不能正确运用
没有掌握知识及概念，不会运用公式
解题过程的 正确性、完 整性(权重70%)
解题过程正确、完整，逻辑性强，答案正确率超过90%，书写清晰
解题过程较正确、完整，逻辑性较强，答案正确率低于90%，书写清晰
解题过程基本正确、完整，答案正确率低于80%
解题过程中存在错误，答案正确率低于70%
解题过程错误且不完整，答案正确率低于60%
二、 课程试卷设计方案
序号 | 课程目标 | 考察点及占比 | 备注 | |
测试 | 期末 | |||
1 | 掌握描述质点运动的物理量的概念及相互间的运算关系；理解质点动力学基本定律及其适用条件；能熟练地掌握用微积分方法求解质点在一维变力作用下的动力学问题；掌握功的概念，能计算变力的功；理解保守力作功的特点及势能的概念；掌握质点的动能定理和动量定理，并能用它们分析、解决质点简单力学问题；掌握机械能守恒定律，动量守恒定律；掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。 | 考察点：质点运动学的第一、第二类问题，牛顿定律应用，动能定理，动量定理，动量守恒定律，机械能守恒定律。 占比：60% | 考察点：质点运动学的第一、第二类问题，牛顿定律应用，动能定理，动量定理，动量守恒定律，机械能守恒定律。 占比：20% | 题型：填空题、选择题、计算题 难度分为：容易、中等偏易、中等偏难 三个等次，其比例构成近似为30：40：30 |
2 | 了解转动惯量概念；理解刚体绕定轴转动的转动定律和角动量守恒定律；会计算力矩的功、转动动能，掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理，掌握相应的简单问题的求解。 | 考察点：刚体转动的描述，转动定律应用，刚体角动量守恒定律，转动动能定理。 占比40% | 考察点：刚体转动的描述，转动定律应用，刚体角动量守恒定律，转动动能定理。 占比15% | 题型：填空题、选择题、计算题 难度分为：容易、中等偏易、中等偏难 三个等次，其比例构成近似为 30：40：30 |
3 | 理解静电场的库仑定律、电场强度和电势的概念，电场强度和电势的叠加原理；了解电势与场强的关系；理解表示静电场性质的高斯定理、环路定理，能初步掌握用高斯定理求解电场强度的条件和方法；理解导体的静电平衡条件；理解电容概念，掌握几种典型电容器的电容量和串、并联的等效电容计算；了解电介质极化现象，了解电介质中的高斯定理，了解静电场的能量和静电能体密度的概念。 | 考察点：场强、电势的叠加计算，电势的线积分法，高斯定理应用，静电平衡条件，电容的计算，静电场能量的计算。 占比：25% | 题型：填空题、选择题、计算题 难度分为：容易、中等偏易、中等偏难 三个等次，其比例构成近似为 30：40：30 | |
4 | 了解电动势的概念；掌握磁感应强度的概念及毕-萨定律,能计算一些简单问题中的磁感应强度；理解稳恒磁场的规律:磁场高斯定理和安培环路定理,掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法；理解安培定律和洛仑兹力公式,理解磁矩的概念,能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在磁场中所受力和力矩,理解霍尔效应；了解介质的磁化现象及其微观解释,了解各向同性介质中H和B之间的关系和区别,理解介质中的安培环路定理。 | 考察点：应用毕-萨定律计算磁场，磁通量的计算，安培环路定理的应用，安培力的计算，磁矩、磁力矩的计算。 占比：25% | 题型：填空题、选择题、计算题 难度分为：容易、中等偏易、中等偏难 三个等次，其比例构成近似为 30：40：30 | |
5 | 理解电动势的概念,掌握法拉第电磁感应定律,理解动生电动势和感生电动势的概念和规律，掌握问题的求解方法；理解自感系数和互感系数的定义及其物理意义；理解磁能密度的概念,能计算简单对称的电磁场中贮存的场能；了解位移电流的概念,了解麦克斯韦方程组（积分形式）。 | 考察点：应用电磁感应定律求感应电动势，动生电动势的求解，自感、互感系数的求解，磁场能量。 占比：15% | 题型：填空题、选择题、计算题 难度分为：容易、中等偏易、中等偏难 三个等次，其比例构成近似为 30：40：30 | |
执笔：白磊 审核：周雨青
2021.3.6