| 课程设计 |
Topic1人类在宇宙空间和时间中的位置（概述）
课堂讨论：
问题一：距离是什么？我们怎样测量它？
问题二：对于宇宙尺度，比如地球到太阳的距离，如果没有尺子，你可以想到多少种方法测量距离？（引导：反射法、三角视差法、光学法）
问题三：用什么科技方法，可以估计时间？以“夏商周断代工程”为例启发讨论。
课堂互动（教师引导，学生发挥）：现实社会中的人类，人类在宇宙中的空间位置和时间坐标；引申到有限资源、有限地球环境制约下，对人类历史进步的新思考。 |
Topic2物理学发展初期的几种思辨方法介绍和物理史上的首次大综合
课堂讨论：
问题一（学生课前自主查资料准备）：你所知道的哲学是什么？怎么看待中世纪宗教势力的专横与亚里士多德经院主义哲学体系的禁锢；
问题二：如果你是哥白尼，如何向“愚昧”的民众讲解日心说？又如何向顽固的教会解释？天体运动的日心说对中世纪黑暗科学的挑战； |
Topic3奠定科学基础的牛顿力学三大定律
课堂讨论：
问题一： 牛顿三大定律到底难不难？如何认识牛顿力学的产生是科学新体系的曙光？认识质点运动学和动力学；力的时间和空间累计效应；
问题二：认识日常生活中观察到运动现象，哪些符合动能定理，功能原理，机械能守恒定律，力学中的守恒定律与对称性；
课堂互动（教师引导，学生发挥）：牛顿力学的方法论及其哲学思考。 |
Topic4自然界的秩序—可逆与不可逆
课堂讨论：
问题一：寻找自然界的不可逆过程？
问题二：难道真的没有完全可逆的事情发生吗？
课堂互动一：教师介绍熵的定义、微观讨论及其发散思考；学生讨论可逆与不可逆过程，加深熵这个概念的认识；
课堂互动二：从熵增理论引申为对自然界秩序的思考；包括开采低熵的矿物燃料（煤、石油、天然气等），燃烧使自然界熵增加，环境变混乱，生态退化。 |
Topic5近代科学的重要基础—电磁学
课堂讨论：
问题一：为什么摩擦才会生电？为什么用两个铁片不行？
问题二：你如何认识电场与磁场？他们是如何转化的？
问题三：如何认识电磁波，如果没有它，我们的世界将缺少多少重要而且美好的东西？ |
Topic6物理学发展中的革命风暴—量子力学
课堂讨论：
问题一（学生课前自主查资料准备）：1900年，英国著名物理学家凯尔文提到的“20世纪物理学天空深处两朵小小的乌云”是什么？
问题二：相对论到底是研究什么的，对我们的生活有没有用？
课堂互动一：相对论简介，量子理论的产生和量子力学的发展；
课堂互动二：老牌物理学家对爱因斯坦的质疑、接受和赞赏；日常生活中的量子力学。 |
Topic7新世纪对材料科学提出的挑战和期望
课堂讨论：
问题一：你认为的“高新技术”包含什么？信息技术？生物技术？还是高新材料？
问题二：如何认识材料科学是新世纪科学创新的基础？
课堂互动（教师讲解，学生互动讨论）：认识材料工程中最新材料；材料的复合化和特殊功能材料。 |
Topic8新世纪的生物—物理大融合
课堂讨论：
问题一：近年来，国际科学界一种越来越趋同的共识是未来科学的重大突破奖依赖于生物学和物理学的结合，谈谈你的认识？（教师带领学生认识朱棣文的“Bio-x”）
问题二：大家来认识基因工程和转基因食品；
问题三：你认为转基因食品安全吗？ |
Topic9物理研究中常用思想方法介绍
课堂讨论：
问题一：常见的物理学的研究方法有哪些？试用一个物理学的伟大发明，说明这些方法的应用过程。（分析与综合；归纳与演绎；类比；从原型到模型）；
问题二：讨论在实际生活、学习中应用这些方法的实例；
问题三：著名哲学家金岳霖十几岁时，曾对中国俗语“金钱如粪土，朋友值千金”的说法提出过质疑，请用演绎法来分析一下这句俗语。 |
Topic10我国科学家在基础物理研究方面的介绍
课堂讨论：
问题一（学生需课前自主查找资料）：我国著名的科学家有哪些？大家举自己熟悉的一个做介绍（吴有训，叶企孙，赵忠尧，周培源，王淦昌，吴大猷，张文裕，吴健雄，何泽慧，丁肇中，杨振宁，李政道，朱棣文，崔琦等）
问题二：结合这些“大家”的人生以及贡献，探讨对我们本科生的启示？ |
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