《现代物理学在创新创业中的应用》 课程教学大纲 一、课程基本信息 Application of Modern Physics in 英文名称 课程代码 CX220001 Innovation and Entrepreneurship 裸程性质 专业选修课 授课对象 物理学 学分2学分 学时 36学时 主讲教师 方亮 修订日期 2021年6月 指定教材方亮，《现代物理学在创新创业中的应用案例汇编》，北京，高等教有出版社 二、课程目标 (一)总体目标： 该课程以创新创业案例、方法和思想为引导，通过物理创新竞赛赛或开放性物理问题 师生结成教学共同体，就这些物理问题的基本知识、理论分析、实验研究和结果讨论等进行 研究。通过完整课程体系设计，着重让学生自主学习、自主探究、自主评价，充分发挥第二 课堂有人功能，促使学生综合运用所学知识，培养学生的创新性思维和实践能力，真正实现 “学生中心、产出导向、持续改进”。 (二)课程目标： 课程目标1-情感目标： 了解中华民族的光辉历史，树立民族复兴的历史重任：培养学生探索未知、追求真理、 勇攀科学高峰的责任感和使命感。 课程目标2-认知目标 理解创新的作用和意义，培养发现、提出、解决问题的能力：注重让学生“敢闯会创”， 在亲身参与中增强创新精神、创造意识和创业能力。 课程目标3-知识和能力目标： 通过科技文献检索、经典案例介绍，项目申请书撰写等方式，使学生具备贯通新旧知识
《现代物理学在创新创业中的应用》 课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Application of Modern Physics in Innovation and Entrepreneurship 课程代码 CX220001 课程性质 专业选修课 授课对象 物理学 学 分 2 学分 学 时 36 学时 主讲教师 方亮 修订日期 2021 年 6 月 指定教材 方亮，《现代物理学在创新创业中的应用案例汇编》，北京，高等教育出版社 二、课程目标 （一）总体目标： 该课程以创新创业案例、方法和思想为引导，通过物理创新竞赛赛题或开放性物理问题， 师生结成教学共同体，就这些物理问题的基本知识、理论分析、实验研究和结果讨论等进行 研究。通过完整课程体系设计，着重让学生自主学习、自主探究、自主评价，充分发挥第二 课堂育人功能，促使学生综合运用所学知识，培养学生的创新性思维和实践能力，真正实现 “学生中心、产出导向、持续改进”。 （二）课程目标： 课程目标 1-情感目标： 了解中华民族的光辉历史，树立民族复兴的历史重任；培养学生探索未知、追求真理、 勇攀科学高峰的责任感和使命感。 课程目标 2-认知目标： 理解创新的作用和意义，培养发现、提出、解决问题的能力；注重让学生“敢闯会创”， 在亲身参与中增强创新精神、创造意识和创业能力。 课程目标 3-知识和能力目标： 通过科技文献检索、经典案例介绍，项目申请书撰写等方式，使学生具备贯通新旧知识
自主开展理论研究的能力，并结合实践完成项目，培养团队合作精神、交流沟通、汇报展示， 项目讨论等能力。 (三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程 目标 课程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 12了解物理基础科学对人类社会文明进步的 贡献，能掌握物理基础知识与原理、受到科学 思维和物理学研究方法的训练，具有科学精 11了解中华民 第三讲天地之美， 神、科学素养、科学做法和创新意识。 族的光辉历史， 万物之理 3-1了解国际物理学的知识领域，相关领域的 树立民族复兴的 第七讲源自普物实 发展动态。 历史重任 课程 验的创新实验案例 目标 3-2了解物理新发现、新技术、新动态对社会 发展的应用前景或对推动知识创新、人类文明 进展的作用。 2培养学生探 需 第一讲课程导论 追求真 第三讲天地之美， 11培有和践行社会主义核心价值观，维护国 理、勇攀科学高 万物之理 家利益，具有推动实现民族复兴中国梦和社会 峰的责任感和使 进步的责任感。 命感 “第二课堂” 3-2了解物理新发现、新技术、新动态对社会 第一讲课程项目池 发展的应用前景或对推动知识创新、人类文明 2.1理解创新的 进展的作用。 作用和意义 第三讲天地之美， 万物之理 21掌握数学基础知识、基本方法，具有数学 基础知识和基本方法解决物理问愿能力 课稻 第五进预实哈讲解 1-3能够只有团队协作能力，主动与其他专 目标 与讨论 成员合作，能够独立完成团队分配的任务，具 2 22培养发现、提 有组织团队开展工作的能力。 出、解决问题的 第七讲源自普物实 能力 验的创新实验案列 8-1具有自主查阅资料，归纳总结，提升知识 “第二课堂” 的自我学习能力。 23注重让学生 第一讲课程导论 7-2具有围绕科研课题查阅文献、设计研究方 “敢间会创”，在 案、组织课题研究能力，并能开展数据收集、 亲身参与中增强 第五讲预实验讲解 分析归纳、综合以及撰写报告、论文、参加学
自主开展理论研究的能力，并结合实践完成项目，培养团队合作精神、交流沟通、汇报展示， 项目讨论等能力。 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表 1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程 目标 课程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 课程 目标 1 1.1 了解中华民 族的光辉历史， 树立民族复兴的 历史重任 第三讲 天地之美， 万物之理 第七讲 源自普物实 验的创新实验案例 1-2 了解物理基础科学对人类社会文明进步的 贡献，能掌握物理基础知识与原理、受到科学 思维和物理学研究方法的训练，具有科学精 神、科学素养、科学做法和创新意识。 3-1 了解国际物理学的知识领域，相关领域的 发展动态。 3-2 了解物理新发现、新技术、新动态对社会 发展的应用前景或对推动知识创新、人类文明 进展的作用。 1.2 培养学生探 索未知、追求真 理、勇攀科学高 峰的责任感和使 命感 第一讲 课程导论 第三讲 天地之美， 万物之理 “第二课堂” 1-1 培育和践行社会主义核心价值观，维护国 家利益，具有推动实现民族复兴中国梦和社会 进步的责任感。 课程 目标 2 2.1 理解创新的 作用和意义 第二讲 课程项目池 第三讲 天地之美， 万物之理 3-2 了解物理新发现、新技术、新动态对社会 发展的应用前景或对推动知识创新、人类文明 进展的作用。 2-1 掌握数学基础知识、基本方法，具有数学 基础知识和基本方法解决物理问题能力。 2.2 培养发现、提 出、解决问题的 能力 第五讲 预实验讲解 与讨论 第七讲 源自普物实 验的创新实验案例 “第二课堂” 1-3 能够具有团队协作能力，主动与其他专业 成员合作，能够独立完成团队分配的任务，具 有组织团队开展工作的能力。 8-1 具有自主查阅资料，归纳总结，提升知识 的自我学习能力。 2.3 注重让学生 “敢闯会创”，在 亲身参与中增强 第一讲 课程导论 第五讲 预实验讲解 7-2 具有围绕科研课题查阅文献、设计研究方 案、组织课题研究能力，并能开展数据收集、 分析归纳、综合以及撰写报告、论文、参加学
创新精神、创造 与讨论 术交流能力。 意识和创业能力 第七讲源自普物实 验的创新实验案例 “第二课堂” 13能够具有团队协作能力，主动与其他专业 3.1科技文献检 第四讲PPT制作及 成员合作 能够独 完成团队分配的任务， 索、经典案例介 数据图规范 有组织团队开展工作的能力。 绍，学会项目申 第六讲文献与资源 2.4掌握物理实验研究方法和实验动手能力. 请书撰写 搜索 具有设计实验、收集数据，整理分析数据， 写实验报告能力。 第七讲源自普物实 哈的创新实哈案钢 2-2掌握物理知识和物理方法，能应用物理知 32学生具备贯 识和方法描述自然现象和规律。 第九讲大学物理叶 通新旧知识，自 主开展理论研究 的创新实验 课程 的能力 第十一讲专利知识 23掌握物理学理论知识，能解释或理解白处 目标 及案例分析 现象和自然规律，具有初步解决科学问题的能 3 “第二课堂 力。 13能够具有团队协作能力，主动与其他专业 “第二课堂 成员合作，能够独立完成团队分配的任务，具 33结合实践完 有组织团队开展工作的能力。 第八讲阶段汇报】 成项目，培养团 与小组讨论 队 作精神、 72且有围袋科研课颗杏阅文献、设计研究方 流沟通、汇报展 第十讲阶段汇报) 案、组织课题研究能力，并能开展数据收集 示，项目讨论等 与小组讨论 分析归纳、综合以及撰写报告、论文、参加学 能力 第十二讲期末汇报 术交流能力。 与小组讨论 8-1具有自主查阅资料，归纳总结，提升知识 的自我学习能力。 三、教学内容 课程以现代物理方法、案例和实验作为课程输入，以分阶段学生的讨论汇报作为反馈输 出，如图1所示。内容涉及与物理创新实践相关的概念、思维训练和技术基础，从具体作品
创新精神、创造 意识和创业能力 与讨论 第七讲 源自普物实 验的创新实验案例 “第二课堂” 术交流能力。 课程 目标 3 3.1 科技文献检 索、经典案例介 绍，学会项目申 请书撰写 第四讲 PPT 制作及 数据图规范 第六讲 文献与资源 搜索 1-3 能够具有团队协作能力，主动与其他专业 成员合作，能够独立完成团队分配的任务，具 有组织团队开展工作的能力。 2-4 掌握物理实验研究方法和实验动手能力， 具有设计实验、收集数据，整理分析数据，撰 写实验报告能力。 3.2 学生具备贯 通新旧知识，自 主开展理论研究 的能力 第七讲 源自普物实 验的创新实验案例 第九讲 大学物理中 的创新实验 第十一讲 专利知识 及案例分析 “第二课堂” 2-2 掌握物理知识和物理方法，能应用物理知 识和方法描述自然现象和规律。 2-3 掌握物理学理论知识，能解释或理解自然 现象和自然规律，具有初步解决科学问题的能 力。 3.3 结合实践完 成项目，培养团 队合作精神、交 流沟通、汇报展 示，项目讨论等 能力 “第二课堂” 第八讲 阶段汇报 1 与小组讨论 第十讲 阶段汇报 2 与小组讨论 第十二讲 期末汇报 与小组讨论 1-3 能够具有团队协作能力，主动与其他专业 成员合作，能够独立完成团队分配的任务，具 有组织团队开展工作的能力。 7-2 具有围绕科研课题查阅文献、设计研究方 案、组织课题研究能力，并能开展数据收集、 分析归纳、综合以及撰写报告、论文、参加学 术交流能力。 8-1 具有自主查阅资料，归纳总结，提升知识 的自我学习能力。 三、教学内容 课程以现代物理方法、案例和实验作为课程输入，以分阶段学生的讨论汇报作为反馈输 出，如图 1 所示。内容涉及与物理创新实践相关的概念、思维训练和技术基础，从具体作品
的解析到立项训练，强调以案例的形式进行讲解，讲解过程讲究循序渐进，让学生从“推着 走”到扶着走“再到“自己走”，逐层设置台阶，让学生初步具备物理创新思想与创新实践能 力。 方法 案例 实验 汇报答辩 图1：教学内容导图 本课程充分利用课内36个学时，在问愿引导式教育理念的指导下，以物理开放性问题 为阶梯，以PDCA(Plan,Do,Check,Analysis)循环引导学生学会“项目式学习和管理方 法”。 四、学时分配 表2：《现代物理学在创新创业中的应用》课程36学时的教学内容安排表 学时 教学内容 教师角色 学生角色 支撑教学 目标 物理学在创新创业中的 物理学史回顾及在 珍听、交流、讨论 人类社会发展史叶 重要作用解读，激励学 生创新热情 发社 构建社会责任感和历 1 的地位 史使命感 责任感和历史使命感 城博发、师日调 讲解项目初期的文献调 研、资料搜索和信息整 聆听、交流、讨时论， 研、项目申请书及 合方法，调项目调 了解新实钱而目的 科技论文阅读的 的重要性介绍项目申请 基本过程和申请方法 书和料技论文的书写 通过学生熟采的非物理 了解PDCA管理方 项目管理方法介绍 命题让学生了解PDCA 法，了解甘特图和里 项目管理方法，在此基 程碑概念，初步形成
的解析到立项训练，强调以案例的形式进行讲解，讲解过程讲究循序渐进，让学生从“推着 走”到“扶着走”再到“自己走”，逐层设置台阶，让学生初步具备物理创新思想与创新实践能 力。 图 1： 教学内容导图 本课程充分利用课内 36 个学时，在问题引导式教育理念的指导下，以物理开放性问题 为阶梯，以 PDCA（Plan，Do，Check，Analysis）循环引导学生学会“项目式学习和管理方 法”。 四、学时分配 表 2：《现代物理学在创新创业中的应用》课程 36 学时的教学内容安排表 学时 教学内容 教师角色 学生角色 支撑教学 目标 2 物理学史回顾及在 人类社会发展史中 的地位 物理学在创新创业中的 重要作用解读，激励学 生创新热情，激发社会 责任感和历史使命感 聆听、交流、讨论， 构建社会责任感和历 史使命感 1 2 文献搜索、项目调 研、项目申请书及 科技论文阅读的撰 写 讲解项目初期的文献调 研、资料搜索和信息整 合方法，强调项目调研 的重要性介绍项目申请 书和科技论文的书写 聆听、交流、讨论， 了解创新实践项目的 基本过程和申请方法 2 2 项目管理方法介绍 通过学生熟悉的非物理 命题让学生了解 PDCA 项目管理方法，在此基 了解 PDCA 管理方 法，了解甘特图和里 程碑概念，初步形成 2
础上引入物理实验，阐项目管理概念和监控 述两者的有机组合 宙核方法 开放性问题的解读和项 课后小组讨论，确认 开放性物理问题分 选题，让学生提取关 目管理的基本方法、步 2、3 析 锦词并讲行相关文献 骤和审核 资源搜索 介绍力学相关的经典实 聆听学习 并做实验 拓展，让学生调研微 验，让学生体会其设1 4 实验案例介绍 小形变的测量方法， 精要：卡文迪许扭秤实 1、2、3 并形成完整的实验报 验、杨氏模量的测量 教师引导学生在第三 选取往年IYPT赛题 往年IYPT赛题解 课堂动手尝试 并逐 介绍物理问的 一骰 4 步学会阶段性汇报， 理方法和解决思路：海 2、3 在第一课堂讲行师生 伦喷泉和提灯星芒 研讨 介绍物理实验方法和实 验设计、实验和设备 学生 解现有可用的 物理实验方法 实验设备和资源，草 原、实验仪器操作和开 与实验设计 2、3 发、数据处理和误差分 握数据和误差处理的 基本方法 析 聆听、交流、互动， 专家报告 学生了解科研产业之间 提升专业自信和社会 1、2、3 的异同，提升其社会责 贵仟成 年成 根据学生提交的中期进 学生进行阶段汇报 中期点评 展报告 课堂师生共同 学生互评，师生互 1、2、3 参与评价讨论 评，讨论提升 企业法律专家分享技术 专家报告 聆听、交流、互动， 专利的重要性，建立专 1、2、3 业自信 提升专业自信 企业技术总监的业界经 聆听、交流、互动， 专家报告 验分享，加深学生的专 提升自身的专业认同 1、2、3 业认同感 感 学生讲行终期汇报 学生汇报 所有项目进行期中汇报 答辩点评和效度分析 其余学生提问和评 1、2、3 价，并形成项目报告 课程实施的具体安排见图2所示的思维导图，我们希望通过课程的实施，使学生得到价 值塑造、能力培养和知识传授的三位一体的培养
础上引入物理实验，阐 述两者的有机组合 项目管理概念和监控 审核方法 2 开放性物理问题分 析 开放性问题的解读和项 目管理的基本方法、步 骤和审核 课后小组讨论，确认 选题，让学生提取关 键词并进行相关文献 资源搜索 2、3 4 实验案例介绍 介绍力学相关的经典实 验，让学生体会其设计 精要：卡文迪许扭秤实 验、杨氏模量的测量 聆听学习，并做实验 拓展，让学生调研微 小形变的测量方法， 并形成完整的实验报 告 1、2、3 4 往年 IYPT 赛题解 析 选取往年 IYPT 赛题， 介绍物理问题的一般处 理方法和解决思路：海 伦喷泉和提灯星芒 教师引导学生在第二 课堂动手尝试，并逐 步学会阶段性汇报， 在第一课堂进行师生 研讨 2、3 2 物理实验方法 与实验设计 介绍物理实验方法和实 验设计、实验和设备资 源、实验仪器操作和开 发、数据处理和误差分 析 学生了解现有可用的 实验设备和资源，掌 握数据和误差处理的 基本方法 2、3 2 专家报告 校内专家分享科技创新 的产业转化过程，帮助 学生了解科研产业之间 的异同，提升其社会责 任感 聆听、交流、互动， 提升专业自信和社会 责任感 1、2、3 4 中期点评 根据学生提交的中期进 展报告，课堂师生共同 参与评价讨论 学生进行阶段汇报， 学生互评，师生互 评，讨论提升 1、2、3 2 专家报告 企业法律专家分享技术 专利的重要性，建立专 业自信 聆听、交流、互动， 提升专业自信 1、2、3 2 专家报告 企业技术总监的业界经 验分享，加深学生的专 业认同感 聆听、交流、互动， 提升自身的专业认同 感 1、2、3 8 学生汇报 所有项目进行期中汇报 答辩点评和效度分析 学生进行终期汇报， 其余学生提问和评 价，并形成项目报告 1、2、3 课程实施的具体安排见图 2 所示的思维导图，我们希望通过课程的实施，使学生得到价 值塑造、能力培养和知识传授的三位一体的培养