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理论课和理论(含实践)课教学内容

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2002年新升本科院校,生源涉及全国20多个省、市、自治区。学校确定了“立足邢台、面向河北、辐射全国,为社会培养具有较强实践能力的高素质应用型人才,努力把我院建设成为一所特色鲜明的具有较高办学水平的教学应用型本科院校”为主体的办学指导思想。根据我院办学定位、人才培养目标和生源情况,物理学专业的培养方向主要是面向物理学或相关科技领域中从事科研、教学、技术和相关管理工作的具有较强实践能力的高素质应用性人才。

热学课是物理学专业学生必修的专业基础课程,学生在学完该课程后,还要进行相应的专业基础课程、专业课程的学习和训练等,所以热学课程在学生培养过程中占有非常重要的地位。一方面要通过该课程的学习使学生掌握热现象的基本理论、基本知识和基本技能,认识物质热运动的规律和测量原理,明确热力学和分子动理学的基本原理,为后续专业课程的学习奠定一定的基础;另一方面还要培养学生实验技能和相关知识,要努力通过本课程培养学生终身受益的能力。课程组根据多年的实践教学经验,不断对课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等进行一系列的改革和实践,修订教学大纲和教学内容,充分发挥热学课程在教学应用型人才培养中的作用。

1.重新定位教学目标

(1)使学生掌握“扎实、严谨”的热学基本内容

通过热学课程的教学,使学生掌握“扎实、严谨”的热学基本理论、基本知识和基本技能;认识物质热运动的规律和测量原理;明确热力学和分子运动论的基本原理;明确热力学和分子运动论的基本原理;能理解中学物理中热学部分的教材,能解决中学物理教学中遇到的热学问题。

(2)为学生创新能力的培养打下“宽实”基础

通过热学课的教学,加强知识面的拓展,为创新能力的培养打下“宽实”基础。从本学科与其它学科间的横向联系入手,打破学科界限,渗透与热学有联系的天文、地质、气象、生物、化学、医学、工程等实例,全面培养学生综合分析问题、解决问题的能力。

(3)使学生树立科学的人生观和价值观

通过本课程的教学,从科学态度、情感、价值观等方面,全面培养学生的科学素养;从热学理论的发展史和一些科学家为科学而献身的事迹中,培养学生热爱科学、追求科学的精神。

(4)培养学生理论联系实际的能力

通过本课程的教学,加强理论知识在生产技术中的应用,培养学生利用所学理论和规律解决生活中所遇到的热学问题,了解热学理论和规律在近代物理、科技前沿和高新技术中的应用,培养学生重视“应用”意识。

(5)使学生了解学科前沿“新成果”

通过本课程的教学,使学生了解学科前沿领域的“新成果”,进行科学思维方法和创新能力的训练,培养学生的创新意识和创新能力,还要培养学生获取信息和利用信息的能力。

2.重新整合课程内容

在明确了教学目标后,首先在课程内容设计方面进行了大刀阔斧的改革,改革目的使学科发展与课程在人才培养过程中的定位相适应。正确定位本课程在人才培养过程中的地位和作用,正确处理本课程建设与后续课程(如热力学*统计物理学)改革的关系。注重教学内容随时更新,关注科学前沿动态,及时将反映本学科领域的最新科技成果引入教学,同时广泛吸收先进的教学经验,积极整合优秀教改成果,体现新时期社会、政治、经济、科技的发展对人才培养的新要求。

(1) 去掉陈旧老化的知识,对经典教学内容进行“精选”。避开传统内容深而窄、不太注重实际和求新的缺点,对教学内容进行精选使之有所加强或有所削弱,对某些较古老的与学科体系建立及当前科技发展及应用不甚密切的内容可不讲或少讲,减少与中学物理的重复。如作为传统体系中的重点内容“热机”,现在看来已经过时,该部分内容就可不讲或少讲。

(2) 充实反映学科领域进展的新成果,使传统课程内容进行“更新”。如引入反映科学前沿的非平衡态理论、宇宙膨胀、超流与稀释制冷机等,引入有关高新技术的内容有信息科学(熵与信息、激光是耗散结构等)、生物工程(遗传密码与生物高聚物中的信息、生物中的负熵等),引入有关环境科学的内容有温室效应、臭氧层破坏、南极Dome A冰盖的冰样与大气污染、水是生命之源、树叶水分之散失等。

(3) 加强本学科与其它学科间的横向联系,为创新能力的培养打下“宽实”基础。打破学科界限,渗透与热学有联系的天文、地质、气象、生物、化学、医学、工程等实例。如太阳表面温度估计、大气温度垂直递减率、地球及大气的圈层结构、大气逃逸、地幔环流、大气环流、台风形成、生物中的负熵、温室效应、热化学、化学反应动力学、表面活性剂、人的体温调节等。

(4) 加强理论知识与生产技术的联系,培养学生重 “应用”意识。结合课程内容介绍了内燃机、燃料电池、冰箱与制冷机、热泵型空调、超速离心技术、多孔绝热技术、温差发电及制冷等。

3 说明本课程的知识模块顺序及对应的学时

本课程知识模块分为六个,其顺序及对应的学时如下:

第一章 导论(10+2学时)

第二章 分子动理论的平衡态理论(13+2学时)

第三章 输运现象宏观规律与分子动理论的非平衡态理论(8+1学时)

第四章 热力学第一定律 (12+2学时)

第五章 热力学第二定律与熵(10+2学时)

第六章 物态与相变(8+2学时)

4 课程的重点、难点及解决办法

1. 热学课程的重点:是加强热现象基本概念、基本规律和基本技能的教学。

2.热学课程的难点:是应用热学基本理论和规律分析、解决实际问题能力培养。

3.解决的方法:加强基本知识、基本技能的训练。

5 实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的理论课程不填)

热学实验是热学课程的主要实践教学环节,热学实验开设24学时的热学基础实验。通过实验教学培养学生热学实验的基本技能;为后续实验课程的学习打下必要的实践基础;加深对热学原理的理解;培养与提高学生的科学和实验素养。
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6 实践(验)课教学内容

6-1课程设计的思想、效果以及课程目标

一、课程的设计思想

热学实验课程是面向物理系本、专科学生的重要实践性基础课程,在我系培养人才中有着理论课不可替代的作用,课程本身突出的特点是基础性与实践性。

主要思想是:

1.培养学生的基本物理实验技能和科学作风;

2.使学生学会观察、测量、分析,数据处理、归纳、探索、假设等基本手段和科学素质的训练,能够具备基本的研究能力;

3.使学生在这个过程中启发思维,能够举一反三;

要求既要有严格的科学规范,又要引导学生在学习中提出问题、发现问题的能力,积极进行探讨、质疑、培养学生的创新精神。

二、课程设计的效果

按着教学进行实验教学,每年利用课程结束时,对学生进行“问卷调查”。学生认为热学实验课程教学安排合理,维护了学生在教学中的主体地位。通过做实验提高了自己的科学实验能力.

学生评价平均结果:优良以上为95%.

三、课程目标

1.造就一流的实验教学队伍,努力提高自身素质。

2.建立装备水平较高,拥有培养人才所需要的教学设备和教学环境。

3.创建能够体现现代教育思想考试方法。

6-2课程内容(详细列出实验实训或其他实践项目名称和学时)

课程内容

热学实验课程独立设课,创立了“二段式”课程新体系:基础性实验阶段5-6个实验项目,提高性实验阶段共3-4个实验项目.

实验项目、学时、基本内容及性质

实验一 金属比热的测定(3学时)(基础性实验)

1.学会基本的量热方法——混合法。

2.测定金属的比热。

3.学习热学实验中系统散热带来的误差的修正方法。

实验二 冰的熔化热的测定(3学时)(基础性实验)

1.测冰的熔化热

2.冷热补偿法减小误差

实验三. 气体三定律及气态方程验证(3学时)(基础性实验)

1. 应用气体定律实验仪验证气体三定律。

2. 验证气态方程和计算R值。

3.学会使用福廷气压计。

实验四金属线胀系数的测定(3学时)(基础性实验)

1. 用光杠杆法测定金属棒的线胀系数。

2.掌握线胀系数的一种测定方法。

实验五 液体粘滞系数的测定(3学时)(基础性实验)

1.用圆柱体转动式粘度计测定油的粘滞系数。

2.熟练基本测量仪器的使用。

实验六 液体表面张力系数的测定(拉脱法)(3学时)(基础性实验)

1. 测定弹簧的倔强系数。

2. 用拉脱法测定水(或其他液体)在室温下的表面张力系数。

3.掌握焦利氏秤测量微小力的原理和方法。

实验七(a)良导体导热系数的测定(3学时)(提高性实验)

1. 用稳态法测定铜的导热系数

2. 利用热电偶测量试件两端的温度差。

3.掌握测定良导体导热系数的一种方法。

实验八(b)不良导体导热系数的测定(3学时)(提高性实验)

1. 用稳态平板法测定不良导体(橡皮或胶木)的导热系数。

说明和要求

2. 测定不良导体的导热系数。

实验九 空气比热容比(绝热指数)测定(3学时)(提高性实验)

1.用绝热膨胀法测定空气的定压比热容与定容比热容之比

2.观测热力学过程中空气状态变化及基本规律

3.学习用传感器精确测量气体压强和温度的原理与方法