| 課程代碼 | 10713410005 | 上課學制 | 大學部 |
| 課程名稱 | 普通物理（I）
General Physics (Ⅰ) | 授課教師 (師資來源) | 林立弘(電子物理學系) |
| 學分(時數) | 3.0 (3.0) | 上課班級 | 應數系1年甲班 |
| 先修科目 | | 必選修別 | 必修 |
| 上課地點 | 綜合教學大樓 A32-111 | 授課語言 | 國語 |
| 證照關係 | In many countries, including Taiwan, general physics is an important subject for many kind of license qualification tests. 直接以普通物理爲考科的有各類公務員普考, 高考專利師, 專門職業及技術人員高等考試, 警察特考, 臺電, 中油, 台水公司新進職員甄試經濟部所屬事業等. 其它尚有許多是普通物理的後續高等科目, 如電磁學, 電路學, 電子學, 熱力學, 物理化學等. | 晤談時間 | 星期2第B節~第B節, 地點:A18B-108
星期3第4節~第6節, 地點:A18B-108
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| 課程大網網址 | https://web085004.adm.ncyu.edu.tw/Syllabus/Syllabus_Rpt.aspx?CrsCode=10713410005 |
| 備 註 | 爲了徹底杜絶悠悠之口, 避免永遠有同學不經深刻思索隨口說出「考試題目太難」, 甚至在校內到處散播情緒性言論, 影響教學現場氣氛; 由本學期開始先選擇適當的例題進行翻轉敎室報告並撰寫繳交作業, 教師再由課本抽選期中期末考題. 本人完全依照課本教學, 所選的敎學與測驗範圍已是全臺灣能夠進口的英美理學院大一普通物理教課書之中所能找到厚度極度薄、內容最少的1本, 若對教學難度以及課本選書仍然有意見, 請隨時舉出其它國立大學數學系普通物理課的選書 (必需含向量及少量微積分, 高中、五專與技學用書不可), 以供學校教師們未來授課參考. |
| 本課程之教學主題、內容或活動是否與性別平等議題有相關之處：否 | 本課是否使用原文教材或原文書進行教學：是 |
◎系所教育目標：
本系以培育應用數學相關領域的科技人才為目標，並著重學生獨立思考及理性分析能力的培養，以期讓學生在參與討論及利用計算機解決問題的過程中，探索自己的興趣，領會學理的真實意涵，奠定日後繼續升學或邁入職場的基礎。
本系教育目標兼顧理論研究與應用技術之研發，配合國際趨勢與國家發展方向，以數學理論與應用之研發為主軸，分別建立和計算科學、資訊科學和機率統計等相關的研究團隊，應用研究涵蓋微奈米計算模擬、雲端計算、雲端電子書、資訊數位內容、人工智慧、應用資訊軟體元件、生物統計、工業統計、品質管制、數學科普等重點方向，並朝向跨學門技術整合與研發，加強技術轉移及提升產業技術合作。
本系學生畢業後可從事數學或資訊軟體（教具）設計研發、生物科技、工業設計、財務分析、品質管制、保險精算及數學教育等工作。若選擇繼續深造，則可投考應用數學、電機工程、資訊工程、統計學、精算、風險、經濟、財務金融、工業工程與管理及數學教育研究所等。 |
| ◎核心能力 | 關聯性 |
| 1.數理知能 | 5 關聯性最強 |
| 2.技術操作 | 3 關聯性中等 |
| 3.思維創新 | 5 關聯性最強 |
| 4.自我實現 | 5 關聯性最強 |
| 5.團隊合作 | 5 關聯性最強 |
| 6.學習精神 | 5 關聯性最強 |
| 7.社會倫理 | 3 關聯性中等 |
| 8.國際視野 | 5 關聯性最強 |
◎本學科內容概述：
1.教學方法: 以教師講解及解題為主, 輔以學生討論, 繳交作業及上台解題，訓練其數理之理解能力與物理概念之表達能力。
2.教學目的: 利用基礎物理學的訓練，期使學生整合數理知能，未來能夠學習處理自然科學、產業技術或人文科學應用問題，並誘導學生逐漸適應自主學習及終身學習的大學學習情境，達到學而時習之不亦悅乎的快樂學習目標。 |
◎本學科教學內容大綱：
1.基礎數學
2.力學
3.轉動力學
4.相對論
5.波
6.流體力學
7.熱力統計學 |
◎本學科學習目標：
1. The aim of physics is to study nature at its most fundamental level — to discover and apply the general laws that govern force and motion, matter and energy, space and time.
2. Let the students understand the studies systems ranging in size from the smallest elementary particles to the entire universe.
3. Put the students in an ideal starting point, not only for physics research, but for many kinds of scientific and engineering work.
4. Give the students a perfect academic focus for a liberal arts education.
1. 以力學相關的物理知識為核心, 了解自然科學及產業技術如何建構在物理定律上.
2. 了解科技的重要產物其設計與操作如何利用物理知識.
3. 練習思考技能, 包括理則思考分析、問題的解決、數學模型的建構、理論證明、問題的簡化方法、以及明確定義的設立.
4. 學習如何利用已知的物理知識, 儘量避免儀器設計、企業規畫及國家政策在自然科學層面上的基本錯誤.
5. 感受基本物理定律如何主宰宇宙萬事萬物的運行. |
| ◎教學進度： |
| 週次 | 主題 | 教學內容 | 教學方法 |
01
09/18 | ch 1 getting started (參考RW-EUP ch 1); ch 3 vectors | 0. 介紹普通物理課本與敎學內容對本系高年級課程的接續關係;
1-5 systems of units (參考RW-EUP 1.2);
1-7 error & significant figures (參考RW-EUP 1.3);
第3章視時間進行 (參考RW-EUP 3.1). | 講授。 |
02
09/25 | ch 2 one-dimensional motion (參考RW-EUP ch 2) | 2-6 average velocity & speed (參考RW-EUP 2.1);
2-7 instantaneous velocity & speed (參考RW-EUP 2.2);
2-8 average & instantaneous acceleration (參考RW-EUP 2.3);
2-9 special case: constant acceleration (參考RW-EUP 2.4);
2-10 a special case of constant acceleration: free fall (參考RW-EUP 2.5). | 講授。 |
03
10/02 | ch 4 two- & three-dimensional motion (參考RW-EUP ch 3) | 4-4 velocity & acceleration (參考RW-EUP 3.2);
4-5 special case of projectile motion (參考RW-EUP 3.5);
4-6 special case of uniform circular motion (參考RW-EUP 3.6);
4-7~4-8 relative motion (參考RW-EUP 3.3). | 講授。 |
04
10/09 | ch 5 Newton's laws of motion (參考RW-EUP ch 4) | 5-2~5-6 Newton's 1st & 2nd laws (參考RW-EUP 4.2~4.3);
5-7 some specific forces (參考RW-EUP 4.4~4.6, 5.4);
5-9 Newton's 3rd law (參考RW-EUP 4.6);
*5-10 fundamental forces. | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
05
10/16 | ch 8 conservation of energy & ch 9 energy in nonisolated systems (參考RW-EUP ch 6~7) | 8-2 energy (參考RW-EUP 6.3, 7.2);
8-6 conservation of mechanical energy (參考RW-EUP 7.3);
8-8 energy graphs (參考RW-EUP 7.4); | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
06
10/23 | 續前週 | 9-2~9-4 work (參考RW-EUP 6.1~6.2);
9-5 conservation & nonconservative forces (參考RW-EUP 7.1);
9-6 particles, objects, & systems (參考RW-EUP 9.1);
9-9 power (參考RW-EUP 6.4). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
07
10/30 | ch 10 systems of particles & conservation of momentum; ch 11 collisions (參考RW-EUP ch 9) | 10-2 & 10-4~10.5 momentum (參考RW-EUP 9.2);
10-3 centre of mass revisited (參考RW-EUP 9.1);
補充RW-EUP 9.3 kinetic energy of a system;
11-2~11-3 (參考RW-EUP 9.4);
11-4~11-6 (參考RW-EUP 9.5~9.6). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
08
11/06 | ch 12 rotation: kinematics & dynamics (參考RW-EUP ch 10) | 12-2~12-3 (參考RW-EUP 10.1, 11.1);
12-5~12-6 torque & cross product (參考RW-EUP 10.2, 11.2). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
09
11/13 | ch 13 rotation: a conservation approach (參考RW-EUP ch 11) | 13-2 rotational inertia (參考RW-EUP 10.3);
13-3 & 13-5 (參考RW-EUP 10.4);
13-4 special case of rolling motion (參考RW-EUP 10.5);
13-6 angular momentum (參考RW-EUP 11.3);
13-7 conservation of angular momentum (參考RW-EUP 11.4);
補充RW-EUP 11.5 gyroscopes & precession. | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
10
11/20 | 期中測驗: ch 4~5, 8~13 | 期中測驗: ch 4~5, 8~12 | midterm exam。 |
11
11/27 | ch 16 oscillations (參考RW-EUP ch 13) | 16-1~16-2 (參考RW-EUP 13.1~13.2);
16-3 connection with circular motion (參考RW-EUP 13.4);
16-5~16-8 (參考RW-EUP 13.3);
16-10 (參考RW-EUP 13.6);
16-11 (參考RW-EUP 13.7). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
12
12/04 | ch 17 travelling waves & ch 18 superposition & standing waves (參考RW-EUP ch 14) | 17-1~17-3 & 17-10 (參考RW-EUP 14.1~14.2);
17-4 special case: transverse wave on a rope (參考RW-EUP 14.3);
17-5 sound: special case of a travelling & 17-7 (參考RW-EUP 14.4);
17-8 refraction & diffraction (參考RW-EUP 14.6);
17-9 the Doppler shift (參考RW-EUP 14.8). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
13
12/11 | 續前週 | 18-1~18-3 & 18-8~18-9 (參考RW-EUP 14.5~14.6);
18-4~18-7 (參考RW-EUP 14.7). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
14
12/18 | ch 19 temperature, thermal expansion, & gas laws; ch 20 kinetic theory of gases (參考RW-EUP ch 17) | 19-1~19-2 (參考RW-EUP 16.1);
19-5~19.6 & 20-2~20-4 (參考RW-EUP 17.1);
20-7 & 21-5 (參考RW-EUP 17.2). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
15
12/25 | ch 21 heat & the 1st law of thermodynamics (參考RW-EUP ch 18) | 21-2~21-3 (參考RW-EUP 18.1);
21-4 heat capacity & specific heat (參考RW-EUP 16.2);
21-6~21-7 & 21-9 (參考RW-EUP 18.2);
21-8 equipartition of energy (參考RW-EUP 18.3). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
16
01/01 | ch 22 entropy & the 2nd law of thermodynamics (參考RW-EUP ch 19) | 22-1~22-5 (參考RW-EUP 19.2~19.3);
22-6~22-9 (參考RW-EUP 19.4). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
17
01/08 | ch 15 fluids (參考RW-EUP ch 15) | 15-1~15-3 & 15-5 (參考RW-EUP 15.1~15.2);
15-4 Archimedes's principle (參考RW-EUP 15.3);
15-6~15-8 (參考RW-EUP 15.4~15.5). | 口頭報告、講授、flipped classroom。 |
18
01/15 | 期末測驗 | 期末測驗 | final exam。 |
◎課程要求：
由第4週開始有翻轉敎室活動, 必需接受抽點並報告問題. 抽點時未到則送缺席; 若未正規請假則該次翻轉敎室不給成績. 主動發問該章問題且回報姓名的同學可免除被抽問1次. |
◎成績考核
小考20% : 考題以英文命題, 中英日文作答皆可.
期中考30% : 由學校進行會考. 中文命題; 若需要英文考卷必需提早告知.
期末考30% : 由學校進行會考. 中文命題; 若需要英文考卷必需提早告知.
口頭報告20% : 擬似翻轉敎學, 抽簽報告習題. 主動發問該章問題且回報姓名的同學可免除被抽問1次.
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◎參考書目與學習資源
Debora M. Katz所著Physics for Scientists & Engineers第1冊mechanics, waves, & thermodynamics, 由於Debora M. Katz的Physics for Scientists & Engineers內容較多, 以本校每週3小時的時數無法全數授課完畢, 敎學與測驗的範圍以Wolfson爲準.
此外, 有野心挑戰國立大學名校普通物理學的同學, 可以閱讀Resnick, Halliday, 與Krane所著Physics volume 1 (不是指流行的那本Halliday, Resnick 與Walker: Fundamentals of Physics; 但自行讀Serway等這些暢銷版的普物亦可); 再來可以試讀Kittel等人所著Berkeley Physics Course, Vol. 1: Mechanics. |
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