课程体系-夯实基础,因材施教

2023-05-19

物理学院建立了适应现代物理学科发展的模块化、分层次的本科课程体系。普通物理(力热光电近代)、理论物理(四大力学)、数学物理方法、计算物理等主干核心课程都设立深度和广度不同的两类课程,平行班授课,为学生的自由发展提供了制度保障,同时也为物理学相关学科输送了具有坚实物理基础的优秀人才。学习超前的同学在学期初可以参加普通物理免修考试,考核优秀的同学可以研修高阶课程,为本科生科研打下基础。物理学院还实施本科生-研究生课程打通的措施,研究生核心课程都对本科生同学开放,并可以选择把学分带到研究生学习阶段。

学院建立了完善的实验物理课程体系,将实验课程分为演示与展示实验、普通物理实验、近代物理实验、综合物理实验、创新平台及前沿物理实验五个级次,持续强化了研究型创新实验教学平台的建设,探讨出了将科研课题的研究模式转化为研究型实验教学模式的有效途径。以学生为主体、以课题探究和研究为特色的“综合物理实验”和“前沿物理实验”课程,通过近300个课题式教学项目的实施,与两门主干课程(普通物理实验、近代物理实验)一起,在“基础”与“前沿”、“学习”与“研究”之间架起了桥梁。2022年基础物理实验教学中心研制的仪器“双光子纠缠实验教学系统”在第十一届全国高校物理实验教学研讨会自制教学实验仪器评比中荣获一等奖。

在课程质量方面,物理学院不断推进精品课程与教材的建设。现有9门次课程入选国家级一流本科课程,9门课程入选国家精品课程,6门入选国家级精品资源共享课,6门课程入选北京市精品课程。1门课程入选北京高校“优质本科课程”。由于现代教学技术手段和理念不断进步,物理学院还完成了电磁学MOOC,热学MOOC等近10门课程的建设工作。1991年以来出版教材和专著百余部,其中“十一五国家级优秀教材”32部、“十二五国家级规划教材”7部。2020年物理学院入选北京大学教材建设基地,物理学院总结梳理已有的教学经验、教材研究心得和目前面临的挑战,研讨新时期下物理学本科生教学和人才培养的课程内容、课程衔接、实验应用和国际化比对,探讨传统教学和新技术相结合的全新教学方法,编写出版反映最近物理学前沿科学发展水平的高水平教材。《热学》、《理论力学》教材入选北京高校“优质本科教材课件”。

表1:物理学院精品课程列表

课程名称

课程简介

力学*#

力学是为物理类专业学生开设的第一门普通物理必修课程。本课程主要介绍矢量力学(含牛顿力学、狭义相对论)的基本知识。课堂教学中适当地与前沿的最新进展相联系。

电磁学*#

电磁学是经典物理学的一部分。本课程阐述电磁相互作用的基本实验定律,并以此为基础逐步揭示电磁场这一特殊形式客观存在的特征、性质、内在联系和运动变化规律。

热学*

热学从能量转化和统计的观点研究系统的热性质,是普通物理系列中重要的基础课程之一。课程以热力学第一定律和第二定律为主线,使同学们对于热学的研究对象和研究方法有一个较为完整的理解。课程在讲授过程中结合基础知识与学科前沿,包含了最新的科研成果,希望借此引发同学们对于热学的兴趣和对生活中热现象的思考。

光学#

本课程是物理类和微电子学专业的必修基础课。主要讲述光波传播的几何光学和波动理论、光场的统计特性、光学仪器与装置、光度学与色度学基础、光的量子性。

近代物理实验*

近代物理实验是为物理专业高年级学生开设的综合性实验课。内容涵盖原子与分子物 理、核探测技术及应用、激光与近代光学、真空与薄膜制备,X射线电子衍射和结构分析、磁共振、微波、低温与超导材料、半导体物理、非线性物理等领域的独立型实验项目和开放研究型前沿物理大实验课题。

每个实验提高学生理论联系实际,解决实际问题的能力。

普通物理实验*#

“普通物理实验”课是基础课,授课对象是全校理科一、二年级学生。课程任务是培养学生用实验方法,通过实验提高发现、分析和解决物理问题的能力;内容是给学生物理实验的基本知识,基本方法和基本技能训练。

数学物理方法*#

数学物理方法课程主要包括复变函数和数学物理方程两部分,适当介绍近年来的新发展,为深入学习物理理论及相关数学方法奠定基础。

量子力学#

量子力学为物理专业的必修专业基础课。是物理学教学的关键课程。掌握它的基础知识和方法,是进入物理学前沿问题研究的不可或缺的基础。对物理学专业本科生的培养起着至关重要的作用。

核物理与粒子物理导论

核物理与粒子物理是关于物质最基本结构和基本相互作用的科学,是物理学的基础前 沿。本课程介绍过去百年积累的基本知识和基本规律,同时系统地引导同学了解学科发展现状和主要前沿,了解国内的相关工作及其与国际情况的比较。课程注意基本训练及科研素质的培养。

大气探测原理

大气科学专业本科生的一门专业基础课。是学习大气科学其他课程的重要基础课程。通过教学要求学生掌握有关云、天气现象、能见度的基本知识;大气温度、湿度、压 力、风速、辐射和降水蒸发等大气要素的探测理论和仪器原理。

可再生能源与低碳社会*

可再生能源的发展日益成为国际社会的首选目标,也是我国未来的能源发展战略的关键问题;节能减排和发展低碳经济新形势下,需培养学生低碳及可再生能源意识、及新兴产业人才。了解全球气候变化的趋势、影响与对策,低碳经济发展的国际经验,了解中国的能源结构及可再生能源的发展现状与趋势,掌握低碳的概念及现代科技在节能减 排、实现低碳社会之中的作用。

基础天文* 本课程是天文学专业本科生的第一门专业必修课,也是物理学院及理科其它专业本科生的任选课,春秋两学期均开设,主要介绍天文望远镜、天球与天球坐标系、时间与历法、天体运动与距离、测光与光谱等天文观测基础知识,以及行星、太阳、恒星、星系和宇宙的结构与演化的基础知识。简要介绍天文学的主要研究手段和最新重要成果,为后续相关课程的进一步学习打下基础。

注:标*的课程同时为“国家级一流课程”, 标#的课程的为“国家精品在线开放课程”。