通識物理學:用Python 學通識物理(2022秋季班)
教師: 鄒忠毅
2022/09/05~2023/01/10
報名至:2022/12/30
36小時/18週 (已經開始)

摘要

本課程希望透過教師以範例演練,帶領同學在手機上利用 python 程式進行習作,逐步學習相關基礎物理學的概念與程式寫作技巧。透過實作,同學將學到包括力學、統計物理與波動的相關知識。

第一部分,用Python 學通識物理(一):運動篇,我們將學會 Python 程式執行環境的安裝與使用,與用 Python 計算與分析運動學的相關量值,及利用Python 繪出二維的函數軌跡。

第二部分,用Python 學通識物理(二):碰撞篇,我們將學會更多的 Python 的基本語法(if 判斷、while 迴圈、函數繪圖)與應用,及 Python 擴展包(matplotlib numpy)的基本使用方法。藉著這些工具,我們也將學會不同層次與形式的關於碰撞的物理。最後我們將學會在手機上用 Python 畫一大堆動來動去的球(或其他奇怪的東西)。

第三部分,用Python 學通識物理(三):波動篇,我們將嘗試將前兩個課程學到的Python 的基本語法,綜合應用在波動物理學上。藉著這些程式,我們也將學會不同層次與形式的關於波動的物理。最後我們將學會在手機上用 Python 畫一個動態水波干涉(催眠)圖。


本課程開放一般大眾選修亦為跨校通識學分課程,通識課程名稱:通識物理學

111-1學期 學分認抵學校慈濟大學


課程目標

1. 學會Python 在手機和電腦上的安裝與使用。

2. 學會用 Python 的基本語法(輸出入、迴圈、函數繪圖、判斷式、陣列等)與應用。

3. 學會 Python 擴展包(matplotlib 與 numpy)的基本使用。

4. 學會運動學的基本概念與數據處理。

5. 學會不同層次的碰撞的物理。

6. 學會不同層次與形式的波的物理。

7. 學會在手機上用 Python 畫一朵玫瑰花。

8. 學會在手機上用 Python 畫一大堆動來動去的球。

9. 學會在手機上用 Python 畫一個動態水波干涉(催眠)圖。

授課教師

鄒忠毅 老師

 淡江大學物理研究所博士

 

  1. 中國文化大學光電物理系,助理教授、副教授、教授。
  2. 中國文化大學 102、108 學年傑出通識教育教師
  3. 中國文化大學103學年度校教學特優教師
  4. 102學年度教育部「現代公民核心能力課程計畫」績優計畫。

興趣與專長:1.彈烏克麗麗,2.玩電動,3.假裝度假,4.送玫瑰花,5. 物理演示教學,6. 統計物理與社會物理學研究,7. 計算物理研究與物理模擬程式寫作。

更多的介紹請參考個人網站:

http://faculty.pccu.edu.tw/~cichou/

或google 鄒忠毅


課程進度表

單元 1:單元一:Python 的安裝與使用

單元 2:單元二:我會用 Python 算速度

單元 3:單元三:從一堆測量值中找出規律

單元 4:單元四:把軌跡畫出來吧

單元 5:單元五:用海龜繪圖畫花朵

單元 6:單元六:丟一顆球

單元 7:單元七:盒中的一顆球

單元 8:單元八:盒中的兩顆球

單元 9:單元九:盒中的一大堆球

單元 10:單元十:畫一個波吧

單元 11:單元十一:兩個波的纏綿

單元 12:單元十二:水波與聲波

單元 13:單元十三:光與電磁波

單元 14:期末報告

課程內容


上課形式

本課程分為十個主要單元,每一主題由四到八個子單元構成,每子單元影片長度不超過10分鐘,以利同學利用空餘時間學習。每週附有簡單的、檢核性的測驗,用以確認同學學習效果。另安排期末考、作業用以考核學習成果,考核標準請參見「評分標準說明」。

一次面授課程於期中舉行,目的為確認身分與協助同學製作期末成果。外校遠程同學若不克參加,以線上直播與Call in + 額外的報告方式完成。

一次實體學期評量於期末舉行。

 

線上討論區互動事項:

除了使用課程平台外,還會使用FB google 表單作為討論與成果分享平台。


評分標準

【通識學分生】

作業、測驗:每個主題結束後,均有對應作業與測驗。佔總分60%。

線上討論、FB參與情況,佔總分10%。

期末考:

1.一個期末報告。佔總分20%

2.一次實體期末考試。佔總分10%


【興趣學習學員】

作業、測驗:每個主題結束後,均有對應作業。佔總分100%。

通過標準


課程及格標準:60分滿分:100分

先修科目或先備能力

本課程無須背景知識,適合所有對物理學有興趣和喜歡胡思亂想的學習者修習。


建議參考書目

1. 物理學,中國文化大學物理系通識課程委員會編著,中國文化大學出版部出版。(或高中物理課本)

2. 教師自編講義

3. 電腦模擬軟體使用 anaconda (個人使用非商用免費)

4. 物理雙月刊中的相關文章。

常見問答集

1.我修習完此課程是否將獲得相關證書?

   鬍子拉拉回答:請見證書資訊說明,可是在在幾個承認學校中,有學分。

2. 我沒有修過MOOC課程,需要準備什麼?

   鬍子拉拉回答:快樂的心和找時間看影片做作業的毅力。

3. 我修習此課程需要具備物理學基礎嗎?

   鬍子拉拉回答:高一基礎物理以上程度。

4. 我修習此課程需要具備程式設計基礎嗎?

   鬍子拉拉回答:不需要。只要會用手機就好。

5. 我在此課程可以有什麼收穫?

   鬍子拉拉回答:知道物理、喜歡物理、應用物理(其實都是一點點啦)

6. 此課程是否會提供上課投影片?

   鬍子拉拉回答:有些會

7. 我不小心錯過作業繳交期限了,能不能讓我補交作業?

   鬍子拉拉回答:不能,因為只有四個星期的上課時間。

8. 作業上傳可以使用那些格式?

   鬍子拉拉回答:每次作業會規定

9. 我現在才發現有這麼好的資源,來不及上完怎麼辦?

   鬍子拉拉回答:下次上,哈哈哈。

10. 課程結束後是否能繼續學習呢?

   鬍子拉拉回答:我的目標是:上了我的課,就一輩子喜歡物理(和鬍子拉拉)。

11. 為什麼,課程中會有烏克麗麗?

   鬍子拉拉回答:不要問,很可怕。本課程的烏克麗麗音樂,是鬍子拉拉自己彈的老歌謠。


證書資訊

本課程證書費用:500元

如何申請電子版證書?

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