課程編號：
中文名稱：Ⅰ
總學時數(shù)：64（54）學分：4（3）
課程性質(zhì)：必修課程適用專業(yè)：非化學專業(yè)
?課程教學目標
通過學院數(shù)學課的教學，應使中學生對化學學所研究的各類運動方式以及它們之間的聯(lián)系，有比較全面和系統(tǒng)認識；對學院數(shù)學課中的基本理論、基本知識才能正確地理解，并具有初步應用的能力。通過學院數(shù)學課的教學，應培養(yǎng)中學生嚴肅認真的學習心態(tài)，把握科學的學習方式，初步具有獨立獲取知識的能力。在學院化學的教學過程中，應逐漸培養(yǎng)中學生辨證唯心主義世界觀。
?課程的性質(zhì)、目的和任務
數(shù)學學是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本、最普遍的運動方式（機械運動、熱運動、電磁運動、微觀粒子運動等）及其互相轉(zhuǎn)化規(guī)律的學科。數(shù)學學的研究對象具有極大的普遍性，它的基本理論滲透在自然科學的一切領(lǐng)域，應用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門。它是自然科學的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。學院數(shù)學以數(shù)學學基礎(chǔ)知識為主要內(nèi)容，它所包括的精典化學、近代數(shù)學和數(shù)學學在科學技術(shù)上的應用的初步知識等都是一個中級專門人才所必備的。為此，學院數(shù)學課程是我校非化學類中學生的一門重要的選修基礎(chǔ)課。
我校各理工類專業(yè)開辦學院數(shù)學課的作用，一方面在于為中學生較系統(tǒng)地打好必要的數(shù)學基礎(chǔ)，以使其能對物質(zhì)世界中最普遍、最基本的運動方式及其規(guī)律有一個較為系統(tǒng)的認識，提高中學生在生產(chǎn)實踐中的適應能力；另一方面，通過對學院數(shù)學課的學習，使中學生初步學會科學的思想方式和研究問題的方式，以使她們寬闊思路，迸發(fā)探求和創(chuàng)新精神。學好學院化學課程，除了對中學生在校期間的學習非常重要，并且對中學生結(jié)業(yè)后的工作和進一步學習新理論、新技術(shù)，不斷更新知識都有深遠的影響，因而，學院數(shù)學課程對提升我校培養(yǎng)人才的素養(yǎng)有著非常重要的作用。
其實，在學院數(shù)學課程的各個教學環(huán)節(jié)中，都要注意在傳授知識的同時，注重培養(yǎng)中學生剖析問題、解決問題的能力。
?課程教學的基本要求
教學內(nèi)容的基本要求分五級：把握、理解、了解。
1．使中學生系統(tǒng)地把握必要的數(shù)學基礎(chǔ)知識，對課程中的基本概念、基本理論、基本方式才能有較全面和系統(tǒng)的認識與正確理解，認識一些數(shù)學學基本原理在現(xiàn)代科學技術(shù)中應用的技巧。
2．能用數(shù)學知識定性、定量地剖析一些基本和理想的化學現(xiàn)象和模型，能用基本的數(shù)學知識進行初步的詮釋和推理。
3．了解一些數(shù)學學發(fā)展的歷史及科學家的科學精神和心態(tài)，了解科學發(fā)展的坎坷性和繁重性。
4．初步培養(yǎng)中學生科學的思想方式和研究問題的方式，培養(yǎng)中學生的創(chuàng)新和探求精神。
5．培養(yǎng)中學生科學的自然觀、宇宙觀和辨證唯心主義世界觀。
?課程教學內(nèi)容
這是《大學化學》的第一部份，即《大學數(shù)學I》，主要內(nèi)容是熱學和力學的相關(guān)知識。
導論
導論應向中學生介紹數(shù)學學的研究對象、方法、以及數(shù)學學與其它自然科學和工程技術(shù)關(guān)系。闡述學院數(shù)學課的特性，以及它在理工類各專業(yè)培養(yǎng)人才全局中的地位、作用和任務。
1、概述數(shù)學學的發(fā)展史、物理學涉及的領(lǐng)域、物理與技術(shù)。
2、學習數(shù)學的目的、任務、方法和要求。
3、用多媒體教學展示數(shù)學與新技術(shù)的關(guān)系及應用。
第一篇熱學
熱學是學院數(shù)學中最基本而又極其重要的部份，這是數(shù)學學其它部份和后繼課程的基礎(chǔ)。學好熱學部份對順利學習學院數(shù)學課有著非常重要的作用。因而在熱學教學中，班主任應從嚴要求，在逐漸培養(yǎng)中學生嚴肅認真的學習心態(tài)，引導中學生熟悉科學的方式上下工夫。
在這部份教學中，班主任應注意中學生已有的熱學基礎(chǔ)，防止何必要的重復，中學生應結(jié)合對學習學院數(shù)學課的要求及在熱學開始引用矢量、矢量代數(shù)、微分等特性，鞏固增強對有關(guān)數(shù)學及重要定理的理解，逐漸學會用理論剖析、解決問題的思路和技巧。
第一章質(zhì)點運動學
1質(zhì)點、參考系與座標系
2描述質(zhì)點運動的基本化學量：位置矢量、位移、速度、加速度
3拋體運動，圓周運動，相對運動
教學目的與要求：把握位矢、位移、速度、加速度、角速率和角加速度等描述質(zhì)點運動和運動變化的化學量，能利用于直角座標系估算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速率、加速度，能估算質(zhì)點作圓周運動時的角速率、角加速度、切向加速度和法向加速度，理解相對運動，理解伽利略相對性原理及其座標、速度變換。
重點：位矢、速度、加速度、角速率、角加速度、伽利略變換。
難點：速率、加速度的估算，尤其是切向，法向加速度的估算，相對運動中相對速率和加速度的估算。
小結(jié)：本章對質(zhì)點運動的描述方式和相關(guān)數(shù)學量做了介紹，包括質(zhì)點的直線運動和曲線運動（尤其是圓周運動）。
第二章質(zhì)點動力學的基本定理
1牛頓運動定理
2沖量、動量；質(zhì)點動量定律、質(zhì)點系動量定律；動量守恒定理
3功、功率；質(zhì)點動能定律、質(zhì)點系動能定律；保守力與勢能；功能原理、機械能守恒定理；能量守恒定理；碰撞
4機械能守恒定理能量守恒定理
5質(zhì)點的角動量和角動量守恒定理
教學目的與要求：把握牛頓三定理及其適用條件，能用微積分方式求解一維變力作用下簡單的質(zhì)點動力學問題，理解慣性系及非慣性系，理解量綱的意義。把握質(zhì)點的動能定律和動量定律，通過質(zhì)點在平面內(nèi)的運動情況理解角動量和角動量定理，并能用它們剖析解決質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的簡單熱學問題。掌握機械能守恒定理，動量定恒定理，把握運用守恒定理剖析問題的思想和技巧動量定理碰撞速度公式推導，能剖析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運動的熱學問題。
重點：牛頓運動定理的應用及適用條件，動量、動能、功、保守力、勢能、角動量，三個守恒定理。
難點：牛頓運動定理的應用，慣性系，勢能的引入，角動量，幾個守恒定理的適用條件及應用。
小結(jié)：本章介紹了質(zhì)點動力學的基本定理——牛頓運動定理，并在此基礎(chǔ)之上學習了相關(guān)的運動守恒定理，包括動能定律，動量守恒定理，機械能守恒定理、功能原理，角動量守恒定理等。
第三章質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動
1質(zhì)心的運動
2質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動的角動量定律
3扭矩、轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)動定理
4質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動動能定律
5定軸轉(zhuǎn)動質(zhì)心的角動量定律和角動量守恒定理
教學目的與要求：了解轉(zhuǎn)動力矩的概念，理解質(zhì)心繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定理和質(zhì)心在定軸轉(zhuǎn)動的情況下的角動量守恒定理。
重點：轉(zhuǎn)動定理，角動量守恒定理。
難點：轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)動定理應用，角動量及角動量守恒定理。
小結(jié)：本章介紹了質(zhì)心的概念以及質(zhì)心繞定軸轉(zhuǎn)動所遵照的運動定理和動力學定理，即轉(zhuǎn)動定理、定軸轉(zhuǎn)動質(zhì)心的角動量定律和角動量守恒定理。
第四章相對論基礎(chǔ)
1伽利略相對性原理精典熱學的時空觀
2狹義相對論基本原理洛侖茲座標變換式
3相對論速率變換公式
4狹義相對論時空觀
5狹義相對論動力學基礎(chǔ)
教學目的與要求：了解狹義相對論的兩個基本假定；了解洛侖茲變換；了解狹義相對論中同時性的相對性，厚度收縮和時間膨脹的概念，了解牛頓熱學中的時空觀和狹義相對論的時空觀以及兩者的差別。理解狹義相對論的質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系。
重點：同時性的相對性、長度收縮和時間膨脹。
難點：用相對論的時空觀剖析、計算有關(guān)的簡單問題
小結(jié)：本章介紹了狹義相對論的兩個基本假定，討論了狹義相對論的時空觀，并與精典熱學時空觀作了比較，學習了狹義相對論動力學基礎(chǔ)。
?力學
第五章熱力學基礎(chǔ)
1熱力學系統(tǒng)平衡態(tài)準靜態(tài)過程
2二氧化碳的物態(tài)多項式
3熱力學第一定理
4熱力學第二定理
5熵熵降低原理
教學目的與要求：
?把握功和熱量的概念，理解準靜態(tài)過程，把握熱力學第一定理，能剖析、計算理想二氧化碳等體、等壓、等溫和絕熱過程中的功、熱量、內(nèi)能改變量及卡諾循環(huán)等簡單循環(huán)的效率。
2.了解可逆過程和不可逆過程，了解熱力學第二定理及其統(tǒng)計意義，了解熵的玻耳茲曼表達式。
重點：熱力學第一定理、功、熱量估算、定壓、定體潛熱量、絕熱過程、循環(huán)過程、熱力學第二定理。
難點：功、熱量估算、循環(huán)效率估算及其效率估算。
小結(jié)：本章介紹了二氧化碳的物態(tài)多項式和熱力學第一定理、第二定理，討論了一些具體的熱力學過程，最后介紹了熵的概念和熵降低原理。
第六章二氧化碳動理論
1二氧化碳動理論的基本概念
2理想二氧化碳的浮力和濕度
3能量按自由度均分定律
4二氧化碳分子運動的速度分布律
5二氧化碳內(nèi)的輸運現(xiàn)象
教學目的與要求：
1.了解二氧化碳分子熱運動的圖象。理解理想二氧化碳的浮力公式和氣溫公式。通過推論二氧化碳浮力公式，了解從提出模型、進行統(tǒng)計平均、建立宏觀量與微觀量聯(lián)系到揭示宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和技巧，能從宏觀和統(tǒng)計意義上理解壓強、溫度、內(nèi)能等概念。了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn)。
2.了解二氧化碳分子的平均碰撞頻度及平均自由程。
3.了解麥克斯韋速度分布律及速度分布函數(shù)和速度分布曲線的化學意義，了解二氧化碳分子熱運動的算術(shù)平均速度、方均根速度，了解玻耳茲曼能量分布律。
4.通過理想二氧化碳的剛性分子模型，理解二氧化碳分子平均能量按自由度均分定律，并會應用該定理估算理想二氧化碳的內(nèi)能。
重點：理想二氧化碳狀態(tài)多項式，浮力公式、溫度公式，能均分定律，速度分布函數(shù)及其涵義，平均自由程，內(nèi)能。
難點：浮力公式、能均分定律，速度分布函數(shù)，平均自由程。
小結(jié)：本章介紹了二氧化碳動理論，依據(jù)假設(shè)的二氧化碳分子模型，運用統(tǒng)計方式，研究二氧化碳的宏觀性質(zhì)和規(guī)律，以及它們與分子微觀量的平均值之間的關(guān)系，因而闡明這種性質(zhì)和規(guī)律的本質(zhì)。
?本課程與其它課程的關(guān)系
現(xiàn)代的數(shù)學學是一門理論和實驗高度結(jié)合的精確學科。它的任務是闡述物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學科，是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)。化學與技術(shù)從來就互相并存，互相交叉。《大學化學Ⅰ》是理工科高校中學生的選修基礎(chǔ)課程，學好《大學化學Ⅰ》課程，對后續(xù)《大學化學Ⅱ》、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程是十分有益的。
先修課程：高等物理
六、教學時數(shù)分配
表1：供64學時參考選用
章次
各章標題名稱
講授學時
實驗學時
輔學案時
備注
緒論
第1章
質(zhì)點運動學
第2章
質(zhì)點動力學的基本定理
16
第3章
質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動
10
第4章
相對論基礎(chǔ)
第5章
熱力學基礎(chǔ)
12
第6章
二氧化碳動理論
10
表2：供54學時參考選用
章次
各章標題名稱
講授學時
實驗學時
輔學案時
備注
緒論
第1章
質(zhì)點運動學
第2章
質(zhì)點動力學的基本定理
16
第3章
質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動
第4章
相對論基礎(chǔ)
第5章
熱力學基礎(chǔ)
10
第6章
二氧化碳動理論
七、教材及參考書
1馬文蔚主編《物理學》高等教育出版社
2程守洙江之永主編《普通化學學》高等教育出版社
3劉克哲編《物理學》高等教育出版社
4嚴導淦《物理學》高等教育出版社
5吳百詩主編《大學化學》科學出版社
八、主要教學方式與媒體要求
本課程集中在一學期講解。教學過程中動量定理碰撞速度公式推導，以小學數(shù)學為起點，注意知識銜接，防止簡單重復。尤其要充分運用高等物理工具，注意訓練中學生運用已把握的高等物理知識來抒發(fā)數(shù)學規(guī)律，剖析和處理數(shù)學問題，使中學生倍感在學院數(shù)學課的學習中，學到了新知識、新思想、新技巧。在教學過程中注意傳統(tǒng)教學方式和多媒體教學手段相結(jié)合，采用靈活多樣的培養(yǎng)中學生學習數(shù)學的興趣。
九、推薦的教學網(wǎng)站和相關(guān)專業(yè)文獻網(wǎng)站
1.數(shù)學學教學網(wǎng)站
2.數(shù)學教學網(wǎng)路系統(tǒng)
3.中國教育資源網(wǎng)
4.印度數(shù)學班主任商會網(wǎng)站
5.耶魯學院數(shù)學教學網(wǎng)站
十、其它
考評方式：期終考試成績與平常作業(yè)、答疑、測試成績相結(jié)合，要彰顯中學生的綜合能力。本課程通過兩方面進行考評：作業(yè)與論文報告，30%左右；閉卷考試，70%左右。內(nèi)容主要是重點把握和通常把握的內(nèi)容和綜合能力。
制訂：力熱教研室
執(zhí)筆人：夏從新張延明
審定人：朱遵略