精品课程— 大学物理
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4. 课程描述

 4-1本课程校内发展的主要历史沿革                          

        本课程是由物理系从2002年开始开设的一个平台课程,面向全校学生开放,其内容涵盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理等课程的内容。最早课程的教学较繁琐,内容多,课时长;主要由授课老师课堂教授为主;教材多以国内或校内普通物理教材为主。随着课程改革的发展,我们开始大胆尝试转型,变为单课程多样化的教学方式,并结合演示实验辅助教学,起到了理论实验相结合的作用,并使学生的物理图像更加清晰,更有逻辑性和连贯性。同时部分采用类似研究生教学中的讨论教学模式,增加师生课程的互动学习,使教学质量和学生主动学习能力都有极大的促进。同时,随着学生英语素质的提高,开始尝试使用国际知名的英文大学物理教材,使用中英文授课。物理类著名的教材和论文绝大部分都是英文著作,这种授课方式降低了学生学习物理基础和探索物理前沿的势垒。 

      本门课程的负责老师及主讲教师结合自身的国外学习经历和国内物理前沿研究的背景优势,大胆的在授课方式和授课思维上进行突破。比如将国际上最新的一些物理动态结合课程进度展现给学生(光子晶体,负折射率,有机光电子材料与器件以及每年物理诺贝尔奖的获奖研究成果等)。这使得学生们在学习物理基础知识的同时,给他们打开一扇扇可以展望物理前沿领域的窗户,从而提高学生学习的兴趣和开阔他们的眼界。对部分基础好的同学指导他们对感兴趣的问题进行原始文献查阅,加深对物理问题的理解并培养科研兴趣。目前担任我系大学物理课的教师基本全部具有科研项目,且许多已经是国内外知名学者,这样一支科研和教学紧密结合、具有雄厚实力的教学队伍在我系是首次。
 
4-2理论课和理论(含实践)课教学内容                        
4-2-1 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
       
       本课程是平台课程,在本专业(物理)为专业必修课。同时也作为其他系、专业的大学物理学习的试点平台,成为一个探索大学物理教育的实验点,为大学物理基础教学探索新的道路和积累经验。对不同的系别,任课教师会根据学生基础、对物理知识的需求角度及其它一些实际因素选择教材、编排教学内容等。如,本系采用哈里德的《PHYSICS》作为教材,吸取其精华的同时,根据学生数学基础较好,增加数学公式推导的深度,以达到对要求较高的物理专业人才培养的目的。又如,对医学院的教学,我们采用本系梁励芬和蒋平教授编写的《大学物理简明教程》,由于医学院同学对流体相关的物理需求较高,教师往往在这方面增加课程力度,进行详细讲解。精品课程网站分别给出了本系、材料系、医学院的教学大纲,可以看出不同的学系,不同的课程安排与定位。
       课程目标:与中学物理相比,大学物理将引领学生进入更深层次的物理学领域,进一步掌握力学、热学、电磁学、光学及近代物理等物理基础知识,为以后深入学习量子力学和固体物理等各门专业课程打下良好的基础。
 
4-2-2 知识模块顺序及对应的学时
             力学       72学时
             热学       36学时
          电磁学      72学时
              光学      24学时                     
      近代物理      12学时
 
      详细情况可参见精品课程网站上的教学大纲
 
4-2-3 课程的重点、难点及解决办法
   课程的重点在于引领学生由高中物理学过渡到大学物理及更深入的近代物理学领域。主要的难点是学生的数学基础跟不上大学物理学的教学步骤,所以要用5-6个学时来进行必需的数学知识的教学。令一个难点是很多同学不能很快适应大学物理的学习,这要求教师做好大学物理与高中物理的衔接,并从浅显的概念出发将他们逐渐引领至有一定深度和广度的大学物理及更高的境界。
 
4-2-4 实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填) 
      1.充分利用复旦物理实验教学中心的物理演示实验室的优势条件,坚持“通过实验现象理解物理学的本质”这一理念,将演示效果好的实验用于课堂教学,强化课堂的物理演示实验。已经设计了100多个适合在课堂上使用的演示实验,目录可参见精品课程网站。
      2.课堂演示实验活跃了教学氛围,促进了学生对现象、模型、概念和原理的深入理解,激发了学生的兴趣,提高了学生的学习积极性,培养了学生研究和解决实际问题的能力,增强课堂教学的效果,受到学生们的普遍欢迎。
      3.研制一批研究型演示实验,演示那些直观性不好、不是一看就懂、需要认真研究思考的物理现象。
      4.通过演示或模拟教学内容中的物理过程的软件(例如演示分子动力理论的课件),有助于学生对物理过程的直观、动态理解,在课堂上演示则弥补了有些微观过程无法通过仪器演示的困难。有些学生在老师指导下主动参与研制新的CAI教学课件等,相关目录参见精品课程网站。
 
4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生自主学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
 教材使用情况:
      为与国际接轨,努力吸收国外先进物理教学理念,本系及部分外系的教材为英文原版教材:美国哈里德的《PHYSICS》。授课采用中英文联合教学。部分院系选用我系自主编写的中文教材。
 
教材建设情况:
      教材建设作为保证和提高教学质量的主要支柱,在教学过程和改革中尤显重要,我们一直注重对《大学物理》教材进行持续建设:
      1.翻译并整理了哈里德的英文原版《PHYSICS》教材,以帮助学生对英文教材知识的学习和吸收,这套中译本已经成为我系学生学习原版教材一个不可或缺的参考资料。
      2.由我系梁励芬和蒋平教授编写的《大学物理简明教程》(第二版,2004年,复旦大学出版社)一直是我校医学院临床医学、基医、法医专业和解放军第二军医大学授课用书。
      3.我系由北京高教出版社出版的大学物理教材:《力学》(第二版,2002年)、《热学》(第二版,2001年)、《电磁学》(第二版,2001年)、《光学》(第二版,2000年)、《原子物理学》(第三版,2000年)和《基础物理学(上、下)》(第一版,2003年)是一套“面向21世纪课程教材”。曾获2005年国家级优秀教材二等奖。这套书是我们十多位教授根据面向21世纪教学内容课程改革的要求,结合自身的教学实践,在近年内编写出来的教材。全套教材从物理类专业的培养目标出发,对课程及教材的内容进行了整合,对交叉部分内容重新进行了安排,全套书内容翔实、资料丰富。对基本概念、基本规律阐述得十分清楚。被高等教育出版社誉为物理学类教材中的一套力作。这套教材目前是我校学生自主学习大学物理最主要的中文参考资料,特别是上述的后三本教材:《光学》、《原子物理学》和《基础物理学(上、下)》分别作为本系二年级(上)学生和生命科学学院的课堂教学用书。
      4、将要出版的由陈暨耀教授编写的《电磁学》教材被立项为“十一五国家级规划教材”,即将出版。
 
 实践性教学与网络教学的环境:
      1.设计了100多个适合在课堂上使用的演示实验。
      2.学校提供多媒体教学平台,每个教室配备了电脑、投影仪,学校有供教学的专门网站,可以存放多媒体课件,供上课演示及同学课后复习。物理系有面向全校的免费公共计算机房,让新进大学的学生可以马上解决自己无电脑的问题。
 
4-4教学方法与教学手段(举例说明本课程教学过程使用的各种教学方法的使用目的、实施过程、实施效果;相应的上课学生规模;信息技术手段在教学中的应用及效果;教学方法、作业、考试等教改举措)
         教学过程中采用传统的课堂板书与多媒体教学相结合的方法,并时常进行课题演示实验。传统板书有利于学生随时跟上教师的授课进度,同时教师可以根据教学中实时出现的问题及时变更教学内容和方法。多媒体课件与随堂演示实验使学生从视觉和感观上增加对物理内容的理解,也提高物理问题的趣味性,让学生感觉到大学物理不是苦涩难懂而是生动有趣。上课时力争做到让学生首先掌握正确的物理思维方式和学习方法,其次才是掌握公式和解题。
        上课教案、讲义与习题答案等教学资源随着课程进展不断上网,以减轻学生记笔记的负担,有助于提高听课效果,便于学生课后复习提问,掌握知识要点。尝试互动式教学及课后调查问卷等方式,实时掌握学生的学习进度和问题;并及时调整教学重点,充分做到教学一体。同时在课堂上删节一些以前必讲的次要内容,激发和鼓励学生学习积极性,让他们自学并发掘自我学习方法。有时将讲课的形式从课堂讲授改为讨论形式,活跃课堂气氛,一定程度上改变以往教学的单一方向灌输,造成学生过于依赖老师的学习现状。培养学生养成在学习中勤思考,多挖掘的正确学习习惯。利用青年教授的国外经历和研究优势,灵活的将物理学的科研新成果、国际发展动态加入到课堂讲授中,强调学以致用。鼓励学生参与学术科研活动,使他们在基础学习阶段就培养好一个研究创新的意识。
 
4-5教学效果(含校外专家评价、校内教学督导组评价及有关声誉的说明;校内学生评教指标和校内管理部门提供的近三年的学生评价结果) 
 马红孺专家评价:
上海交通大学物理系教授
教育部高等学校“物理学与天文学教学指导委员会”委员
 
      复旦大学物理系的《大学物理》教学平台是一门特色鲜明,富有创新,高质量,高水平的教学平台,我强烈推荐这门课程为上海市精品课程。根据我个人与任课教师的交流和阅读材料,我感觉《大学物理》课程有如下非常鲜明的特点:
      1,任课老师都是在科研第一线工作的研究人员,其中课程负责人和部分教师是长江特聘教授和杰出青年基金获得者。这样一个教学集体与很多学校的《大学物理》课程的教学集体完全不同。由于教师处在研究第一线,他们可以非常容易而又准确地把物理学研究前沿的问题及时融入基础课的教学,而这种融入和介绍又可以与时俱进。这与纯教学教师需要通过自己的学习,理解然后再把二手的知识以前沿进展的方式介绍给学生有本质的区别。
      2,教材和教学方法的实事求是。在教材选取上,没有一刀切,二是发挥各任课教师的主观能动性,选取最合适的教材;在教法上,不拘泥于传统和现代,中文或双语,而是板书和多媒体的有机结合,中文与英文联合教学。板书结合多媒体这样一种取长补短的教法,既可以充分发挥多媒体的图形演示等方面的优点,又可以保持传统板书贴近学生的好处。而中英文联合教学则可以随时根据学生的情况调整两种语言的使用频度,在学习物理的过程中逐步使学生过渡到能够阅读和应用英文。
      3,教书育人。我特别注意到除了传授知识之外,任课教师还通过各种方式,特别是个别交谈,或讨论的方式,与同学沟通,以提高同学的学习兴趣,增强责任感。这在目前的大范围教学中是非常少有的。
      4,课堂互动和讨论。大面积《大学物理》教学的一个非常难以解决的问题是克服老师满堂灌的问题,由于人数多,内容多等原因,交互式教学和课堂讨论非常难做。我注意到复旦大学物理系《大学物理》课程实现了课堂讨论和互动,而且效果很好,这是一个重要的贡献。
       《大学物理》课程不仅具有鲜明的特色,而且具有很高的教学质量。首先,几年来学生的评分反映出学生对于课程的认同和高度评价。我自己在教学中体会到,对于习惯了传统教学方法的新同学来说,适应这样一种富有特色的教学方式会有很大的困难,想办法把同学引导到这样一种创新的教学过程中需要做很多努力,特别是扭转一些善于钻研难题而较少注意物理图像和内涵的好学生,扭转是非常困难的。但复旦大学《大学物理》课程在这一方面显然取得了成功。其次,我也了解到一些同学对于课程的具体评价,由于这个高水平的课程,使得一些同学对于物理学,对于科学产生了强烈的兴趣和探索欲望,这也是课程成功的一个标志。
      总之,复旦大学物理系的《大学物理》课程建设是成功的,而且正在探索中继续前进。课程的很多做法,经验和探索成果对于其他学校,特别是研究性大学的《大学物理》建设具有指导意义。我推荐这门课程为上海市精品课程并希望课程教学团队能更加具体地介绍他们的改革经验和教训,为整个上海市乃至全国的《大学物理》教学树立一个优秀的,不一样的标志。
  
顾牡专家评价:
同济大学物理系教授
教育部高等学校“基础物理课程教学指导分委员会”副主任
 
      复旦大学高度重视“大学物理”基础课程的教学,课程建设目标明确、思路清晰、措施有力,取得了显著的成绩,主要体现在:
      1. 师资队伍力量雄厚。任课教师均具有高级职称,其中有长江特聘教授4人、973首席科学家1人、杰出青年8人,已形成了一支学术水平高、结构合理、思想活跃、教学与科研相结合的教师队伍,为课程的高水平建设与发展奠定了坚实的基础。
      2.积极推进教学内容和课程体系改革。以国外著名的英文物理教材为主干,在保证教学基本内容的前提下,注意发挥教师在教材选取、教学重点和考试安排等方面的主观能动性;在教学过程中,任课教师注意结合各自的研究,及时将国际上一些最新的物理动态展现给学生,对于部分基础好的同学指导他们对感兴趣的问题进行原始文献查阅,有效激发了学生的学习兴趣、加深了他们对物理问题的理解,成为该课程教学的一大特点。
      3. 部分采用类似研究生教学中的讨论式教学模式,增加师生课程的互动学习,很好地调动了学生的学习积极性;同时通过问卷调查等形式,及时发现教学中存在的问题,并进行有针对性的调整,促进了教学质量的提高。
      4. 注意发挥各种教学媒体在教学过程中的作用。自行设计了100多个适合课堂使用的演示实验;课堂教学采用传统板书与多媒体相结合的教学方法;电子教案全部上网,方便同学在课后复习;部分老师开通网上答疑,学生可以通过学校网络平台进行提问和讨论,取得了很好的效果。
      复旦大学的“大学物理”课程建设起点高、工作实,在师资队伍建设,教学内容和课程体系、教学手段和方法的改革等方面取得了许多宝贵的经验和显著的成绩,具有很好的示范辐射作用。本人乐于推荐其申报上海市精品课程。
 
本系王迅院士的评价:
 
      大学物理(普通物理)是我校物理系面向全校理、工、医各专业大一本科生开设的基础课程平台,上下二学期,开设的大班课有11个班级,牵涉16个专业,学生人数每届超过1000人,教学工作量占全系本科教学总工作量的约35 %。所以它的地位重要,牵涉面广,是学生进大学后接触最早的两门基础课之一。对学生适应大学学习规律,和适应后续课程的学习都有很重要的影响。
      我校物理系对这门课程的教学工作极其重视,投入了本系教师中的大部分精英参加这门课程的教学,包括全部四名长江特聘教授,11名国家杰出青年基金获得者中的8名(74%)再加8名教授和9名副教授(其中2名为博导),共计有25位高级职称教师担任主讲。其中教授16人占全系教授总数的40 %,博导17人,占全系博导总数的50 %。系主任、分党委书记、国家重点实验室的正副主任都是任课教师的骨干。这样的阵容在我系历史上是前所未有的
      大部分任课教师都承担相当繁重的科研任务,包括担任国家973项目首席科学家、课题负责人,国家自然科学基金重大项目、重点项目的负责人和课题负责人,国际合作交流项目等等。他们也都指导着研究生。由于他们都在科研的第一线工作,因此,他们的授课有一个共同特点,就是善于将科研的一些前沿进展结合到基础课程的教学中去,使得上课内容丰富、生动活泼。
      教师执教态度都很认真,没有一点敷衍塞责的。他们的备课笔记和多媒体课件(ppt)每年都要修改更新、精炼并融入新的内容;他们经常向学生征求意见、改进教学方法,并关心学生对他们的课程的评分(系里每学期都公示评分结果)。有一位教授获得过全班75名学生打分为满分(5分)的少有好成绩。
      教师在教学中有许多亮点。他们真正做到了既教书又育人,如有几位教授课余经常主动约学生长时间谈心,帮他们解决一些思想障碍和学习上的困难、端正他们的学习态度。有其他系的学生闻知后惊讶和感慨地说“现在还有这样好的教师啊!”教师在课内外与学生有很多互动。如有的教师一早7:30就到教室,被学生围着答疑直到上课铃响。
      总之,我系开设的大学物理已经起到了进行通识教育的核心课程的作用,可以说是一门真正的精品课程。我们系还从一年前开始请了几名资深教授和退休教授对本课程的每一位主讲教师定期听课检查,给予指导,以期在教学中不断创新,精益求精,进一步提升课程的教学水平。
 
学生评教:
 
校内学生评教指标(校级):
(1)     讲课能引起学生兴趣 (满分5)
(2)     在课程中感到学有所获 (满分5)
(3)     对学生提问,能予有效解答 (满分5)
 
近三年学生评价结果(校级):
课程负责人
05-06学年   大学物理 学生约100人     对课程评分4.93
06-07学年   大学物理 学生约100人     对课程评分4.95 
07-08学年  大学物理 学生约100人     对课程评分4.85
 
总体平均结果:
05-06学年   对课程评分4.68
06-07学年   对课程评分4.65  
07-08学年   对课程评分4.70
 
部分学生对课程负责人侯晓远教授授课的评价:
(摘自06、07级本系大学生校级网上评价)
 
老师对前端技术的引入使课程更加丰富 , 能引起学生兴趣
◎ 对学生辅导十分耐心,真正做到传道授业解惑 
◎ 侯晓远老师教学态度认真,治学严谨,尤其备课十分充分.对于学生的提问也能给予启发性解答。 
◎ 老师在课堂上不但讲课本上的知识,还给我们补充了许多课外知识,包括物理学发展过程中一些新奇的想法和前沿的科技技术,使枯燥的物理学力学变得很生动有趣,课堂气氛很是活跃。老师对他所讲的每一个知识点都十分谨慎,使每一个细节都不出差错。对作业的批改也十分认真。 
◎ 上课很负责,思路清晰,并且关心我们的学习和心理。 
◎ 非常好!!能再讲解基础知识的同时介绍前沿的科研成果,和物理人生感悟,是个好的教育家。
◎ 令人领略了复旦物理别样风景。
◎ 感谢侯老师这学期对我的教学。和您那次单独的谈话,使我坚定了自己在物理系读下去的信心。您上课和金老师有很大不同,您是属于稳扎稳打型的,讲的比较深比较系统,我本应该是每一步都走的很稳的,但是由于自己的原因,所以没能学的很好。现在已经渐渐明白了许多,并且也在试着改变,我还是相信自己只要静下心来学习就一定能学好的。
◎ 在物理学上造诣颇深,并且风趣幽默。 
◎ 侯老师的力学课程深入浅出,大多数能够使我理解,它对于学生的质疑也耐心给予解释并引导我们课后自己查证,是不可多得的好导师。 
教学生动有趣,治学严谨,有学者风范。 
◎ 侯老师上课时常常给我们说一些对我们的人生有意义的故事,让我们在各方面都得到了培养。
◎ 侯老师非常关心学生,常让我们作调查问卷来了解情况,生怕有同学跟不上,他还常常告诉我们该如何调整,该如何学习,非常感谢侯老师。
◎ 侯老师是位好老师。不仅上课认真,讲课透彻,而且课后积极与学生交流,并且能很好地解决学生的各种问题。更可贵的是,他能抽出时间与学生见面,解决学生在学习,生活等方面的问题。 
◎ 举例生动,上课风趣有不失严谨,常能启发学生。
◎ 侯老师风度翩翩,授课认真仔细,并且对我们学生的学习生活状况十分关心,对我们新生循循善诱,使我们对大学四年的生活充满信心。并且即使我们考试成绩不是很理想时,侯老师提供给我们帮助与鼓励,这让我们十分感动。
◎ 侯老师是一位好老师,课堂生动,授课有解,经常与学生交流沟通,不仅仅解决学生学习上的问题,而且从心理上对同学进行开导。 
◎ 善于启发同学热爱物理的热情,为人和蔼可亲,学识渊博。
知识渊博,对物理很热爱,并且能将这种热爱通过讲课灌输给学生,使学生产生学习物理的兴趣。
◎ 亲切。上课生动,准确,能适当举出一些生活中的例子。时常激励我们,增进我们学习物理的兴趣、信心与决心。热心解答同学提出的问题。
◎ 在上课过程中不仅教授知识,还给予我们在做科学过程中所需的精神。 
◎ 侯老师座教学很认真,从他那里我看到了一个教师的精神,不但在课堂上教学生知识,而且在课下认真回答学生的问题,很和蔼,平易近人。
◎ 讲课认真,能帮助学生理解艰深的课程,对同学的讨论很重视,也能认真解答同学的问题。
◎ 侯老师的课程不是公式的堆砌,不是乏味的陈列。他由下到上地为我们推导出公式定理,是我们了解到整个公式推导中用到的思想、方法:这不但让我们对公式的了解更加深入,而且有触类旁通的效果。老师在上课时还经常讲一些轶事,这些轶事都是有深刻的含义的。从中我们能学到严谨的科学作风。老师对同学的关怀也是有目共睹的。他的大门对任何有思想上的包袱、课程的问题的同学敞开。
◎ 侯老师是一名很不错的老师,他的课很有趣。他能不时地让我感到物理的魅力和物理学中大师级人物的可贵之处。
◎ 上课时能将物理与文化联系起来,使学生对物理的理解更加深入。
◎ 收益匪浅,学到很多专业和专业义外的东西。
◎ 非常好,有大师之风。
◎ 侯老师上课风趣,很能抓住学生的注意不只是照本宣科,而是能举出许多例子,来生动的教授我们课本上以及课本以外的知识,能很好地阐述课本中蕴含的内在知识与道理,让我们学得很扎实,学得很通透。而且善于把握课堂节奏,知识传授有条理,完全而不失重点。
◎ 讲课十分认真,而且能在讲课的同时对学生进行思想教育,教育我们如何学习以及如何适应大学生活,并且主动找学生谈话,了解学生在学习方面的疑惑和困难,
是一位非常负责的老师
学识渊博,非常重视与学生的交流互动,是学生的良师益友。
◎ 计划周详,能针对教材的情况加入适量的课外知识。休息时总能认真细致地回答学生的疑问
◎ 老师对于学生的问题有启发性的回答,有效引导学生学习物理,课堂内容丰富
◎ 讲课善于用一些有趣的事引起学生注意力,内容比较丰富,很关心学生的学习和心理状态,是个不可多得的好老师.
◎ 老师讲课很是详尽,将内容都讲解的很透彻,还经常穿插一些国内外先进的科学成果的介绍,促进了我们对物理这门课的兴趣
◎ 老师不仅教会我们知识,还教会我们做人的道理。能成为他的学生真是三生有幸!
 
4-6课堂录像(课程教学录像资料要点)                     
侯晓远教授 大学物理(上)   两节课
金晓峰教授 大学物理(下)   一节课
 磊教授 大学物理(下)   一节课

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