spContent=“电灯”带来了光明,电视、冰箱等“智能家电”带来了舒适的生活体验;电脑、打印机等的“办公仪器”提高了工作效率;“电缆”为所有电器的使用输送了能源,中学阶段的物理学习让我们认识到这些生活中的“电”,那么大学阶段我们就需要去看看“电”的来源,挖掘“电”的本质。
本课程紧抓“静电场”这个主题,搭建了十个小知识单元来实现学生自主在线学习为主的微平台,课程将首先研究真空中静电场的基本特性,引入描述电场的重要物理量——电场强度和电势,介绍反映静电场基本性质的高斯定理和安培环路定理,并讨论导电性能不同的两类物体——导体和电介质,最后给出了储存电荷的电容器的拓展应用。
本课程将从物理学发展历史中引出课题,从生活现象中引出物理概念,并通过展示科技前沿和应用,引导学生更好地理解静电场在高科技领域的重要作用,实现“探物究理悟道”课程思政目标和“高阶培养”的能力目标。
“电灯”带来了光明,电视、冰箱等“智能家电”带来了舒适的生活体验;电脑、打印机等的“办公仪器”提高了工作效率;“电缆”为所有电器的使用输送了能源,中学阶段的物理学习让我们认识到这些生活中的“电”,那么大学阶段我们就需要去看看“电”的来源,挖掘“电”的本质。
本课程紧抓“静电场”这个主题,搭建了十个小知识单元来实现学生自主在线学习为主的微平台,课程将首先研究真空中静电场的基本特性,引入描述电场的重要物理量——电场强度和电势,介绍反映静电场基本性质的高斯定理和安培环路定理,并讨论导电性能不同的两类物体——导体和电介质,最后给出了储存电荷的电容器的拓展应用。
本课程将从物理学发展历史中引出课题,从生活现象中引出物理概念,并通过展示科技前沿和应用,引导学生更好地理解静电场在高科技领域的重要作用,实现“探物究理悟道”课程思政目标和“高阶培养”的能力目标。
—— 课程团队
课程概述
世界是物质的,物质是运动的,运动是有规律的,而规律是可以认识的,物理学是我们认识世界的基础,它也是其他科学和绝大部分技术发展的直接的或不可缺少的基础。静电场作为物理学的一个重要分支,其发展大大推动了社会的进步,课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。
本课程的学习能使学生全面地认识和理解静电场中的基本现象、基本概念和理论探索,从而具备一定的分析和解决问题的能力,同时通过对物理学史上某些重大的发现和发明的介绍,使学生了解物理学思想和实验方法,培养学生的辩证唯物主义世界观,使学生获得科学方法论上的教益。
我们的课程预期受众为开设大学物理的理工科学生、即将学习电磁学的物理师范生以及没有机会直接接触自然科学的文科学生,同时也能给青年教师做好示范课的作用。
授课目标
1.大学低年级的理工科学生。
2.物理学师范生。
3.文科学生可做知识了解的学习。
成绩 要求
本网络课程成绩考核的方式:本课程总成绩为100分。
微课程中平时单元测试(客观题)成绩按20%计入总成绩;平时作业(主观题)成绩按40%计入总成绩;参与讨论区活动按20%计入总成绩,网上期末考试以20%计入总成绩。
提示:此课程暂无证书!
课程大纲
电荷 库仑定律
课时目标:知识目标:电荷的基本性质、库仑定律的应用。情感态度与价值观:通过电学发展的物理学史,了解中国古代文明,学习科学精神。能力目标:类比的科学方法。
电场强度 叠加原理
课时目标:知识目标:电场的基本性质、电场强度的定义及计算。情感态度与价值观:通过场概念的社会科学类比,感受场的作用,且学会正确吸收“场”的正能量。能力目标:学会从简单的单个问题着手,通过叠加原理解决多个问题。
2.1 场
2.2 电场强度
2.3 叠加原理
2.4 电场强度的计算
电场线 电通量
课时目标:知识目标:电场线的性质和特征、电通量的定义及计算;情感态度与价值观:用图线描绘虚空的场并不是随意的,要能真实的反映场的性质,让学生看到科学是严谨而不是随意虚构的。能力目标:看不见摸不着的场如何通过形象的“场线”来完成空间想象,学习这种化抽象为实图的科学方法;反证的科学方法。
高斯定理
课时目标:知识目标:高斯定理的推导、内容及应用。情感态度与价值观:通过高斯和韦伯的合作,让学生知道“团队合作”的重要性,并引出中国科技的发展离不开中国人民的“精诚合作”。能力目标:从特殊到一般,从内到外,从单个到多个的高斯定理的推导,能让学生学会解决复杂问题的科学方法。
安培环路定理
课时目标:知识目标:安培环路定理的内容及物理含义。情感态度与价值观:有些目标是与路径无关的,关键看目的地的选择,所以树立理想是首位的。能力目标:保守力场中做功“与路径无关”,能启发学生学习“从起点到终点的各条道路中,如何选择最合适最快捷的路径”这样的科学方法来解决问题。
电势能 电势
课时目标:知识目标:电势能、电势、电势差的概念及计算。情感态度与价值观:通过相对和绝对的概念讲解,让学生知晓哲学中真理的两重属性,要求学生以科学的态度对待马克思主义和一切科学理论,在认识和探索世界的过程中逐渐树立起正确的世界观、人生观和价值观。能力目标:正确理解相对和绝对的科学含义,并学习如何转化,用以解决问题。
静电场中的导体
课时目标:知识目标:静电感应现象和分析、应用。情感态度与价值观:科技和生活中的应用,激发学生学科学用科学的愿望,并通过科学小视频引导学生“登强国、学时政;看视频、赏科技”的使用“学习强国”app的习惯。能力目标:让学生懂得处理问题要理论的指导且要有“化弊为利”的能力,例如避雷针,实则是引雷作用,但只要将其做好接地施工,这样的顺势而为就能解决问题。
7.1 静电场中的导体
7.2 静电场中的导体 电场计算
7.3 尖端放电
7.4 静电屏蔽
电介质
课时目标:知识目标:电介质的概念及介质中高斯定理的应用。情感态度与价值观:透过现象看本质,从而学习明辨是非,勿要被现象所干扰。能力目标:如何避免复杂运算而能解决问题——介质中的高斯定理运用中的科学方法。
电容 电容器
课时目标:知识目标:电容的定义、电容器的分类和应用。情感态度与价值观:电容器的生产环节涉及环保,让学生懂得“绿水青山才是金山银山”,要生产也要环保。能力目标:实现电容器扩容升压有多种途径,让学生学习解决问题的多方面融合方能创新的科学方法。
9.1电容 电容器
9.2电容器的串并联 电容器的种类
电场的能量
课时目标:知识目标:电容器的储能、电场的能量计算。情感态度与价值观:看不见摸不着的场中蕴含的能量却不小,如何实现"微力量,正能量"的场引导效应。能力目标:从特殊到一般的科学方法,可以引导学生在解决实际问题时,先点后面,才能有机会找到事物的普遍规律。
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预备知识
参考资料
杨建华 戴兵 秦玉明 《大学物理》 苏州大学出版社
程守洙 江之永 《普通物理学》(第5版)高等教育出版社
马文蔚 《物理学》(第5版)高等教育出版社
赵凯华《电磁学》第二版 高等教育出版社
戴兵 《大学物理学习指导》
常见问题
Q : 作为初次学习在线微课程,我应该如何学习更有效率?
A : 本微课程共有十个知识单元(12个学时的内容),首先观看必学的教学视频,学习相应的知识点,在听讲过程中可适当记录听课笔记,同时教学资源中提供了PPT(电子教案)和导读笔记,可配合学习使用。接着完成单元测试(客观题),系统自动批阅且给出题目解析。然后完成单元作业(主观题),本部分采取学生互评模式,且在最后的复习单元有作业题的视频讲解,确保作业的及时反馈。除此之外的有选学的教学视频——习题课,课外拓展,将更加丰富你的课程学习内容,给你更全面的解题思路和方法,扩展你的知识面,学有余力的同学可以多看一看。
Q : 为什么有的教学视频是同一个内容?
A : 这是网课的因材施教——为了满足不同学生的观看喜好,特地设置了对于同一个知识点的多种摄制方式,有的学生更喜欢摄制的效果——不单一的场景,屏幕与教师随时切换,有的同学更喜欢教室录制——习题课讲解方式,传统的黑板教学,也有的同学觉得直接录屏的效果更能回到知识的本味性。你可以根据自己的喜好来选择观看同一个内容的一种视频方式。