物理学与创意思考(2018春季班)
教师: 鄒忠毅

2018/02/23 ~ 2018/04/20
18小时/18周 (报名结束)

概要

本课程希望,透过介绍同学物理学及其中的科学方法,激发出同学创意思考的能力。我们将: 一、有趣却不失深度地介绍物理学,包含科学方法,与力学、电磁学、统计力学、近代物理等物理原理,使非物理系同学也能掌握物理科学的基本方法与知识。 二、连结物理学与人文社会学科同学专业的关系,鼓励同学将物理科学的知识与方法运用在各专业中,激发同学永续学习的动力。 三、透过线上讨论与互评活动,培养同学们跨领域学习的习惯与能力。

课程目标

  • 利用物理学中的科学方法激发出同学创意思考的能力。
    1. 有趣却不失深度地介绍物理学,包含科学方法,与力学、电磁学、统计力学、近代物理等物理原理,使非物理系同学也能掌握物理科学的基本方法与知识。
    2. 连结物理学与人文社会学科同学专业的关系,鼓励同学将物理科学的知识与方法运用在各专业中,激发同学永续学习的动力。
    3. 透过线上讨论与互评活动,培养同学们跨领域学习的习惯与能力。
  •  本课程希望教导非理工科系的大学部学生,学习物理学中的科学方法激发出同学创意思考的能力。同学在期末学习后,需要掌握到定性的物理学知识。透过课程设计,我们利用教导物理学中的科学方法激发出同学创意思考的能力,希望能达到:
    1. 知识 面上,学生能够有趣却不失深度地学习物理学,使非物理系同学也能定性地掌握物理科学的基本方法与知识。
    2. 情意 面上,学生能够连结物理学与人文社会学科同学专业的关系,鼓励同学将物理科学的知识与方法运用在各专业中,激发同学永续学习的动力。
    3. 技能 面上,学生能够透过实作活动,培养同学们动手做与跨领域学习的习惯与能力。
    4. 人际 面上,学生能够透线上讨论与互评活动,学到沟通技巧与培养理性讨论的能力。

授课教师

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邹忠毅 老师

 淡江大学物理研究所博士

 

  1. 中国文化大学光电物理系,助理教授、副教授、教授。
  2. 中国文化大学102 学年杰出通识教育教师
  3. 中国文化大学103学年度校教学特优教师
  4. 102学年度教育部「现代公民核心能力课程计划」绩优计划。

兴趣与专长:1.弹乌克丽丽,2.玩电动,3.假装度假,4.送玫瑰花,5. 物理演示教学,6. 统计物理与社会物理学研究,7. 计算物理研究与物理模拟程式写作。

更多的介绍请参考个人网站:

  • http://faculty.pccu.edu.tw/~cichou/
  • google 邹忠毅

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课程进度表

1 Section:课程简介

2 Section:主题一:科学──定义与方法part1

3 Section:主题一:科学──定义与方法part2

4 Section:主题二:古典物理的主角(一)─力part1

5 Section:主题二:古典物理的主角(一)─力part2

6 Section:主题三:古典物理的主角(二)─能量part1

7 Section:玩宝特瓶学物理

8 Section:主题四:大量单元构成的系统─谈统计物理part1

9 Section:科学的美

10 Section:主题五:如何欣赏科学的美-兼谈电磁学

11 Section:因果律与守恒律

12 Section:题六:科学传播

13 Section:主题七:能源议题

14 Section:主题八:跨领域思考─物理与生命

15 Section:主题九:跨领域思考─物理与社会

16 Section:主题十:跨领域思考─近代物理与数位生活part1

17 Section:主题十:跨领域思考─近代物理与数位生活part2

18 Section:期末成果评量

课程内容

本课程包含以下主题:

主题一:科学──定义与方法

1.  玩电动学物理(科学方法简介):透过玩电脑游戏与学物理之间的比对,介绍科学基本发展历程。

2.  物理学的方法:谈炼金术士的转职。由科学史的发展,介绍科学是什么。包含定义,主要科学方法(归纳、演绎)与科学社群的规则

3. 思考问题-李约瑟难题:近代科学未在东方首先萌发的原因?(作业上传,同侪互评)

主题二:古典物理的主角(一)──力

1.物体为什么会动。以第谷、克普勒、牛顿的接续工作为例,介绍物理学的发展阶段。再配合极简单的动画模拟程式,说明力学的基本概念。

2.超好用软体 - Easy Java Simulation 简介。用一个JAVA 动画模拟软体,演示看得见的物理。

3.各式各样的力:重力、电力、超能力?介绍更多的力的形式。最后整理出宇宙中四个基本交互作用:重力交互作用、电磁交互作用、强交互作用、弱交互作用。

4.实作与体验活动:Easy Java Simulation 模拟软体体验。(作业结果上传)

主题三:古典物理的主角(二)──能量

1. 各式各样的能量:动能、位能、我最能?

2. 种瓜得瓜:谈因果律与守恒律。介绍各种守恒律(动量守恒、电荷守恒、能量守恒、质能守恒)

3. 由谈谈物理学中另一个重要观念──能量与场,进而介绍麦斯威尔方程组。

4. 实作活动:魔术摆的制作与演示(成果影片上传)

主题四:大量单元构成的系统──谈统计物理

1.谈谈热与工业革命。

2.说变就变:谈统计物理、相变与临界现象。介绍统计物理、相变与临界现象的基本概念

3.由热力学第二定律,介绍时间的方向、复杂系统与耗散结构。

4.实作活动:用宝特瓶学习热物理(成果影片上传)

主题五:如何欣赏科学的美-兼谈电磁学 

1.我太太是世界上最美的女人,因为。。。

   谈内容美与形式美。介绍美学的十大形式原理。

2.科学的美:由美学的观点来看科学(原理、现象、方程式)里的美。

3. 美丽的电磁现象。介绍各种电磁现象。

4. 体验与讨论活动:送你一朵玫瑰花,让你忘不了麦斯威尔方程组。

5. 体验活动:用Easy Java Simulation 示范程式体验,由简单的规律展现出复杂的美。(成果拍照上传)

主题六:科学传播

1. 空气砲大全集:谈谈如何向大家介绍科学?

2. 怎么看「英国研究显示?」引导省思:八卦化、灵异化、综艺化的科学新闻

3. BJ (宝杰)与 Discovery : 谈科学传播。由电视节目“关键时刻”与“Discovery 频道”谈谈科学应该如何传播与如何做科普。

4. 体验活动:看影片,写心得。(作业上传,同侪互评)

主题七:能源议题

1. 再谈能量的来源、转化与传播。

2. 谈能源的两难问题。由“你喜欢因为大量使用化石能源造成全球暖化而可能慢慢热死? 还是使用核能而一下子被炸死?”来谈谈,科学家与民众在此两难议题的角色

3. 第三条路──我们自己造一个太阳吧:谈未来能源:核融合与燃料电池。

4. 实作活动:共振与吸管笛(成果拍照或影片上传)

主题八:跨领域思考──物理与生命

1.     花豹斑点怎么形成的?谈生物物理:介绍生物图样的形成、生物力学与生物资讯等生物物理有关议题

2. 波叔与达叔谁对?谈热力学第二定律与演化论

3. 邪恶科学家与疯狂博士:由干细胞研究、学术腐败与武器研发。谈谈科学家的伦理问题。

4. 思考问题:由干细胞研究与731部队为例,谈科学家不应该做什么。(作业上传,同侪互评)

主题九:跨领域思考──物理与社会

1.捞过界,不要让物理学家乱搞!:谈社会物理

  简介社会物理学,及其在交通、政治、姓氏分布、社会网路、意见传播等问题上的应用

2.体验:利用纸牌模拟游戏,实践波兹曼分布。(成果拍照上传)

主题十:跨领域思考──近代物理与数位生活

1. 手机收不到讯号:谈生活中的电磁现象

2. 粒子还是波:浅谈量子物理

3. 星际效应:浅谈相对论

4. 小组活动:用LED手电筒和CD 片产生彩虹(或伪3D投影)(成果拍照或影片上传)

上课形式

本课程分为十个主要单元,每一主题由四到六个子单元构成,每子单元影片长度不超过15分钟,以利同学利用空余时间学习。每子单元后附有简单的、检核性的测验,用以确认同学学习效果。另安排期末考、作业用以考核学习成果,考核标准请参见「评分标准说明」。

一次面授课程,目的为确认身分与协助同学制作期末成果。外校远程同学若不克参加,以线上直播与Call in + 额外的报告方式完成。

线上讨论区互动事项:

  1. 除了使用课程平台外,还会使用FB 、 google 表单作为讨论与成果分享平台。
  2. 预计利用几个中午,开直播与线上call in。

评分标准

一、学分生

  • 作业、测验:

1.每个主题结束后,均有对应作业。占总分60%。

2.线上讨论、FB参与情况,占总分10%。

  • 期末考:

1. 一个期末报告。占总分20%

2. 一次实体期末考试。占总分10%

※学习平台之课程总成绩仅供学分生参考,依据各校之学期成绩相关规范,学分生的课程总成绩请依照学生所属学校教务系统登载之分数为主。

 

二、兴趣学习学员

  • 作业、测验:

1.每个主题结束后,均有对应作业。占总分70%。

2.线上讨论、FB参与情况,占总分30%。

通过标准


课程及格标准:60分满分:100分

先修科目或先备能力

本课程无须背景知识,适合所有对物理学有兴趣和喜欢胡思乱想的学习者修习。

建议参考书目

  1. 物理学,中国文化大学物理系通识课程委员会编著,中国文化大学出版部出版。(或高中物理课本)
  2. 教师自编讲义
  3. 电脑模拟软体使用自由软体“Easy Java Simulations”
  4. 英文官方网页: http://www.um.es/fem/Ejs/
  5. 物理双月刊中的相关文章。

常见问答集

  1. 我修习完此课程是否将获得相关证书?
    胡子拉拉回答:没。可是在几个承认学校中,有学分。

  2. 我没有修过MOOC课程,需要准备什么?
    胡子拉拉回答:快乐的心和找时间看影片做作业的毅力。

  3. 我修习此课程需要具备物理学基础吗?
    胡子拉拉回答:高一基础物理以上程度。

  4. 我在此课程可以有什么收获?
    胡子拉拉回答:知道物理、喜欢物理、应用物理(其实都是一点点啦)

  5. 此课程是否会提供上课投影片?
    胡子拉拉回答:有些会

  6. 我不小心错过作业缴交期限了,能不能让我补交作业?
    胡子拉拉回答:不能,因为有同学互评。直接扣分。

  7. 作业上传可以使用那些格式?
    胡子拉拉回答:每次作业会规定

  8. 我现在才发现有这么好的资源,来不及上完怎么办?
    胡子拉拉回答:下次上,哈哈哈。

  9. 课程结束后是否能继续学习呢?
    胡子拉拉回答:我的目标是:上了我的课,就一辈子喜欢物理(和胡子拉拉)。

  10. 为什么,课程中会有乌克丽丽?
    胡子拉拉回答:不要问,很可怕。去看简介影片。

本课程的乌克丽丽音乐,是胡子拉拉自己弹的老歌谣。配乐是边缘鲁助理自己创作的。

其它

本课程的乌克丽丽音乐,是胡子拉拉自己弹的老歌谣。

配乐是边缘鲁助理自己创作的。

嘿嘿嘿!

(最新消息,边缘鲁最近交到朋友了)