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高等数学教学大纲

高等数学教学大纲

第一部分:使用说明

一、课程编号:10113001

二、课程性质与特点:

高等数学是一门重要的基础课程。它不仅有严谨的逻辑推理、论证的自身完美理论体系,又是其它学科(特别是理工科)广泛应用并推动其发展的最具活力的工具。本课程学习的主要内容是:矢量代数和空间解析几何;单元、多元函数的微积分;曲线积分和曲面积分;矢量分析与场论;级数与傅立叶级数;微分方程等。

三、在专业教学计划中的地位和作用:

高等数学是物理学专业的必修课程,是实行专业理论学习的基础工具,渗透了现代数学的思想、语言和方法,引用了一些数学记号,增加了在科学技术方面的应用,为培养学生的能力和研究素养奠定良好的基础,同时也为进一步深入的理论研究提供了基本的数学研究工具。

四、教学目的:

1、使学生既能系统地学习高等数学的基础理论知识,又能使学生具有较强的计算技能,以及解决问题分析问题的能力。

2、培养学生具有认真、严谨的学习科学态度,良好的学习方法和学风。

3、培养学生具有辩证的、科学的思维方法和能力。

五、学时与学分

本课程总计137学时,8学分,每周4/5学时。

六、教学方法:

1、课堂讲授

应着重概念、思维逻辑方法的讲述,定理、公式的提出着重讲解意义,论证的思路及其几何解译和应用。要精讲多练, 侧重培养学生的计算技能和解决问题的能力。

2、教材中的某些内容,教师可以根据实际情况组织学生自学或进行讨论式教学。

3、注意各教学环节间的衔接,加强批改和辅导答疑。

七、考核方式

考试课程。平时考核与期末考试相结合。

平时考核:作业和出勤占10% ,期中闭卷考试占10%

期末考试:闭卷笔答,成绩占80%。

八、教材及主要参考书目

(一)教材

同济大学应用数学系主编《高等数学》上、下册(第五版) 高等教育出版社,

2002年7月

(二)参考书目

李文主编,《高等数学辅导及教材习题解析》,朝华出版社 2005年8月

第二部分:课程内容

第一章 函数与极限

教学目的与要求:

正确理解函数、反函数、复合函数,基本初等函数概念;会求函数的定义域,能判别函数的单调性、奇偶性;掌握数列、函数极限的概念及其性质;会求各种函数的极限;明确极限和无穷小的关系、无穷小的阶及无穷大的概念;掌握函数连续性概念及闭区间上连续函数的性质;会求函数的间断点及连续区间。

教学方法:

课堂讲授

教学重点:

数列、函数极限的概念及其性质、各种函数的极限的计算、极限和无穷小的关系、无穷小的阶及无穷大的概念、函数连续性概念及闭区间上连续函数的性质和函数的间断点及连续区间的确定

教学时数:12学时

主要教学内容:

第一节 函数

一、函数概念及表示

二、函数的几种特性

三、反函数

第二节 初等函数

一、幂函数、指数函数与对数函数

二、三角函数与反三角函数

三、复合函数、双曲与反双曲函数

第三节 数列的极限

第四节 函数的极限

一、X→X0时的函数的极限

二、X→∞时的函数的极限

第五节 无穷小与无穷大

第六节 极限运算法则、极限存在准则、两个重要极限

第七节 无穷小的比较

第八节 函数的连续性与间断点

一、函数的连续与间断点

二、连续函数的运算与初等函数的连续性

三、连续函数和、积与商的连续性

四、反函数与复合函数的连续性

第九节 连续函数的运算与初等函数连续性

一、最大、最小值定理

二、介值定理

第十节 闭区间上连续函数的性质

第二章 导数与微分

教学目的与要求:

掌握导数与微分的概念,清楚它们的区别与联系;能熟练地进行函数的导数和微分的运算;明确导数存在与函数连续性的关系。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

各种类型函数的导数和微分的运算

教学时数: 10学时

主要教学内容:

第一节 导数概念

一、导数的定义及几何意义

二、可导性与连续性的关系

第二节 函数的求导法则

一、 基本初等函数与初等函数的导数

二、复合函数的求导法则

第三节 高阶导数

第四节 隐函数的导数、由参数方程所确定函数的导数

第五节 函数的微分

一、微分的定义及几何意义

二、微分公式及微分法则

第三章 中值定理与导数的应用

教学目的与要求:

明确微分中值定理的内容及其几何意义;能将一些初等函数展开为泰勒公式;会用导数求函数的单调区间及极值、凹凸区间及拐点、曲线的渐近线等;能解决简单的应用问题、即误差估计、求最大、最小值问题;微分作图法及曲线的曲率可作为自学阅读或讨论式教学处理

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

罗必塔法则、泰勒公式

教学时数: 10学时

主要教学内容:

第一节 中值定理

一、罗尔定理

二、拉格朗日中值定理

三、柯西中值定理

第二节 罗必塔法则

第三节 泰勒公式

第四节 函数单调性的判定与曲线的凹凸性

第五节 函数的极值、最大值、最小值的求法

第六节 函数图形的描绘

第七节 曲率

第八节 方程的近似解

第四章 不定积分

教学目的与要求:

明确原函数、不定积分的概念,理解不定积分是导数(或微分)运算的逆运算;掌握求原函数、不定积分的基本方法、特别是换元积分法和分部积分法、熟练掌握和运用基本积分公式;、能熟练求各种初等函数的不定积分。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

两类换元积分法、分部积分法、有理分式、三角函数的有理式及简单无理函数式的积分。

教学时数: 8学时

主要教学内容:

第一节 不定积分的概念与性质

一、原函数与不定积分的概念

二、基本积分表

三、不定积分的性质

第二节 两类换元积分法

第三节 分部积分法

第四节 几种特殊类型函数的积分

第五节 积分表的使用

第五章 定积分

教学目的与要求:

掌握定积分的定义、性质及定积分与不定积分的关系;熟练掌握求定积分的换元积分法和分部积分法;会求广义积分。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

定积分的换元积分法和分部积分法

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 定积分概念与性质

第2节 微积分的基本公式

第三节 定积分的换元积分法和分部积分法

第四节 反常积分

第六章 定积分的应用

教学目的与要求:

掌握定积分概念、明确其几何意义和物理意义;能熟练运用元素法求面积、体积和弧长;会用定积分求变力作功和液体压力等。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

元素法在几何和物理中的应用。

教学时数:4学时

主要教学内容:

第一节 定积分的元素法

第二节 定积分在几何上的应用

一、定积分求平面图形的面积

二、定积分求物体体积

三、定积分求平面曲线的弧长

第三节 定积分在物理上的应用

第七章 空间解析几何与矢量代数

教学目的与要求:

掌握矢量概念及有关运算;熟悉平面方程、空间直线方程的各种形式;熟悉平面与平面、直线与直线、平面与直线之间的交角公式及平行、垂直条件;掌握常用的二次曲面的标准方程及其图形。

教学方法: 课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

矢量及其运算、平面方程、直线方程及曲面方程的确定。

教学时数: 10学时

主要教学内容:

第一节 向量及其运算

第二节 数量积 向量积

第三节 曲面方程(球面、柱面、锥面、双曲面、抛物面、旋转面方程、空间曲线为曲面的交线)

第四节 曲线方程

第五节 平面方程(点法式、一般式、截距式方程、两平面的夹角、平行与垂直的条件、点到平面的距离)

第六节 直线方程(标准式、参数式、一般式方程、两直线的交角、直线与平面的关系)

第八章 多元函数的微分法及其应用

教学目的与要求:

掌握偏导数、全微分、高阶偏导数的概念并能熟练的进行计算;会求多元函数的极值和条件极值;会求曲线的切线和法平面、曲面的切平面和法线;明确方向导数与梯度的概念和意义,并会求多元函数的方向导数和梯度。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

偏导数及全微分的计算、偏导数在空间几何的应用、方向导数和梯度的计算、二元函数的极值。

教学时数: 12学时

主要教学内容:

第一节 多元函数的概念、二元函数的极限及连续性

第二节 偏导数

一、概念及性质

二、偏导数的计算

第三节 全微分

第四节 多元复合函数求导法则

第五节 隐函数求导

第六节 几何应用

第七节 方向导数与梯度

第8节 二元函数的极值、条件极值、拉格朗日乘数法

第九章 重积分

教学目的与要求:

掌握二、三重积分的概念及其计算;会运用元素法、求面积、体积、质量和引力。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

二重积分和三重积分的计算及其在几何和物理中的应用。

教学时数: 11学时

主要教学内容:

第一节 二重积分的概念

第二节 二重积分的计算法

一、在直角坐标系下的计算

二、在极坐标系下的计算

第三节 三重积分的概念及其计算法

一、在直角坐标系下的计算

二、在柱坐标系下的计算

三、在球面坐标系下的计算

第四节 重积分的应用

第十章 曲线积分与曲面积分

教学目的与要求:

掌握两类曲线积分和曲面积分的概念和计算方法;掌握曲线积分与路径无关的条件、格林公式、高斯公式、斯托克斯公式;掌握通量与散度、环流与旋度的概念及其计算

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

两类曲线积分和曲面积分的计算、格林公式、高斯公式及斯托克斯公式的应用。

教学时数: 16学时

主要教学内容:

第一节 对弧长的曲线积分

第二节 对坐标的曲线积分

第三节 格林公式及其应用

第四节 高斯公式 通量与散度

第五节 斯托克斯公式 环流量与旋度

第十一章 无穷级数

教学目的与要求:

掌握无穷级数收敛、发散概念,正项级数与交错级数的敛散判断方法;掌握幂级数的收敛半径和收敛区间、将一些简单函数用直接法或间接法展成幂级数;掌握傅立叶级数概念,会熟练地求出相应条件下的傅氏系数;能正确叙述收敛定理,并掌握其意义;熟练将函数展成正、余弦级数;能在任意区间(-

l

l

,)上将函数展开成傅立叶级数。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

各种级数敛散性的判定、相应条件下的傅立叶级数的展开。

教学时数: 16学时

主要教学内容:

第一节 常数项级数的概念、收敛的必要条件、收敛级数的基本性质

第二节 正项级数收敛判别法

一、正项级数审敛法

二、交错级数收敛判别法

三、绝对收敛与 条件收敛

第三节 幂级数

一、幂级数及其收敛性

二、幂级数的运算

第四节 函数的幂级数展开式

一、泰勒级数定义

二、泰勒级数的展开及应用

第五节 傅立叶级数

一、三角函数系的正交性、狄利克雷收敛定理

二、函数展开傅立叶级数

三、正弦级数和余弦级数

第六节 周期为2

l

的周期函数傅立叶级数

第十二章 微分方程

教学目的与要求:

掌握各种类型的一阶方程及其解法;掌握二阶线性方程通解的结构及二阶常系数线性方程的解法;掌握欧拉方程的解法;了解方程的幂级数解法;初步掌握利用微分方程研究实际物理问题。

教学方法:

课堂讲授与学生练习相结合。

教学重点:

各种类型的一阶方程的解法、二阶线性方程通解的结构及二阶常系数线性方程的解法、欧拉方程的解法。

教学时数: 20学时

主要教学内容:

第一节 微分方程的一般概念

第二节 可分离变量的微分方程

第三节 齐次方程

第四节 一阶线性方程

第五节 全微分方程

第六节 高阶方程可降阶的几个特殊类型

第七节 二阶方程解的一般性质、通解的结构

第八节 二阶常系数齐次线性方程

第九节 二阶常系数非齐次线性方程

第十节 欧拉方程

第十一节 方程的幂级数解法

制订人:胡木宏

审核人:吴亚波

线性代数教学大纲

第一部分:使用说明

一、课程编号:10113002

二、课程性质与特点:

线性代数是物理专业的一门重要基础课, 在物理专业及电子、计算机及许多工程技术专业中有着广泛的应用。本课程数学理论性较强且内容较抽象, 以讨论线性代数方程组的解法、解的性质为主线,引入矩阵、行列式、向量、向量空间等概念,并讨论其运算、变换的规律和性质,是物理学研究中讨论许多问题的重要数学工具,也是师范专业的本科学生将从事相关工作的数学基础。

三、在专业教学计划中的地位和作用:

线性代数是中学初等代数学知识的后继课程,是物理专业的一门重要的工具课,也是学习高等数学许多课程的基础,如群论、场论、近世代数等。

四、教学目的:

使学生初步地掌握基本的、较系统的线性代数知识,为学习物理专业课程准备好数学工具。本课程应着重于基本技能的培养,使学生获得较熟练的演算能力和初步应用的能力。

(1)系统地掌握行列式的运算性质和规律及克莱姆法则。

(2)熟练进行矩阵的相关运算和确定可逆方阵的逆阵,并能将其应用到线性方程组的求解。

(3)解向量组线性相关、无关,矩阵的秩、向量组的秩及其相关定理的内涵,和作用,能进行相关问题的证明和讨论,运用初等变换确定矩阵和向量的秩。

(4)能求解任意的齐次方程组和非齐次线性方程组,会运用矩阵的初等变换求解线性方程组。

(5)熟练掌握向量内积的运算和确定方阵的特征值、特征向量。

五、学时与学分:

本课程总学时为52学时,4学分,每周4学时。

六、教学方法:

课堂教学的讲授与习题课的讨论式教学相结合. 讲授基本理论要重点在推理的严密性,做习题要注意培养学生的能力,重点在思维方式、运算技能及数学逻辑推理技能的训练,掌握并学会综合运用所学知识解决问题的方法。

七、考核方式:

考试课程。平时考核与期末考试相结合。

平时考核:出勤与作业占10%;期中考试(闭卷)占20%

期末考试:闭卷笔答,成绩占70%。

八、教材及主要参考书目:

(一)教材

同济大学应用数学系编, 《线性代数》(第四版), 高等教育出版社, 2003年7月

(二)参考书目

王中良编,《线性代数与解析几何》, 科学出版社, 2000年8月

第二部分:课程内容

第一章 行列式

教学目的与要求:

掌握定义排列的逆序、逆序数,由三阶行列式的结构给出逆序数的定义,运用定义正确地进行行列式的运算;掌握对换定理及其推论的证明,行列式性质和运用其进行相关问题的运算和讨论;掌握行列式的展开定理及运用、并进行相关问题的运算和讨论;运用克莱姆法则求解n个方程的n元非齐次线性方程组,利用定理讨论n个方程的n元齐次线性方程式是否存在非零解。

教学方法:

结合高中学过的全排列概念,分析三阶行列式的结构并概括其一般的结构特征,从而推广给出 n 阶行列式的一般定义;对对换定理和行列式的展开定理需要严格地推理和证明,培养学生逻辑推理的能力。通过例题启发学生思考,突出如何正确运用行列式的性质和行列式的展开定理计算行列式的值;对克莱姆法则可采取启发式教学以培养学生独立理解问题的能力。

教学重点:

逆序数的定义和对换定理的证明, 行列式的定义和性质和行列式展开定理的证明。

教学时数:12学时

主要教学内容:

第一节 排列及逆序数

第二节 n阶行列式

第三节 对换

第四节 行列式的性质

第五节 行列式按行和列展开

第六节 克莱姆法则

第二章 矩阵及其运算

教学目的与要求:

使学生可以进行矩阵和逆矩阵极其相关的矩阵运算。掌握线性变换与矩阵的对应关系,矩阵的定义和矩阵的运算;掌握方阵的行列式及其运算规律;掌握方阵可逆的性质、定理及证明,会求逆矩阵;掌握矩阵的分块法。

教学方法:

可由线性变换和线性方程组的系数排列引入矩阵的定义,使学生理解线性变换和矩阵间的一一对应关系;通过举例和习题课使学生掌握矩阵运算的规律和技巧及处理实际问题的方法。

教学重点:

矩阵的定义及线性变换与矩阵的一一对应关系;掌握矩阵的基本运算和方阵的行列式;掌握方阵可逆的性质、定理及其证明;掌握逆阵的运算及如何求逆阵。

教学时数:10学时

主要教学内容:

第1节 矩阵

第二节 矩阵的运算

第三节 逆矩阵

第四节 矩阵的分块法

第3章 矩阵的初等变换与线性方程组

教学目的与要求:

目的是使学生学会利用矩阵的初等变换来解齐次线性方程组和非齐次线性方程组。要求理解矩阵的初等变换与初等方阵的定义,要求掌握利用矩阵的初等变换求矩阵的秩及进一步求解齐次线性方程组和非齐次线性方程组。

教学方法:

联系第一章的定理5和推论来理解齐次线性方程组的解法;非齐次线性方程组的解法与第一章克莱姆法则有机结合,在介绍定理的基础上,通过启发给出求解非齐次线性方程组的一般方法。

教学重点:

重点是掌握矩阵的初等变换和求矩阵的秩,及如何求解齐次线性方程组和非齐次线性方程组。

教学时数:10学时

主要教学内容:

第1节 矩阵的初等变换

第2节 初等矩阵

第3节 矩阵的秩

第4节 线性方程组的解

第四章 向量组的线性相关性

教学目的与要求:

目的是使学生会判别向量组的线性相关性, 会求向量组的最大无关组和线性方程组的基础解系。要求掌握向量、向量组及其线性相关的定义、性质和定理; 掌握向量组相关性判别定理及推论的正确理解和应用; 掌握向量组的秩和其性质的掌握及和矩阵的秩的联系和求向量组的最大无关组;掌握矩阵的初等变换、基础解系及齐次和非齐次线性方程组解的结构;掌握向量空间和向量空间的基。

教学方法:

结合学过的二维、三维向量的概念,自然推广到引入n 维向量的一般定义及其线性运算的性质;本章非常抽象, 为了降低学习的难度, 需要举出实例把向量组线性相关性定理和向量组的秩与矩阵的秩的有关定理的联系起来。

教学重点:

重点使学生掌握向量和向量组的定义,会判别向量组的线性相关和线性无关, 会求向量组的秩和向量组的最大无关组, 掌握向量空间的概念和线性方程组的基础解系。

教学时数:12学时

主要教学内容:

第一节 向量组及其线性组合

第二节 向量组的线性相关性

第三节 向量组的秩

第四节 线性方程组解的结构

第五节 向量空间

第五章 相似矩阵

教学目的与要求:

目的是使学生学会如何求方阵的特征值与特征向量。要求掌握向量内积的定义和向量空间正交规范基的确定;掌握求方阵的特征值与特征向量,求相似变换与相似矩阵和对称阵的对角化。

教学方法:

结合高中解析几何三维向量间数量积的定义, 推广引入n维向量内积的一般定义,介绍其性质、定理和求向量间正交规范基方法;通过举例介绍求解方阵特征值和特征向量的运算技巧。

教学重点:

重点掌握如何求方阵的特征值与特征向量及求相似矩阵和对称阵的对角化。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 向量的内积、长度和正交性

第二节 方阵的特征值与特征向量

第三节 相似矩阵

第四节 对称矩阵的对角化

制订人:戴连荣

审核人:吴亚波

计算机导论教学大纲

第一部分: 使用说明

一、课程编号:10113003

二、课程的性质与特点:

本课程属于修课(考试)。通过本课程的学习,加强学生计算机操作能力的培养,使计算机作为工具为其专业学习服务。

三、在教学计划中的地位与作用:

《 计算机导论》是高等院校非计算机专业基础课程,加强学生计算机操作能力的培养,使计算机作为工具为其专业学习服务。

四、教学目的:

向学生介绍计算机的基本知识、操作系统的功能,字表处理软件的基本功能和使用方法,使学生掌握计算机的基本技能,并掌握程序设计基础知识,多媒体技术基础及数据库基础等。

五、学时和学分:

课程学分:3学分

课程总学时:52学时,讲授26学时,实验26学时,每周4学时

六、教学方法:

多媒体课程教学和网络教学及实验。

主要教学环节:课堂讲授26学时,实验26学时。

七、考核方式:

考试课程。

期末考试:闭卷笔答,成绩占60%;上机考试,成绩占40%。

八、教材及主要参考书目:

(一)教材

李敏等主编,《大学计算机基础》,上海交通大学出版社,2004年。

(二)参考书目:

郭瑾等编,《计算机基础实验教程》,大连理工大学出版社,2004年。

第二部分:课程内容

第一章:计算机基础知识

教学目的与要求:

掌握计算机基本知识,正确理解信息技术领域基本名词术语的含义并学会使用它们。初步了解计算机的典型应用领域及其对现代社会各方面的巨大作用和影响。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授

教学重点:

计算机组成及结构,计算机中数据的表示和存储。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 计算机的发展和展望

第二节 计算机的特点及应用的分类

第三节 计算机与信息技术

第四节 计算机组成及工作原理

第五节 进位进数制和相互转换

第六节 数据在计算机中的表示

第二章 计算机硬件及软件系统

教学目的与要求:

掌握计算机硬件及软件系统的组成,了解其工作原理。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授

教学重点:

计算机硬件组成。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 硬件系统组成

第二节软件系统组成

第三章 操作系统基础

教学目的与要求:

理解中文Windows系统的基本概念和基本功能,熟练掌握其基本操作方法,掌握Windows资源管理器、控制面板的使用方法。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授

教学重点:

资源管理器的使用,控制面板的操作。

教学时数:4学时

主要教学内容:

第一节 概述

第二节 中文Windows2000

一、 中文Windows2000的安装、启动与退出

二、 中文Windows2000的桌面、窗口和菜单

三、“开始”按钮

四、资源管理器

五、中文输入法

六、 控制面板

第三节 中文WindowsXP

第四章 常用办公软件

教学目的与要求:

能熟练地使用计算机进行日常文字编辑,掌握常见的文字编辑技巧;掌握利用电子表格进行数据处理并完成图表制作工作。:掌握演示幻灯片的基本方法,进一步巩固Office系列软件的使用知识。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授。

教学重点:

文档的编辑和排版,图文混排。Excel公式和函数的使用,图表及数据清单,PPT母板的制作及使用。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 Word文字处理软件

一、 Word2000概述

二、 文档的基本编辑方法

三、 文档的屏幕显示模示

四、 版面编排方法

五、 图文混排

六、 表格处理

第二节 Excel电子表格处理软件

一、 Excel2000概论

二、 用Excel2000制表

三、 编辑电子表格

四、 管理电子表格

五、 电子表格中数据的计算与加工

六、 电子表格的打印输出

七、 电子表格的图表显示

第三节 PowerPoint演示软件教学目的

一、Power Point 功能特点与制作演示文稿的基本过程

二、 Power Point 工作环境与窗口界面

三、 演示文稿的编辑与各种视图

第五章 多媒体技术简介

教学目的与要求:

了解多媒体技术的含义,掌握常见的多媒体工具的使用方法。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授。

教学重点:

多媒体技术的应用及相关技术。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 多媒体技术的基本概念

第二节 多媒体计算机系统

第三节 数字化和压缩技术

第四节 Photoshop图像处理

第五节 Flash动画

第六章 计算机网络

教学目的:

掌握计算机网络的主要功能和重要作用,能够数据通信和局域网知识。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授。

教学重点:

网络的基本概念及Internet,网络理论。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 计算机网络概述

第二节 数据通信基础知识

第三节 计算机网络体系结构

第四节 局域网

第七章 Internet与Intranet

教学目的与要求:

掌握计算机网络的主要功能和重要作用,能够熟练使用Internet获取知识。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授。

教学难点:

网络的基本概念及IP,域名等。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 网络互联与 Internet

第二节 接入Internet

第三节IP地址

第四节 域名系统原理

第五节 基本服务功能

第六节 Intranet

第八章 软件技术原理

教学目的与要求:

了解软件工程和程序设计的基础知识,掌握软件工程和程序设计的相关概念,了解算法和数据结构相关概念,掌握数据库技术知识。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授。

教学重点:

算法和数据结构,软件工程和数据库基础。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 软件工程基础

第二节 程序设计基础

第三节 算法和数据结构

第四节 数据库技术基础

第九章 信息系统安全

教学目的与要求:

了解计算机病毒的基本知识,掌握防治病毒的方法和常用杀毒软件的使用。

教学方法:

多媒体教学,课程讲授。

教学重点:

病毒的防治和杀毒软件的使用,病毒的分类及起源。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 信息安全概述

第二节 计算机病毒的防范与清除

第三节 网络安全

第四节 数据加密和数字签名

计算机导论实验部分教学大纲

一、课程的目的、任务

计算机导论是非计算机专业本科生进行计算机基础知识教育的必修课程,其目的主要是使学生掌握计算机的组成原理,操作系统的功能,网络、数据库、多媒体等技术的应用领域和相关技术,掌握计算机的基本应用技能。在计算机导论的实验教学中,主要教学任务是使学生熟悉计算机系统的组成结构,Windows操作系统的使用方法,熟练掌握常用办公软件的操作方法并提升应用技能,掌握计算机网络的基础应用。

二、课程的教学要求

在计算机导论的实验教学中,要突出“基础、实用、新型、能力”的方针,实验要在应用的基础上体现基本原理,实验内容有趣味性,能激发学生的学习兴趣。教师在实验指导中要充分调动学生的主动学习能力,大部分实验做到精讲多练,切实提升学生的动手能力。

三、主要采取的教学方法与教学形式

主要采用教师讲解与学生实践相结合的方法,重点培养学生的动手实践能力。教学中可以采用精讲多练、以考代讲的教学形式,并可以根据学生的不同基础实现分层次教学。

四、教学内容:

序号

实验项目名称

学时

实验类型

每组人数

实验要求

备注

1

微型计算机基本操作

4

操作

1

必做

2

Windows操作系统基本操作

4

操作

1

必做

3

使用Word方法

6

操作

1

必做

4

使用Excel电子表

6

操作

1

必做

5

PowerPoint演示文稿的制作

2

操作

1

必做

6

IE浏览器及互联网的使用

2

操作

1

必做

7

上机考试

2

操作

1

必做

(注:实验类型指验证、设计、综合;实验要求指必做、选做。)

五、实验教学大纲说明

1、本门课与其它相关课程的关系。

大学计算机导论是大学本科非计算机专业学生入校后的第一门必修的公共基础课程,课程的学习与各专业学生的后续课程学习均有着密不可分的关系。该课程引导学生认识以计算机为核心的信息技术在现代社会和现代文化中的地位和作用,培养大学生的信息素养。使学生掌握使用计算机的基本技能,初步具有利用计算机获取知识、分析问题、解决问题的意识和能力,为将来应用计算机知识和技能解决本专业实际问题打下基础,使他们在各自的专业中能够有意识地借鉴、引入计算机科学中的一些理念、技术和方法,以满足和适应信息化社会对大学生基本素质的要求。

2、综合性、设计性实验的要求。

本课程无综合性、设计性实验

制定人: 许佩军

审核人: 吴亚波

FoxPro教学大纲

第一部分:使用说明

一、课程编号:10113004

二、课程性质与特点:

本课程属于必修课(考试)。《Visual FoxPro程序设计》是基于数据库管理和相应的应用程序开发的高级语言。该课程是一门实用性很强的课程,需要大量的上机实验加强对课程的理解。

三、在专业教学计划中的地位和作用:

《Visual FoxPro》程序设计是程序设计的一个重要分支,其应用范围和应用前景非常广泛。该课程属于教育部提出的非计算机专业的三个层次课程体系中的第二个层次,重点在于培养学生的编程能力和逻辑思维能力。

四、教学目的:

本课程的目是向学生介绍数据库管理系统的基本概念和基本知识及其应用,使学生掌握数据库管理系统设计的基本方法,具有应用计算机的初步能力,并培养学生利用计算机处理问题的思维方法。

五、学时与学分:

本课程总计68学时,4学分,每周4学时。讲授32学时,实验36学时

六、教学方法:

本课程可以采用的教学方法有:课堂讲授、操作演示和上机实验。

七、考核方式:

考试课程。平时考核与期末考试相结合。

平时考核:主要采用上机考试,成绩占30%

期末考试:闭卷笔答,成绩占70%。

八、教材与参考书目:

(一)教材

刘德山、高伟等编著,《Visual FoxPro程序设计》,人民邮电出版社,2005。

(二)参考书目

教育部考试中心,《全国计算机等级考试二级教程Visual FoxPro程序设计》高等教育出版社,2004年。

第二部分:课程内容

第一章 Visual FoxPro基础

教学目的与要求:

了解数据库系统基本知识,掌握数据库模型及Visual FoxPro中的数据概念。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践

教学重点:

本章的重点是数据库模型及数据类型,关系运算。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 基本概念

数据库、数据模型、数据库管理系统、类和对象、事件、方法。

第二节 关系数据库

一、关系数据库:关系模型、关系模式、关系、元组、属性、域、主关键字和外部关键字。

二、关系运算:选择、投影、联接。

三、数据的一致性和完整性:实体完整性、域完整性、参照完整性。

第三节 Visual FoxPro系统特点与工作方式

一、Windows版本数据库的特点。

二、数据类型和主要文件类型。

三、各种设计器和向导。

四、工作方式:交互方式(命令方式、可视化操作)和程序运行方式。

第二章 表及数据库的基本操作

教学目的与要求:

掌握数据库基本操作,掌握数据库表及自由表的概念,掌握在数据库表中进行字段有效性规则、记录级规则,掌握参照完整性的设置方法。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践

教学重点:

本章的重点是索引及相关相关概念,域完整性、参照完整性。

教学时数:6学时

主要教学内容:

第一节 数据库表和自由表的建立

第二节 表结构的建立与修改

第三节 表记录的浏览、增加、删除与修改

第四节 创建数据库,向数据库添加或从数据库删除表

第五节 设定字段级规则和记录级规则

第六节 表的索引:主索引、候选索引、普通索引、惟一索引。

第三章 查询与视图

教学目的与要求:

掌握视图与查询的概念及建立方法。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践

教学重点:

本章重点是视图的概念及利用视图进行数据更新。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 查询文件的建立、执行与修改第二节 视图文件的建立、查看与修改第三节 建立多表查询

第四章 数据与数据运算

教学目的与要求:

掌握常量与变量的概念及函数的使用。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践

教学重点:

本章重点是函数的使用。

教学时数:4学时

主要教学内容:

第一节 数据类型

第二节 常量、变量

第三节 表达式

第四节 常用函数:字符处理函数、数值计算函数、日期时间函数、数据类型转换函数、测试函数。

第五章 程序设计基础

教学目的与要求:

掌握程序设计的概念及基本方法,能进行简单程序设计。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践

教学重点:

本章的重点是程序的三种流程。

教学时数:6学时

主要教学内容:

第一节 命令文件的建立与运行一、 程序文件的建立。二、 简单的交互式输入输出命令。三、 应用程序的调试与执行。第二节 结构化程序设计一、 顺序结构程序设计。二、 选择结构程序设计。三、 循环结构程序设计。第三节 过程与过程调用一、 子程序设计与调用。二、 过程与过程文件。三、 局部变量和全局变量、过程调用中的参数传递。

第六章 表单及控件

教学目的与要求:

掌握面向对象程序设计的概念及基本方法,掌握表单的常见属性、事件和方法,掌握常用控件。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践、项目实践

教学重点:

本章的重点是面向对象程序设计的概念。

教学时数:6学时

主要教学内容:

第一节 表单的建立与运行:表单设计器、表单向导、运行表单第二节 表单的操作:属性、方法、事件、数据环境及其与表单控件的联系第三节 常用表单控件:命令(组)、文本、编辑、复选、单选、组合、列表、表格等按钮第四节 表单的应用:设计简单的表单第五节 设定表单数据环境。

第七章 菜单设计

教学目的与要求:

掌握下拉菜单和快捷菜单的设计方法。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践、项目实践

教学重点:

本章的重点是将菜单添加到顶层表单方法。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 下拉式菜单设计:建立菜单文件、生成菜单文件、运行菜单文件第二节 快捷菜单。

第三节 为顶层表单添加菜单。

第八章 报表设计

教学目的与要求:

掌握基本的报表设计方法。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践、项目实践

教学重点:

本章的重点是数据分组报表。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 快速报表第二节 使用报表设计器设计报表

第三节 数据分组报表。

第九章 项目与应用程序设计

教学目的与要求:

掌握数据库系统的开发流程和开发方法。

教学方法:

讲授法、演示法、上机实践、项目实践

教学重点:

本章的重点是各模块之间的调用。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 项目管理器第二节 项目管理器的操作

第三节 数据库应用系统开发。

Foxpro实验部分教学大纲

一、实验的目的、任务

Foxpro课程是非计算机专业本科生进行计算机基础知识教育的一门必修课程,其目的主要是培养学生掌握数据库系统的原理以及程序设计的基本方法与技术,掌握Visual FoxPro数据库管理系统的基本应用以及小型数据库管理系统的开发方法,并提高学生利用计算机解决问题的能力。

二、实验的教学要求

Foxpro课程使学生了解数据库系统在各个领域中的应用,掌握Visual FoxPro数据库管理系统的使用,掌握常用的SQL语句,掌握数据库设计的步骤和方法,并能设计小型数据库应用系统。在实验教学中,要使学生在掌握Visual FoxPro数据库系统的基本原理的基础上,培养学生掌握分析问题、解决问题的方法。实验性质不仅仅要求验证性实验,更要求学生能够应用所学知识解决实际问题。实验内容设计上注重将课程知识融会贯通。

三、主要采取的教学方法与教学形式

主要采用教师讲解与学生实践相结合的方法。教学中重点培养学生独立分析问题、解决问题的能力,并可以根据学生的不同基础实现分层次教学。

四、教学内容:

序号

实验项目名称

学时

实验类型

每组人数

实验要求

备注

1

数据库和表的建立与操作

6

操作

1

必做

2

数据库的管理、查询与视图

4

操作

1

必做

3

Visual FoxPro数据与数据运算、常用命令

4

操作

1

必做

4

Visual FoxPro程序设计

6

操作

1

必做

5

表单的创建和控件的使用

6

操作

1

必做

6

菜单设计、报表设计

4

操作

1

必做

7

数据库系统开发实例

6

设计

1

必做

(注:实验类型指验证、设计、综合;实验要求指必做、选做。)

五、实验教学大纲说明

1、本门课与其它相关课程的关系。

Foxpro课程让学生了解Visual FoxPro这一关系数据库管理系统的使用方法,培养学生分析问题、解决问题的能力,并为后继课程以及今后在工作中应用它去解决管理信息系统(MIS)的问题奠定基础。该课程培养学生掌握程序设计的基本原理和方法,为将来应用计算机知识和技能解决本专业实际问题打下基础,使他们在各自的专业中能够有意识地借鉴、引入计算机科学中的一些理念、技术和方法,以满足和适应信息化社会对大学生基本素质的要求。

2、综合性、设计性实验的要求。

本课程综合性、设计性实验要求学生利用Visual FoxPro独立分析、设计、并实现一个小型的数据库管理系统,要求系统能够具有信息的检索、修改、删除、打印等基本功能,系统规范完整,界面友好,并具有一定的可应用性。要求提交可运行软件系统并写出综合性、设计性实验报告。

制定人:许佩军

审核人:吴亚波

力学教学大纲

第一部分:使用说明

一、课程编号:10113005

二、课程性质与特点:

力学研究物质机械运动的基本规律。力学在物理学乃至其他各门科学技术中具有基础性的地位。它的基础理论,例如动量守恒定律、角动量守恒定律、能量守恒定律等,是物理学中最普遍的规律,有非常广泛的应用范围。

力学课程是物理学专业的一门重要基础课程,在提高学生科学素质、奠定继续学习物理的基础方面有不可替代的作用。

本课程内容为经典力学,但其中一些内容的表述要用现代物理的观念进行。

三、在专业教学计划中的地位和作用:

力学课程为学生学习后继各门物理课程奠定概念基础、方法论基础和科学行为习惯基础。

力学是普通物理学的第一门课程,其理论表述方式和运用数学程度属于物理学专业普通物理学的层次。进一步的学习将在后继的“理论力学”课中进行。

四、教学目的:

1、使学生系统掌握经典力学的基础知识和物理学的基本研究方法,掌握分析和解决力学问题的基本技能,并能比较灵活地运用。为学习后继课程打下良好基础和开出必要窗口。

2、使学生对经典力学知识体系的得出和展开过程获得比较深刻的体验,逐步培养学生的科学思维习惯,教给学生科学方法,提高学生的科学素质,培养学生的自主学习、质疑、运用数学、分析和解决问题等能力,培养学生的科学探究能力和创新意识。

3、使学生领略力学理论的统一、对称和和谐,了解力学对人类文化发展的影响,了解力学在现代科学技术中的应用及对社会发展的贡献,培养学生学习物理的兴趣,培养学生的科学精神和科学态度,对学生进行辩证唯物主义、爱国主义和科学伦理道德教育。

五、学时与学分:

本课程总学时为68学时,4学分,每周4学时。

六、教学方法:

以讲授为主,辅以讨论和探究。发挥演示实验的作用。部分内容采用多媒体教学。利用网络向学生提供自制教学资源,指导和帮助学生自学。

七、考核方式:

考试课程。平时考核与期末考试相结合。

平时考核:出勤与作业占10%;期中考试(闭卷)占10%。

期末考试:闭卷笔答,成绩占80%。

八、教材及主要参考书目:

(一)教材

漆安慎、杜婵英,《力学》(第二版),高等教育出版社,2005年6月。

(二)参考书目

[1] 赵凯华、罗蔚茵,《新概念物理教程:力学》,高等教育出版社,1995年7月。

[2] 舒幼生,《力学(物理类)》,北京大学出版社,2005年9月。

第二部分:课程内容

第一章 物理学和力学

教学目的与要求:

了解物理学的概貌及特点;了解力学的研究领域、发展简史和现代应用;理解单位制和量纲;掌握矢量的概念和运算规则。

教学方法:

用多媒体生动展现物理学特别是力学的发展及应用;以充满激情的语言激起学生学好物理特别是力学的兴趣及愿望。

教学重点:

矢量表示与运算。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 物理学

一、物理学概貌

二、物理学与科学、技术、社会

第二节 力学

一、力学发展简史

二、力学的特点及在整个物理学中的地位

三、力学的应用

四、经典力学的时空观

五、单位制和量纲

六、矢量

第二章 质点运动学

教学目的与要求:

掌握位置矢量、位移、速度和加速度的概念;能够从运动方程求解速度、加速度;能够从加速度和初始条件求速度、运动方程;从几种特殊运动的研究中,熟悉建立坐标系、矢量投影的方法;掌握相对运动的规律,能够计算相对运动问题。

教学方法:

正确运用矢量的强调应贯穿整章教学;突出作为一般曲线运动描述的知识结构,并将特殊运动纳入这一结构;重视图像方法的运用。

教学重点:

描述运动的基本物理量,直角坐标系、自然坐标系中运动的描述,相对运动。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 质点的运动方程

一、位置矢量

二、运动方程

三、轨迹方程

四、位移

第二节 速度、加速度

一、速度

二、加速度

第三节 直线运动

一、直线运动的描述

二、x、v、a之间的运算

第四节 直线运动的特例

一、匀速直线运动

二、匀变速直线运动

第五节 抛体运动

第六节 切向和法向加速度

一、自然坐标

二、圆周运动

三、一般平面曲线运动的加速度

第七节 径向与横向速度

一、极坐标下的运动方程

二、径向与横向速度

第八节 伽利略变换

一、伽利略坐标变换式

二、相对运动

第三章 牛顿运动定律、动量

教学目的与要求:

掌握惯性质量、力、动量、冲量的概念;掌握牛顿运动定律,能够灵活运用牛顿运动定律解决问题;掌握惯性力、离心惯性力和科里奥利力的概念,能够运用非惯性系中的动力学方程解决问题;掌握质点的动量定理、质点系动量定理、质心运动定理、动量守恒定律,能够运用这些规律灵活解决问题。

教学方法:

一定程度地用现代观点表述经典动力学的基本理论体系;突出参考系的重要地位,强调动力学基本方程的惯性系条件;强调解决动力学问题的基本方法和步骤,进行规范解题的训练。

教学重点:

牛顿运动定律及应用,非惯性系中的动力学方程,质点的动量定理,质点系动量定理,动量守恒定律。

教学时数:10学时

主要教学内容:

第一节 牛顿第一定律、惯性系

第二节 基本运动规律

一、气桌实验

二、惯性质量

三、动量

四、力

五、质点的动量定理(微分形式)

六、牛顿第三定律

七、牛顿第二定律

八、伽利略的相对性原理

第三节 力的种类

一、重力

二、弹性力

三、摩擦力

第四节 牛顿定律的应用

一、直角坐标分量式

二、自然坐标分量式

第五节 非惯性系中的力学

一、动坐标系相对于惯性系加速平动

二、动坐标系相对于惯性系匀速转动

三、科里奥利力在地球表面的表现

第六节 用冲量表述的动量定理

一、力的冲量

二、质点的动量定理

第七节 质点系动量定理和质心运动定理

一、质点系动量定理

二、质心运动定理

第八节 动量守恒定律

第九节 火箭的运动

第四章 动能和势能

教学目的与要求:

掌握功的定义及直角坐标系、自然坐标系下的求功公式;理解一对作用力和反作用力的功的特点;掌握质点和质点系动能定理并能灵活运用解决问题;掌握保守力、势能的概念;掌握功能原理、机械能守恒定律并能灵活运用解决问题;会运用动量和能量研究碰撞问题;理解质心参考系中动量和动能的表示。

教学方法:

注意纠正学生常有的“内力不能改变系统的总动能”的错误认识;强调引入势能的条件和势能的相对性;帮助学生提高分析复杂问题物理过程的能力。

教学重点:

功的概念及计算,质点和质点系动能定理,势能,功能原理,机械能守恒定律。

教学时数:6学时

主要教学内容:

第一节 能量

第二节 功

一、功的定义

二、各种坐标系中功的表示

第三节 质点和质点系动能定理

一、质点的动能定理

二、质点系的动能定理

三、内力的功

第四节 保守力与非保守力、势能

一、保守力与非保守力

二、势能

第五节 功能原理和机械能守恒定律

一、功能原理

二、机械能守恒定律

第六节 碰撞

一、碰撞的一般规律

二、对心碰撞

第七节 质心参考系

一、质心参考系的概念

二、质心参考系中的动量

三、质心参考系中的动能

四、两体问题

第五章 角动量

基本目的与要求:

掌握力矩、角动量的概念;掌握质点和质点系的角动量定理及守恒定律并能灵活运用解决问题;掌握对轴的角动量定理及守恒定律并能灵活运用解决问题;初步认识对称性是物理学的重要思想;了解经典动力学的适用范围。

教学方法:

在本章开始要通过实例说明引入角动量的意义;利用矢量式的分量式得出对轴的角动量有关公式;利用生动的实例介绍对称性。

教学重点:

力矩、角动量的概念,角动量定理,角动量守恒定律。

教学时数:4学时

主要教学内容:

第一节 质点的角动量

一、角动量

二、力矩

三、质点的角动量定理

四、质点的角动量守恒定律

五、质点对轴的角动量定理及守恒定律

第二节 质点系的角动量定理及守恒定律

一、质点系的角动量定理及守恒定律

二、质点系对轴的角动量定理及守恒定律

第三节 质点系对质心的角动量定理及守恒定律

第四节 对称性

第五节 经典动力学的适用范围

第六章 万有引力

教学目的与要求:

了解开普勒定律;掌握万有引力定律和引力势能并能用来解决与天体有关的简单问题;理解重力与地球引力的关系;了解万有引力定律的建立过程及其科学意义和文化意义。

教学方法:

比较详细地介绍万有引力定律的建立过程,让学生体会物理学的思想方法和物理学在人类进步中的作用;把本章内容与解决天体问题密切联系起来。

教学重点:

万有引力定律,引力势能。

教学时数:4学时

主要教学内容:

第一节 开普勒定律

第二节 万有引力定律

一、定律的建立

二、定律的表述

三、定律的检验和成就

四、引力质量和惯性质量

五、引力常量的测量

六、重力与地球引力的关系

第三节 引力势能

一、万有引力的功及引力势能

二、宇宙速度

第七章 刚体力学

教学目的与要求:

掌握描述刚体平动、定轴转动和平面运动的概念及方法;能够计算规则形状物体的质心;掌握转动惯量的概念及定理,能用积分法求规则形状物体的转动惯量;能够熟练运用质心运动定理解决刚体运动问题;掌握刚体定轴转动的转动定理和动能定理并能熟练解决刚体定轴转动问题;掌握刚体平面运动的基本动力学方程并能熟练的运用;明确克尼希定理在刚体上的应用;了解自转与旋进。

教学方法:

突出刚体是质点间距离保持不变的质点系;联系生活和技术中的事例理解相关知识;对回转仪的旋进可通过演示实验进行观察,并应用矢量方法定性说明其原理,不作深入分析。

教学重点:

转动惯量,定轴转动定理和动能定理,质心运动定理在刚体问题中的应用,刚体的平面运动。

教学时数:10学时

主要教学内容:

第一节 刚体运动的描述

一、刚体的平动

二、刚体的定轴转动

三、刚体的平面运动

第二节 刚体的动量和质心运动定理

一、刚体的质心

二、刚体的动量和质心运动定理

第三节 刚体的定轴转动的角动量、转动惯量

一、刚体定轴转动的角动量

二、转动惯量

三、刚体定轴转动的角动量定理和转动定理

四、刚体的重心

第四节 刚体定轴转动的动能定理

一、力矩的功

二、刚体的定轴转动动能

三、刚体的重力势能

四、刚体定轴转动的动能定理

第五节 刚体平面运动的动力学

一、刚体平面运动的基本动力学方程

二、作用于刚体上的外力

三、刚体平面运动的动能

四、刚体平面运动几个问题的讨论

第六节 刚体的平衡

第七节 自转与旋进

一、常平架回转仪

二、回转仪的旋进

第八章 物体的弹性

教学目的与要求:

理解应力与应变的概念;理解拉伸压缩和剪切的胡克定律;了解弯曲和扭转。

教学方法:

考虑本章在基础力学中的地位和课程的学时,内容一般为了解性的,不作深入分析;联系技术中的事例了解相关知识;计算内力时隔离体的选取方法应作适当强调。

教学重点:

计算内力的隔离体方法,胡克定律。

教学时数:2学时

主要教学内容:

第一节 弹性体的拉伸和压缩

一、外力、内力与应力

二、直杆的线应变

三、胡克定律

第二节 弹性体的剪切形变

第三节 弯曲有扭转

一、梁的弯曲

二、杆的扭转

第九章 振动

教学目的与要求:

掌握简谐振动的动力学特征,能从合力或运动微分方程的特点判断系统作简谐振动;掌握简谐振动的运动学特征,能运用振动表达式灵活解决问题;掌握振幅、圆频率、频率、周期和相位的概念,能熟练进行有关计算;能熟练地利用图像或旋转矢量表示简谐振动;掌握简谐振动的能量转换特点;掌握同方向同频率的两个简谐振动的合成,理解同方向不同频率及互相垂直的两个简谐振动的合成;定量理解阻尼振动的规律;定量理解受迫振动的规律及位移共振的条件。

教学方法:

相位和相位差的概念必须突出强调,多做计算初相位的练习;以弹簧振子、单摆和扭摆为例深入理解简谐振动;加大运用数学的力度,尤其是运用三角函数和常微分方程,要突出图像表示;尽可能多做演示实验,以增强教学的直观性。

教学重点:

简谐振动,同方向同频率简谐振动的合成。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 简谐振动的动力学特征

一、简谐振动的概念

二、简谐振动的典型例子

三、简谐振动的动力学方程

第二节 简谐振动的运动学

一、简谐振动的运动方程

二、描述简谐振动的参量

三、简谐振动的图像

四、简谐振动的旋转矢量表示法

第三节 简谐振动的能量转换

第四节 简谐振动的合成

一、同方向同频率简谐振动的合成

二、同方向不同频率简谐振动的合成

三、互相垂直同频率简谐振动的合成

四、互相垂直不同频率简谐振动的合成

第六节 阻尼振动

第七节 受迫振动

一、受迫振动的规律

二、位移共振

第十章 波动

教学目的与要求:

理解机械波产生和传播的机制;掌握波速、波长、波的周期和频率的概念及它们之间的相互关系式;掌握平面简谐波方程,深入理解方程的得出过程及方程的意义,能够熟练运用方程进行分析和计算;理解波动方程和波速公式;理解能量密度和平均能流密度的概念;了解声强和声强级、声压和声阻;明确半波损失的发生条件,能够写出反射波的方程;理解波的叠加原理;理解相干条件,掌握相干波相位差及合振幅的计算公式并能熟练进行计算;理解驻波的现象、产生机制及能量特点;了解多普勒效应。

教学方法:

细致讲解平面简谐波方程的得出过程,深入分析方程的意义;强调波的图像,充分利用波形图分析波的传播情况;利用恰当的演示实验展现波的有关现象。

教学重点:

平面简谐波,波的干涉。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 波的基本概念

一、波

二、振动方向和传播方向

三、波面

第二节 平面简谐波方程

一、描述波的物理量

二、平面简谐波方程

第三节 波动方程与波速

一、波动方程

二、波速

第四节 平均能流密度、声强和声压

一、媒质中波的能量分布

二、能量密度

三、平均能流密度

四、声波

五、波的反射和透射、半波损失

第五节 波的叠加和干涉、驻波

一、波的叠加

二、波的干涉

三、驻波

四、弦与空气柱的本征振动

第六节 多普勒效应

一、波源静止、观察者运动

二、观察者静止、波源运动

三、观察者和波源都运动

第十一章 流体力学

教学目的与要求:

理解流体静力学中的压强概念及流体动力学中的流线、流管概念;掌握连续性方程及伯努利方程;了解粘性定律,了解层流、湍流和雷诺数的概念;了解泊肃叶公式和斯托克斯公式。

教学方法:

从压强公式推出连通器原理、帕斯卡原理和阿基米德原理;用伯努利方程和连续性方程说明虹吸现象、小孔流速和运动流体的吸力;用演示实验说明有关现象和规律。

教学重点:

压强的概念,静止流体内的压强公式,连续性方程,伯努利方程。

教学时数:6学时

主要教学内容:

第一节 作用在流体上的力

一、内摩擦力

二、压强

第二节 静止流体内的压强

一、静止流体内的压强公式

二、应用举例

第三节 流体运动的描述

一、描述流体运动的方法

二、流速场

三、不可压缩流体的连续性方程

第四节 伯努利方程及其应用

一、伯努利方程

二、伯努利方程的应用

第五节 流体的反作用力

一、弯管中的反作用力

二、水轮机

第六节 粘性流体的运动

一、雷诺数

二、层流和湍流

三、泊肃叶公式

四、不可压缩粘性流体定常流动的功能关系

第七节 物体在流体中受到的阻力

一、运动物体受到的粘性阻力、斯托克斯公式

二、运动物体受到的压差阻力

制订人:梁树森

审核人:岳崇兴

热学教学大纲

第一部分:使用说明

一、课程编号:10113006

二、课程性质与特点:

热学是研究物质热运动及其有关性质和规律的学科。热学课程主要讲授热力学基础、分子动理学理论、液体的性质及相变。热学一般不考虑系统的机械运动,它研究的注意力指向系统内部,这是与经典力学不同的。热力学是研究物质热运动的宏观理论,具有普适性与可靠性,适用于自然界的一切宏观系统。分子动理学是在微观模型的假设下,利用力学规律和概率论研究物质热运动的微观理论,其结论要接受实验的检验。热学现象与生活、生产及工程技术,与天文、气象、化学、生物、地质、地理等现象有着密切的联系,热学规律有着广泛的应用。

三、在专业教学计划中的地位和作用:

热学是物理学专业的必修课程,是热力学与统计物理、固体物理等课程的重要基础。通过热学课程的学习使学生掌握热学的基础知识、掌握热现象的分析方法,培养学生的科学思维方法,特别是学生的物理学思想,并为后继课程打好扎实的基础。培养学生运用热学理论去分析物理现象,解决实际问题,以加深对物理规律的认识,活跃学生的思想,激发学生的学习兴趣,培养学生分析与解决实际问题的能力,提高学生的科学素质。

四、教学目的:

建立巩固的热物理理论基础,掌握热学现象的分析方法,培养科学的思维方法,特别是物理学的思想,为后继课程打好基础。注意运用物理理论去分析实际问题和物理现象,以加深对物理规律的理解和巩固,活跃学生的思想,激发学生的学习兴趣,培养学生分析与解决实际问题的能力。引导学生开展问题的研究和讨论,加强科学素质的培养。培养学生事实求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观。

五、学时与学分

本课程总计51学时,3学分,每周3学时。

六、教学方法:

课堂讲授。教师在传授知识时,应注意进行启发式教学。应着重物理概念和物理思想的讲述,让学生学会提出问题、假设、解决问题的思路和关键,探其究竟,抓住重点。

课堂讨论。引导和督促学生积极思考,主动探索,深入理解基本概念、原理和规律,培养学生独立思考能力、自学能力、分析问题、解决问题的能力和创造性思维能力。

七、考核方式:

考试课程。平时考核与期末考试相结合。

平时考核:出勤占10%,作业占10%;期中考试(闭卷)占10%。

期末考试(闭卷):成绩占70%。

八、教材及主要参考书目:

(一)教材

秦允豪,《普通物理学教程 热学》(第二版),高等教育出版社,2004年6月。

(二)参考书目

[1] 李椿、章立源,《热学》,人民教育出版社,1978年9月

[2] 张三慧,大学物理学《热学》(第二版),清华大学出版社,1999年7月

[3] 赵凯华、罗蔚茵,《新概念物理教程:热学》,高等教育出版社,1998年2月

第二部分:课程内容

第一章 导论

教学目的与要求:

了解热学的研究对象和研究热学问题的方法;理解平衡态的概念;理解热力学第零定律的意义,理解温度概念及理想气体温标;掌握理想气体状态方程及应用;理解理想气体微观模型;理解理想气体压强的意义与公式;理解温度的微观意义;了解分子间作用力及分子间相互作用势能曲线;理解范德瓦尔斯方程及各修正项的物理意义。

教学方法:

课堂讲授与讨论相结合。课堂上注意引导、启发学生思维,适当进行习题练习和思考题的讨论,培养学生思维的灵活性和深刻性。

教学重点:

平衡态、热力学平衡、热力学第零定律与温度的意义,理想气体温标,理想气体微观模型,理想气体压强及温度的微观意义,理想气体状态方程,范德瓦尔斯方程。

教学时数:10

主要教学内容:

第一节 宏观描述方法与微观描述方法

一、 热学的研究对象及其特点

二、宏观描述方法与微观描述方法

第二节 热力学系统的平衡态

一、热力学系统

二、平衡态与非平衡态

三、热力学平衡

第三节 物态方程

一、物态方程

二、理想气体物态方程

三、混合理想气体物态方程

第四节 温度与温度计

一、温度

二、热力学第零定律

三、温标与理想气体温标

第五节 物质的微观模型

一、物质由大数分子组成

二、分子热运动的例证——扩散、布朗运动与涨落现象

三、分子间的吸引力与排斥力

第六节 理想气体微观描述的初级理论

一、理想气体微观模型

二、分子碰壁数

三、理想气体压强公式

四、温度的微观意义

第七节 分子间作用力势能与真实气体状态方程

一、分子间相互作用势能曲线

二、分子碰撞有效直径

三、范德瓦耳斯方程

第二章 分子动理学理论的平衡态理论

教学目的与要求:

掌握速率分布概率密度(速率分布函数)的意义,掌握麦克斯韦速率分布;理解速度空间、麦克斯韦速度分布,了解从麦克斯韦速度分布导出麦克斯韦速率分布;了解气体分子碰壁数的应用;了解等温大气压强公式与玻耳兹曼分布;掌握能量均分定理。

教学方法:

课堂讲授与讨论相结合。适当进行课堂习题练习与思考题的讨论,培养学生的思维能力。

教学重点:

速率分布概率密度(速率分布函数)、麦克斯韦速率分布与能量均分定理。

教学时数:8

主要教学内容:

第一节 概率论的基本知识

一、伽尔顿板实验

二、等概率性与概率的基本知识

三、平均值及其运算法则

第二节 麦克斯韦速率分布

一、速率分布概率密度(速率分布函数)

二、麦克斯韦速率分布

第三节 麦克斯韦速度分布

一、速度空间

二、麦克斯韦速度分布

三、从麦克斯韦速度分布导出速率分布

第四节 气体分子碰壁数及其应用

一、由麦克斯韦速度分布导出气体分子碰壁数及气体压强公式

二、泻流及其应用的简单介绍

第五节 外力场中自由粒子的分布与玻耳兹曼分布

一、等温大气压强公式

二、玻耳兹曼分布

第六节 能量均分定理

一、理想气体热容

二、自由度与自由度数

三、能量均分定理

第三章 输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论

教学目的与要求:

理解粘性现象、热传导现象和扩散现象所遵循的宏观规律及其输运性质,理解理想气体三种输运现象的微观解释;掌握分子间平均碰撞频率和气体分子平均自由程的概念;了解气体输运系数的导出;了解稀薄气体中的输运过程。

教学方法:

课堂讲授。注意引导学生从宏观和微观两方面理解三种输运现象。

教学重点:

粘性现象、热传导现象和扩散现象所遵循的宏观规律,理想气体三种输运现象的微观解释,分子间平均碰撞频率,气体分子平均自由程。

教学时数:7

主要教学内容:

第一节 粘性现象的宏观规律

一、牛顿粘性定律 层流

第二节 扩散现象的宏观规律

一、菲克定律

第三节 热传导现象的宏观规律

一、傅里叶定律

第四节 气体分子平均自由程

一、碰撞(散射)截面

二、分子间平均碰撞频率

三、气体分子平均自由程

第五节 气体输运系数的导出

一、气体粘性系数的导出

二、气体热传导系数与扩散系数

三、与实验结果的比较

第六节 稀薄气体中的输运过程

一、稀薄气体的特征

二、稀薄气体中的热传导现象

第四章 热力学第一定律

教学目的与要求:

理解准静态过程、可逆过程和不可逆过程;掌握功、热量、内能的物理意义及其计算;掌握热容量的物理意义;了解焓的概念和应用;掌握热力学第一定律及其对理想气体各种过程的应用;理解热机的基本原理,掌握循环过程热机效率的计算;了解制冷机与制冷系数,了解焦耳—汤姆孙效应。

教学方法:

课堂讲授与讨论相结合。进行课堂习题练习与思考题的讨论,培养学生思维的灵活性和深刻性。

教学重点:

功、热量、内能的物理意义及其计算;热容量的定义及物理意义;热力学第一定律及其对理想气体各种过程的应用;循环过程热机效率的计算

教学时数:10

主要教学内容:

第一节 可逆与不可逆过程

一、准静态过程

二、可逆与不可逆过程

第二节 功和热量

一、功是力学相互作用下的能量转移

二、体积膨胀功

三、其它形式的功

第三节 热力学第一定律

一、能量守恒与转换定律

二、内能定理

第四节 热容与焓

一、定体热容与内能

二、定压热容与焓

第五节 第一定律对理想气体的应用

一、理想气体内能 焦耳实验

二、理想气体的等体、等温、等压过程

三、绝热过程

四、多方过程

第六节 热机

一、热机

二、卡诺热机

第七节 焦耳—汤姆孙效应与制冷机

一、制冷循环与制冷系数

二、焦耳—汤姆孙效应

三、气体压缩式制冷机原理

第五章 热力学第二定律与熵

教学目的与要求:

理解热力学第二定律的两种表述及其实质,知道如何判断可逆与不可逆过程;理解热力学第二定律的实质及其与第一定律、第零定律的区别;理解卡诺定理与热力学温标;理解熵的概念与熵增加原理;了解热力学第二定律的数学表达式;了解熵的微观意义及玻耳兹曼关系。

教学方法:

课堂讲授。引导学生深刻理解热力学第二定律的实质。通过介绍宏观状态与微观状态的关系来阐述熵的微观意义与玻耳兹曼关系,加深对熵概念的认识。

教学重点:

热力学第二定律的两种表述及其实质,热力学第二定律的实质,与第一定律、第零定律的区别,熵的概念与熵增加原理

教学时数:7

主要教学内容:

第一节 热力学第二定律的表述及其实质

一、热力学第二定律的两种表述及其等效性

二、利用四种不可逆因素判别可逆、不可逆

三、热力学第二定律的实质 第二定律与第一定律、第零定律的比较

第二节 卡诺定理

一、卡诺定理

二、热力学温标

第三节 熵与熵增加原理

一、克劳修斯等式

二、熵和熵的计算

三、熵增加原理

四、热力学第二定律的数学表达式

五、宏观状态与微观状态

六、熵的微观意义 玻耳兹曼关系

第六章 液体与相变

教学目的与要求:

了解表面张力与表面能;掌握球形液面附加压强及其运算;理解润湿与不润湿以及毛细现象;理解相与相变的概念,了解汽化与凝结的物理现象,了解真实气体等温线和范德瓦耳斯等温线;了解一级相变和连续相变的特征;了解固—液、固—气相变;了解相图与克拉珀龙方程。

教学方法:

课堂讲授。教学中注意与自然现象、与日常生活的联系,使学生对物理现象能更好地理解。

教学重点:

球形液面附加压强及其运算,润湿与不润湿,毛细现象

教学时数:9

主要教学内容:

第一节 液体的表面现象

一、表面张力与表面能

二、弯曲液面附加压强

三、润湿与不润湿 毛细现象

第二节 气液相变

一、相与相变

二、汽化与凝结

三、真实气体等温线

四、范德瓦尔斯等温线

五、临界点 一级相变与临界相变

第三节 固—液及固—气相变 相图

一、固—液及固—气相变

二、相图

三、克拉珀龙方程

制订人:陈连松

审核人:梁树森

电磁学教学大纲

第一部分:使用说明

一、课程编号:10113007

二、课程性质与特点:

1、电磁学是物理学和技术科学的一门十分重要的必修课程。电磁现象是自然界存在的一种极为普遍的现象,它涉及到很广泛的领域。电磁相互作用是自然界中一种基本的相互作用。其研究对象是电荷、电流产生的电场、磁场的规律,电场和磁场的相互联系,电磁场对电荷、电流的作用以及电磁场对物质的各种效应等。

2、电磁学是以观察、实验为基础的学科,透过现象看事物的本质,从感性认识上升到理性认识。通过对观察实验结果的分析、归纳、总结出电磁学的规律。

三、在专业教学计划中的地位和作用:

电磁学课程是自然科学和技术科学的一门重要基础课程,不论是在理论方面,还是技术应用方面,它都是物理学其它学科的基础,如光学、原子物理学、电动力学、量子力学、普通物理实验、近代物理实验、电子技术基础等课程,都与电磁学课程紧密相关。

四、教学目的:

1、使学生全面地、系统地掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律,培养能够灵活地分析和解决电磁学问题的能力。

2、让学生理解电磁学与其他自然科学、工程技术科学的密切联系,了解电磁学在工程技术中的某些重要应用及其在科技进步和人类生活中的作用。

3、通过电磁运动规律的学习,培养学生科学的方法、科学的思维能力和科学的态度。

4、使学生了解电磁学发展史上某些重大的发现和发明过程中的物理思想和方法,培养学生历史唯物主义和辩证唯物主义的世界观。

5、充分利用电磁学与物理学近代新发展的某些问题的联系,寻找“窗口”介绍与电磁学有关的物理和其他自然科学的新发展,诱发学生对研究和探讨新问题的兴趣,培养学生的科学研究能力。

五、学时与学分:

本课程总学时为68学时,4学分,每周4学时。

六、教学方法:

教师讲授与学生讨论相结合,理论讲解与演示实验相结合,传统的黑板推演与多媒体课件相结合。引入研究性学习,选择若干专题,指导学生撰写研究小论文。

七、考核方式:

考试课程。平时考核与期末考试相结合。

平时考核:出勤与作业占10%;期中考试(闭卷)占10%;小论文占10%。

期末考试:闭卷笔答,成绩占70%。

八、教材及主要参考书目:

(一)教材

梁灿彬,《普通物理学教程:电磁学》,第二版,高等教育出版社,(面向21世纪课程教材),2004年5月

(二)参考书目

赵凯华, 《新概念物理教程:电磁学》,高等教育出版社, 2003年4月

第二部分:课程内容

绪论

教学目的与要求:

使学生对电磁学学科的研究对象、发展过程、历史地位和作用等,有一个基本的概括性的了解,形成一个初步的认识。

教学方法:

利用多媒体介绍电磁学的发展成果,激发学生学习兴趣。

教学重点:

介绍电磁学在物理学专业中的地位和作用。

教学时数:1学时

主要教学内容:

一、电磁学的研究对象和内容

二、电磁学在物理学发展中的历史地位和作用

三、电磁学的发展简史

四、电磁学与其他自然学科、工程技术学科的联系

五、本课程的教学组织和安排、参考书目介绍

第一章 静电场的基本规律

教学目的与要求:

使学生明确电荷是物质的一种属性,阐明电荷的量子性及其电荷守恒定律;明确点电荷模型概念和库仑定律的适用条件,加深理解平方反比定律的深刻意义;深刻理解电场、电场强度、电势的概念,掌握场强和电势的计算方法;深刻理解高斯定理、环路定理的物理意义和静电场的特性;掌握应用高斯定理求场强的方法;理解电势梯度的概念、理解场强与电势的微分关系。提高学生建立物理模型的能力。

教学方法:

利用点电荷的理想模型、电场叠加原理以及对称分析法,分析电场的对称性。

教学重点:

电场强度和电势的概念,高斯定理和环路定理的物理意义和静电场的特性,使学生掌握利用点电荷的电场和对称性方法分析各种带电体的电场,掌握场强和电势的两种计算方法。

教学时数:10学时

主要教学内容:

第一节 电荷

第二节 库仑定律

一、库仑定律

二、电荷的单位

三、库仑定律的矢量形式

四、叠加原理

第三节 静电场

一、电场强度

二、电场的计算

第四节 高斯定理

一、

E

r

通量

二、高斯定理、高斯定理求场强

第五节 电场线

一、电场线

二、电场线的性质

第六节 电势

一、静电场的环路定理

二、电势和电势差、电势的计算

三、等势面、场强与电势的微分关系

第二章 有导体时的静电场

教学目的与要求:

使学生理解静电平衡时导体的性质,即导体的电荷分布、电势、导体表面附近的场强;掌握导体静电平衡问题的分析方法以及求解平行板导体组电荷分布的基本方法;理解静电平衡时封闭导体壳的性质和静电屏蔽现象;理解电容和电容器概念的意义,掌握电容的计算方法。

教学方法:

进行观察和演示实验,如感应起电、尖端放电、范德格拉夫静电起电器人体带电、静电屏蔽等,可开放实验室进行。

教学重点:

导体静电平衡性质,即导体的电荷分布、电势分布、导体表面附近的场强,使学生掌握导体静电平衡问题的分析方法。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第一节 静电场中的导体

一、静电平衡

二、带电导体所受的静电力

三、孤立导体形状对电荷分布的影响

四、静电平衡问题的讨论方法

五、平行板导体组电荷分布问题

第2节 封闭导体壳内外的静电场

一、壳内空间的场

二、壳外空间的场

第3节 电容和电容器

一、孤立导体的电容

二、电容器及其电容

三、电容器的联接

第四节 静电演示仪器

一、感应起电机

二、静电计

第五节 带电体系的静电能

一、带电体系的静电能

二、电容器的静电能

第三章 静电场中的电介质

教学目的与要求:

使学生明确导体与电介质电性质的区别,理解电介质的极化,掌握极化强度矢量的意义

以及与极化电荷的关系,掌握介质中场强的讨论方法和计算方法;深刻理解P、E、D三者间的相互关系,掌握存在介质时用高斯定理求场强的方法;理解电容器的储能、电场的能量和能量密度的概念。

教学方法:

注意与静电场中的导体进行对比教学,综合分析导体周围存在电介质时电场、电势的计算方法。

教学重点:

电介质两种极化的微观机制、电介质中三个电矢量的意义及三者之间关系,电位移矢量各种表达式的使用条件。使学生掌握存在介质时用高斯定理求场强的方法,熟练计算电介质中三个电矢量P、E、D,掌握电场能量的概念。

教学时数:8学时

主要教学内容:

第5节 概述

第6节 偶极子

一、电介质与偶极子

二、偶极子在外电场中所受的力矩

三、偶极子激发的静电场

第三节 电介质的极化

一、位移极化和取向极化

二、极化强度、极化强度和场强的关系

第四节 极化电荷

一、极化电荷

二、极化电荷体密度与极化强度的关系

三、极化电荷面密度与极化强度的关系

第五节 有介质时的高斯定理

一、电位移矢量

二、有介质时的高斯定理

第六节 有介质时的静电场方程

第7节 电场的能量和能量密度

第四章 恒定电流和电路

教学目的与要求:

理解电流强度、电流密度、电动势概念的意义和电流的连续性方程及稳恒条件;掌握电阻率、电功率和焦耳定律;运用全电路欧姆定律、一段均匀电路欧姆定律和一段含源电路欧姆定律计算简单电路的电流、电势差及其相关的量,应用基尔霍夫方程求解复杂电路问题,掌握应用戴维南定理解决电路问题的基本思路;了解稳恒电路中电荷和电场的作用、金属导电的经典电子论、温差电现象、脱出功和电子发射、液体导电和气体导电。

教学方法:

利用中学已有的知识归纳推导出各种电路的欧姆定律、基尔霍夫方程组,分析讨论各种电路的电流和电压的计算方法。布置学生查阅有关电源的资料以及超导体的应用方面的资

料。

教学重点:

运用电路的基本规律解决电路问题的基本方法,分析解决问题的关键和要点。使学生能运用含源电路欧姆定律求电路两点之间的电势差,利用基尔霍夫方程求解复杂电路的电流及相关量,掌握应用戴维南定理解决电路问题的基本思路。

教学时数:12学时

主要教学内容:

第一节 恒定电流

第二节 直流电路

第三节 欧姆定律和焦耳定律

一、欧姆定律、电阻、电阻率

二、欧姆定律的微分形式

三、焦耳定律

第四节 电源和电动势

一、非静电力

二、电动势、一段含源电路的欧姆定律

三、电动势的测量、电位差计

四、导体表面的电荷分布

五、直流电路的能量转换

第五节 基尔霍夫方程组

一、基尔霍夫第一方程组

二、基尔霍夫第二方程组

三、用基尔霍夫方程组解题举例

第六节 二端网络理论与巧解线性电路问题

一、二端网络

二、戴维南定理

第七节 接触电势差与�