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《自然科学概论》B教学大纲

一、课程基本信息

英文名称：IntroductiontoNaturalScience(B）

课程编号：H272200011048

总学时：48讲课学时：48实践学时：0

总学分：3.0

课程性质：必修

考核方式：考查

适用对象：工程管理

开课学期：第四学期

先修课程：高等数学

参考书目：

[1]李红敬，文祯中．自然科学概论（第四版）[M]，南京：南京大学出版社，2019．

[2]田永涛，大学物理[M]．西安：西安交通大学出版社，2018。

二、课程性质及目标

本课程是一门通识教育课程，主要包括物理学、生物学、信息与智能科学三个模块。《自然科学概论》B主要介绍物理学的发展概况及其未来的发展趋势,了解其特有的研究对象、研究方法、理论演变以及与其它不同学科领域的互动关系。一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。通过物理学的教学，使学生对课程中的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力。通过本课程的学习，学生在知识和能力方面应具备以下几方面的目标:

课程目标1：通过学习力学、电学、热学、光学和近代物理等内容，掌握物理学各部分的基本概念和基本理论。

课程目标2：能理解物理各知识体系的应用，能用物理知识解决实际问题，提高物理知识的工程应用能力。

课程目标3：通过介绍科学研究的方法和过程，使学生树立科学的唯物主义世界观、方法论和认识论，培养学生的科学素质，启迪学生的创造性思维和创新意识。

课程目标4：通过学习科学的思维方法和研究方法，使学生具有初步应用的能力，为学生进一步学习专业知识奠定良好的基础，也为学生将来走向社会从事科学技术工作和科研工作打下基础。

三、课程目标对培养要求的支撑

课程目标

培养学生能力

支撑的专业培养要求指标点

课程目标1

宏观辨识与微观探析

1.1能够将数学、自然科学、工程科学、工程管理专业的语言工具用于工程管理问题的表述；

课程目标2

宏观辨识与微观探析

证据推理与模型认知

7.1了解工程建设项目要求的环境保护和可持续发展的理念和内涵，具有统筹考虑工程项目与其所在区域利益、行业利益和民众利益相互共生的意识；

课程目标3

探究与合作创新能力

9.1具有大局意识、合作意识，能够快速融入新环境，容忍和关怀他人，能够与不同学科的成员有效沟通，合作共事；

课程目标4

探索发现自主学习能力

12.2具有自主学习、实践中探索和发现知识和项目式学习的能力，包括技术理解力，凝练综述能力和提出问题的能力等。

四、教学内容、教学方法和手段、学时分配

知识单元一：力学支撑课程目标1（建议10学时）

教与学要求：掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面内运动时的速度和加速度，能熟练地计算质点作圆周运动的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。掌握牛顿三定律及其适用条件。刚体的定轴转动、力矩、转动定律、转动惯量、角动量、角动量守恒定律、力矩作功、刚体绕定轴转动的动能定理。

思政元素：结合力学发展史，采用案例法介绍化学家们研究过程中为真理争辩的精彩过程和求实精神。

教与学方法：讲授、演示、举例、归纳。

知识点1：运动学

主要内容：质点运动的描述、圆周运动、运动叠加原理、相对运动。

知识点2：动力学

主要内容：牛顿运动三定律、牛顿运动定律的应用、质点和质点系的动量定理、动量守恒定律、动能定理、保守力与非保守力、势能、功能原理、机械能守恒定律。

知识点3:刚体

主要内容：转动惯量的概念，理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。

重点：圆周运动的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度和手段、功能原理、机械能守恒、转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。

难点：功能原理、机械能守恒、角动量守恒定律。

知识单元二：电磁学支撑课程目标1（建议16学时）

教与学要求：掌握静电场强度和电势的概念以及场的叠加原理；掌握电势与场强的积分关系；理解静电场的规律:高斯定理和环路定理；掌握用高斯定理计算场强的条件和方法，并能熟练应用。能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场。能分析点电荷在均匀磁场中受力和运动；了解介质的磁化现象及其微观解释。理解电动势的概念；掌握法拉第电磁感应定律；理解动生电动势及感生电动势；了解电容、自感系数和互感系数。

思政元素：结合材料发展史，在讲授专业知识的同时，培养青年大学生的科学精神和大国工匠精神。

教与学方法：讲授、演示、举例、归纳。