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1、现代科技概论课程教学大纲执笔：温亚芹院（部）审核：关明系（教研室）审核：刘毅1课程基本信息课程名称课程编码课程性质课程类别适用专业学分总学时：20开课学期理论实践现代科技概论IntroductiontoModernScienceandTechnologyTC109101必修课通识教育课经济管理学院、艺术与传媒学院、服装学院、外语学院各专业11822,32课程教学目标、基本要求与课程定位2.1 课程教学目标通过本课程的学习，使学生对现代科技，特别是面向二十一世纪的新科技有一个初步的了解，让学生体会自然的美和自然科学的美，体会自然的伟大和自然科学家的伟大，开拓学生视野，拓展知识面，改善知识机构，增
2、强适应能力，破除对现代高科技的神秘感，体会探究的乐趣，从而树立社会可持续发展的观点，提高了学生的科学素质与终生学习的愿望。2.2 课程的基本要求该课程的教学，使学生了解现代生活和高科技中与物理学直接相关的一些知识内容，理解现代科学与技术的相互关系，理解现代工程技术的物理基础、应用价值和发展前景，引导学生主动跟踪世界科技水平的进步，以便捕捉日后发展的机遇，正确地选择、设计和创造未来。2.3 课程定位本课程是哈尔滨华德学院面向全校非理工类专业开设的一门通识教育必修课。课程包括宇宙、航天、能源、新材料、光学、环境、核技术等12个现代科技精选专题，穿插科学历史与人文背景故事，突出科学思想和文化内涵，将
3、思政教育与课程教育相融合，将科学教育与人文教育相交融，使学生树立正确学习态度，掌握科学学习方法，培养学生热烈的爱国主义情怀，引导学生主动跟踪世界科技水平的进步，提高学生的科学文化素质。3课程教学内容、知识点与学时分配3.1 科学技术史模块（理论模块）1 .科学技术史（2学时）了解：科学与技术、人类在宇宙中的地位、物理学与人类科技的关系；理解：古代的科学与技术、四大文明古国、古希腊文明、物理学史主干、三次工业革命、近现代科技发展。3.2 物理与艺术模块（理论模块）1.物理与艺术（2学时）了解：西方美术与物理学发展史、物理与艺术的联系、科学与艺术大师；理解：艺术中的物理学。3.3天文学与宇宙学模块
4、（理论模块）1.天文学与宇宙学（2学时）了解：宇宙大爆炸、宇宙的层级结构、人类历法的形成过程：理解：宇宙间物质的演变过程、各类元素的形成、现代历法规则和成因、恒星和行星、太阳系概况、星座的划分。3.4航天科技模块（理论模块）1.航天科技（2学时）了解：人类航天活动发展简史、中国航天工业发展历程、航天技术发展现状；理解：航天器分类和基本原理、开普勒三大定律、航天器的发射与飞行原理、卫星导航系统与太空环境。3.5力与运动模块（理论模块）1.力与运动（2学时）了解：力的概念、运动的描述、动力学基本定律、刚体与流体的相关知识；理解：牛顿运动定律、角动量守恒定律、伯努利方程等知识及其应用。3.6地球资源
5、模块（理论模块）1.地球资源（2学时）了解：地球资源的分类、自然资源的储备和开发现状；理解：矿产资源的分布、能源资源的分布、化石能源的枯竭、新能源的开发。3.7环境问题模块（理论模块）1.环境问题（2学时）了解：环境问题的概念与分类、环境问题的解决措施；理解：世界主要环境问题固体废物、酸雨、温室效应、臭氧空洞等的成因、危害、及治理措施、节能环保的重要性。3.8核技术及其应用模块（理论模块）1.核技术及其应用（2学时）了解：原子核组成、基本粒子、核反应、放射性；理解：核技术在核能、考古、医学、军事等方面的应用。3.9电磁学应用模块（理论模块）I.电磁学的应用（2学时）了解：电场与磁场的基础知识、
6、电磁波的产生与传播、电磁感应定律；理解：电磁技术在发电机、静电复印、磁悬浮列车、电磁炮、探测器等方面的应用。3.10振动与波动模块（理论模块）1.1 动与波动（2学时）了解：机械振动、简谐振动、受迫振动、阻尼振动、共振、声波的产生与传播、次声波、超声波；理解：共振的危害与预防、地震与海啸的形成与防范。3.11 材料科学模块（理论模块）L材料科学（2学时）了解：材料与人类文明、纳米科学技术、超导材料的特性、电子显微镜；理解：超导材料、石墨烯、纳米材料等新材料的应用与发展前景。3.12 光学技术模块（理论模块）1.光学技术（2学时）了解：激光的基本原理、几何光学与波动光学的相关知识；理解：生活中的
7、光学现象、激光技术与光通信。4建议教学方法主要采用讲授法、实验法与演示法相结合的方法，课上知识点讲授完毕之后建议给学生多布置相关应用性、设计性的练习题。主要教学手段是板书教学、多媒体教学、实验操作、课外拓展相结合。5实践教学内容与要求5.1 演示实验（实验模块）1.演示实验（2学时）实践教学内容与要求序号实验项目名称内容与要求实验类型主要仪器设备1锥体上滚观察双锥体沿斜面轨道向上滚动的现象，放用能量最低原理解释锥体上滚现象。演小锥体上滚2听话的小球观察塑料小球的漂浮状态，应用伯努利原理解释小球的漂浮现象。演示听话的小球3电磁炮观察炮弹在线圈中的运动状态，应用电磁感应定律、安培力分析电磁炮的工作
8、原理。演示电磁炮4雅各布天梯观察高压电贝放电与电弧爬梯现象，了解雅各布天梯的结构与工作原理。演示雅各布天梯5辉光球观察低压气体辉光放电现象，理解稀薄气体在高频电压电场中会发生电离现象。演示辉光球6窥视无穷了解平面镜成像的特点，平面镜之间多次反射成像的规律及窥视无穷现象产生的原因。演小窥视无穷7鱼洗观察当用手摩擦鱼洗双耳时，鱼洗周壁产生对称振动，鱼洗里的水发生相应的谐和振动，形成美丽浪花和喷射飞溅的水珠。演示鱼洗8法拉第楞次跳环观察通电线圈及线圈内铁芯所产生的变化磁场与铝环的相互作用，表演楞次定律。演小法拉第楞次跳环9同自己握手观察实验者当把手放在凹面镜光轴二倍焦距处时，其影象和手重合，似同自己
9、握手的现象。演小同自己握手10记忆金花观察记忆金花随温度变化可自行开、闭的现象，了解形状记忆合金双程记忆效应演示记忆金花11茹科夫斯基凳观察人和凳的转速随着人手臂的伸缩而改变。理解合外力为零的条件下，物体的角动量守恒；角动守恒的物体系统的转动惯量变大时，角速度变小，反之亦然。演小茹科夫斯基髡12磁悬浮地球仪观察地球仪的悬浮现象，理解电磁铁与地球仪顶端磁铁间的吸引力可抵消地球仪所受重力，致使地球仪可漂浮在半空中的实验原理。演小磁悬浮地球仪13雷达原理演示仪利用超声波探头和电脑控制的电机演示雷达的工作原理。演示雷达原理演示仪14静电跳球观察金属小球在容内的跳动，理解同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引
10、。演示静电跳球15绳驻波观察绳驻波的形成及波节和波腹，了解驻波形成条件与特点。演小绳驻波16热力学第二定律演示仪了解热学第二定律中的克劳修斯表述。演示热力学第二定律演示仪17能量穿梭机观察小球在轨道中的运行，理解小球运动过程中展示的力学中的能量转换，能量守恒、动量传递及动量守恒原理。演示能量穿梭机18梦幻时钟观察镶有发光二极管的条形码读入器快速摆幼，在空中呈现出各种时间及信息，理解视觉暂留效应。演示梦幻时钟19速率分布观察小球在伽耳顿中的分布情况，了解大量偶然事件的统计规律和涨落现象。演示速率分布20温柔的电击亲身体验电击的感受，了解人体安全电流为交流30亳安，直流50亳安，从而建立起安全用电
11、的重要概念。演示温柔的电击21导轨滚动演示组合演示刚体运动和能量转换的分配关系及其膨响因素。演示导轨滚动演示组合22白光反射全息观察全息图的再现，了解全息图的拍摄原理。演示白光反射全息23避雷针观察尖端放电现象，了解避雷针的工作原理。演示尖端放电演示24手摸电池观察双手分别触摸铜板和铝板产生的电流的现象，了解人体导电和生物电流现象。涂小手摸电池6建议教材或参考书6.1建议教材1.温亚芹刘毅.现代科技概论.大连：大连理工大学出版社，20196.2参考材料1 .马廷钧.现代物理技术及其应用.北京：国防工业出版社，20082 .温斯顿.有趣的科学.北京：科学普及出版社，20083 .滕道祥.物理学与
12、现代技术.北京：中国电力出版社，20104 .朱荣华.现代技术中的物理学.北京：高等教育出版社，20035 .吴宗汉.文科物理十五讲.北京：北京大学出版社，20046 .施大宁.物理与艺术.北京：科学出版社，20107 .严燕来.大学物理拓展与应用.北京：高等教育出版社，20048 .PupaGilbert.艺术中的物理学.北京：清华大学出版社，20119 .瑞特阿莱恩.极客物理学.北京：时代出版传媒股份有限公司，20167考核与成绩评定办法7.1 考核方式考查课7.2 成绩评定1 .课程总评成绩=平时成绩（40%）+实验成绩（30%）+期末成绩（30%）,百分制。2 .平时成绩包括：课堂出勤
13、、课堂表现、课后作业等。3 .实验成绩包括：实验报告、科技小论文。4 .3考题的设计期末测试内容分为填空题、选择题、简答、论述等类型，重点考查学生对现代科技知识的掌握情况。8其他说明5 .1演示实验1 .实验过程（1）实验教师讲解演示实验设备的实验原理与操作规范；（2）学生进入演示实验室进行观察、操作与体验；（3）完成并上交实验报告。2 .评分标准教师根据实验课学生的出勤、课堂表现、实验报告等方面进行综合评分。3 .2模块组合方案开设学期第二学期第三学期学院名称艺术与传媒学院服装学院经济管理学院外语学院1.科学技术史1科学技术史L科学技术史1.科学技术史2.物理与艺术2物理与艺术2.天文学与宇宙学2.天文学与宇宙学3.天文学与宇宙学3天文学与宇宙学3.航天科技3.航天科技理论模块（18学时）4.力与运动4力与运动4.力与运动4.力与运动5.地球资源5地球资源5.核技术5.地球资源6.环境问题6环境问题6.电磁学的应用6.环境问题7.振动与波动7核技术及其应用7.振动与波动7.核技术及其应用8.材料科学8材料科学8.材料科学8.电磁学的应用9.光学技术9光学技术9.光学技术9.材料科学实验模块（2学时）物理演示实验
