前言
本專業(yè)中學生主要學習數(shù)學學的基本理論和基本知識，深受進行化學實驗以及教育理論與實踐的基本訓練，初步具備進行數(shù)學學基本理論及其應用研究的能力、從事數(shù)學教學和教學研究的基本能力。
我系規(guī)定數(shù)學學專業(yè)概論課程第一學年開辦教學總時間定為10課時，全部為理論。中學生應該通過聽課，熟悉我院的該專業(yè)的設置情況，了解和把握數(shù)學學專業(yè)的培養(yǎng)目標，專業(yè)的主要課程及互相關系，把握學習該專業(yè)的主要方式，為之后學習各門課程做好打算。
按照上述教學內(nèi)容，我們制定了數(shù)學學專業(yè)總論的教學大綱，供四年制數(shù)學學專業(yè)中學生教學使用。
第一章數(shù)學學概述
第一節(jié)哪些是數(shù)學學
目的：重點介紹數(shù)學學的概念、研究對象和研究內(nèi)容。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
一、什么是數(shù)學學
二、物理學研究對象
三、物理學研究內(nèi)容
第二節(jié)數(shù)學學發(fā)展的歷史回顧
目的：重點介紹數(shù)學學的發(fā)展歷史，了解化學學的狀況。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
一、物理學的萌芽時期。
二、經(jīng)典數(shù)學學時期
三、現(xiàn)代數(shù)學學時期
第二章專業(yè)培養(yǎng)目標和課程介紹
第一節(jié)專業(yè)培養(yǎng)目標
目的：通過介紹我校的人才培養(yǎng)定位，專業(yè)培養(yǎng)目標，讓中學生認識到學習該專業(yè)的重要性。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
一、我校概況介紹
二、我校的人才培養(yǎng)定位。
三、物理系的歷史和現(xiàn)況介紹
四、物理學專業(yè)的人才培養(yǎng)目標
本專業(yè)中學生主要學習數(shù)學學的基本理論和基本知識，深受進行化學實驗以及教育理論與實踐的基本訓練，初步具備進行數(shù)學學基本理論及其應用研究的能力、從事數(shù)學教學和教學研究的基本能力。
結業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力：
1.具有化學學科的基本理論、基本知識以及實驗研究的初步能力；
2.把握物理的基本理論和基本技巧，具有較高的物理修養(yǎng)；
3．把握和運用現(xiàn)代教育技術，非常是多媒體、網(wǎng)絡教育技術的能力；
4.熟悉教育法規(guī)，把握并才能初步運用教育學、心理學基礎理論，具有良好的班主任職業(yè)道德素質和從事化學學教學的基本能力；
5.了解化學學的前沿理論、應用前景及發(fā)展動態(tài)，以及化學學教學的新成果原子物理學楊福家第五版，具有一定的創(chuàng)造能力和自學能力；
6.把握文獻檢索、資料查詢的基本技巧，具有初步的科學研究和實際工作能力
第二節(jié)專業(yè)課程介紹
目的：通過對本專業(yè)各門課程及其之間的互相關系的介紹，使中學生認識和了解各門課程學習的主要內(nèi)容和方式。
學時：3學時
教學內(nèi)容：
主要課程：高等物理、數(shù)學化學方式、力學、熱學、電磁學、光學、原子化學學、理論熱學、熱力學.統(tǒng)計數(shù)學學、量子熱學、電動熱學、固體化學學、物理教學論，學校化學實驗與教學技能基本訓練。其中高等物理、數(shù)學化學方式兩門課程為我們學習數(shù)學學提供物理工具，熱學、熱學、電磁學、光學、原子化學學是普通數(shù)學學的五個分支，而熱力學.統(tǒng)計數(shù)學學、量子熱學、電動熱學就是我們的四大熱學，數(shù)學教學論，學校化學實驗與教學技能基本訓練兩門課程為我們的中學生之后從事高中教育事業(yè)做打算。
（一）普通化學學的五大分支
1、《力學》是研究物體機械運動規(guī)律的一門學科。在精典熱學中，通常把熱學分為運動學、動力學和靜力學三部份。運動學研究物體位置隨時間變化的各類情況，動力學研究物體的機械運動和物體的互相斥力之間的關系，靜力學研究在力的作用下物體獲得平衡的問題。《力學》是學習普通數(shù)學學的起始課程，對后繼數(shù)學學諸學科課程具有奠基作用。
2、《熱學》是普通數(shù)學學重要的一門基礎課。力學是研究物質熱運動規(guī)律的學科，它是數(shù)學學的一個重要組成部份；是以物質的熱運動與其他運動方式之間的轉化規(guī)律為其研究對象的一門科學。力學理論在熱機制造、化學、冶金、氣象學的研究，以及原子反應堆的設計上，都有重要的應用。對熱現(xiàn)象的研究有兩種理論和技巧：即熱力學技巧和統(tǒng)計數(shù)學學技巧。一為宏觀方式和宏觀理論，一為微觀方式和微觀理論。兩者相輔相成。
3、《電磁學》是普通數(shù)學學又重要的一門基礎課。它主要研究由電荷、電流形成電場、磁場的規(guī)律，電場和磁場的相互聯(lián)系；電磁場對電壓、電荷的作用，以及電磁場對物質的各類效應等。
4、《光學》是數(shù)學學的一個重要學科分支，它研究的內(nèi)容非常廣泛：包括光的發(fā)射、傳播和接收的規(guī)律，光與其他物質的互相作用，光的本質及光在生產(chǎn)生活中的應用。主要包括：（1）幾何光學：在光的傳播的幾個基本實驗定理的基礎上，用幾何學方式研究光線方向的變化；（2）數(shù)學光學：研究光的本質，即討論光的波粒二象性。化學光學可分為波動光學（研究光的波動本性，包括光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象），量子光學（研究光在與其他物質互相作用時表現(xiàn)出的粒子性），現(xiàn)代光學（是20世紀中葉新興的光學分支）。
5、《原子化學學》是關于研究物質微觀結構的一門科學，它包括原子化學學、原子核化學學和粒子化學學三部份。原子化學學就是研究原子的結構與性質及有關問題，它主要研究：原子的電子結構；原子波譜；原子之間或與其他物質的碰撞過程和互相作用。原子化學學的發(fā)展對激光技術的形成和發(fā)展，做出過很大的貢獻。激光出現(xiàn)之后，用激光技術來研究原子化學學問題，實驗精度有了很大提升，因而又發(fā)覺了好多新現(xiàn)象和新問題；原子核化學學一方面是對原子核的結構、核力、核反應等問題的研究，另一個方面是原子能和放射性的應用；粒子化學學，又稱高能化學學，它是研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質，和在很高能量下這種物質互相轉化及其形成緣由和規(guī)律的數(shù)學學分支。
（二）理論化學四大熱學
理論化學四大熱學由傳統(tǒng)的《理論熱學》、《電動熱學》、《量子熱學》和《熱力學、統(tǒng)計數(shù)學》組成，它是大專生在普通數(shù)學的基礎上，為了進一步把感性認識提升到理智認識而必須學習的基礎理論課程，在數(shù)學系專科生的基礎課教學中占有核心的地位。理論化學學本身具有概念具象、數(shù)學工具覆蓋范圍廣的特性，其中理論熱學以剖析熱學為核心，以完美的理論體系描述了粒子的機械運動，同時也為學習其它理論課程鋪路。熱力學與統(tǒng)計數(shù)學是匯聚態(tài)理論的基礎理論，熱力學總結了物質的宏觀熱現(xiàn)象（如浮力、溫度、體積的變化，物體間的能量轉換等），而統(tǒng)計數(shù)學則從微觀的觀點（即覺得物質由原子、分子組成，這種粒子間存在著互相作用）對宏觀熱現(xiàn)象做出了解釋。電動熱學以麥克斯韋多項式為核心，以簡約的理論方式，高度概括了與電和磁相關的化學現(xiàn)象（包括電磁波的傳播）。而量子熱學述說支配微觀世界的規(guī)律，因為在21世紀人類對自然界的探求（如對生物過程的研究）將更多、更深入地在微觀的層次進行，量子熱學的重要性是不言而喻的。
1、理論熱學
討論精典熱學問題。用剖析熱學（即拉格朗日熱學和烏魯木齊頓熱學）的觀點處理牛頓熱學問題，并加入混沌等較新的內(nèi)容。本課程的內(nèi)容概要為：質點和質點組動力學、運動學、剛體運動學、動力學；兩體運動及轉動參考系；拉格朗日多項式構建及解；伊寧頓正則多項式構建及解；變分原理：哈密頓原理構建及解；微震動，正則變換，泊松括弧及泊松定律等。
2、電動熱學
電動熱學的研究對象是電磁場的基本屬性，它的運動規(guī)律以及它和帶電物質之間的互相作用，是在電磁學的基礎上系統(tǒng)的論述電磁場的基本理論。
本課程主要探討宏觀電磁場理論。分為五個模塊：第一模塊是電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律。通過剖析各個實驗定理，借助物理工具從其中總結出電磁場的普遍規(guī)律。構建麥克斯韋多項式組和洛倫茲力公式。第二模塊是靜態(tài)場。討論恒定電磁場問題，注重說明恒定場的基本性質和求解電場和磁場問題的一些基本技巧.第三模塊是變化場，包含電磁波的傳播和幅射。討論電磁波的傳播，包括無界空間中的電磁波的性質、界面上的反射折射以及有界空間中的電磁波問題；電磁波的幅射問題，介紹通常情況下勢的概念和幅射電磁場的估算方式。第四模塊是狹義相對論。從電動熱學的參考系問題引入相對論時空觀，由化學規(guī)律對慣性參考系協(xié)變的要求把電動熱學基本多項式表為四維方式，導入電磁場量在不同參考系間的變換，并說明相對論理學的基本概念，第五模塊討論帶電粒子和電磁場的互相作用，并由此看出把宏觀電動熱學應用到微觀領域的局限性。
3、量子熱學
量子熱學是研究微觀粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）運動規(guī)律的理論，它有助于人們對微觀結構的認識，并具有跨學科的性質（例如量子物理、材料科學、量子電子學和量子生物學等），其內(nèi)容包括波函數(shù)和薛定諤多項式、量子熱學中的熱學量、態(tài)和熱學量的假象、定態(tài)微擾理論和載流子與全同粒子等。量子熱學與相對論一起構成了現(xiàn)代數(shù)學學的理論基礎。
4、熱力學與統(tǒng)計數(shù)學
該部份是研究熱運動的規(guī)律和熱運動對物質宏觀性質的影響。熱力學是熱運動的宏觀理論，用“唯象”的方式，回避了宏觀物體的微觀結構原子物理學楊福家第五版，使用有限的宏觀量（如氣溫、能量、體積、熵、比熱等）來描述，這些描述的基礎是能量守恒等幾個來自實踐經(jīng)驗的宏觀基本規(guī)律（熱力學第零~~第三定理）。統(tǒng)計數(shù)學是熱運動的微觀理論，它用統(tǒng)計的方式去處理復雜的微觀運動，覺得物質的宏觀性質可看成是大量粒子運動的集體表現(xiàn)，宏觀量是微觀量的某種統(tǒng)計平均值。熱力學和統(tǒng)計數(shù)學是針對宏觀和微觀這兩個極端情形發(fā)展上去的，是相輔相成的。
主要內(nèi)容熱力學的基本定理、熱力學函數(shù)及應用、相平衡、統(tǒng)計數(shù)學學基本概念、玻爾茲曼分布率、量子統(tǒng)計學、系統(tǒng)理論、漲落理論等內(nèi)容，使中學生把握與熱現(xiàn)象有關的物質性質及有關規(guī)律性并完善微觀與宏觀的聯(lián)系。
第三章班主任介紹和學習方式介紹
第一節(jié)班主任介紹
目的：通過介紹數(shù)學系任課班主任，介紹她們的研究方向，使中學生了解和熟悉諸位任課班主任，重視學習她們的專長。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
一、物理學專業(yè)主要任課班主任情況介紹
熱學：田野王延峰
力學：王增波楊洋
電磁學：王增波孟旭東
光學：李建民
原子化學：牛振風
理論熱學：王增波田野
電動熱學：宋元軍
量子熱學：牛振風王星
熱力學與統(tǒng)計數(shù)學：楊洋
二、其它任課班主任介紹
楊富南景宇鄭偉韓冰馮浩
三、分別說明她們的學歷學位、研究方向和教學科研成果。
第二節(jié)學習方式介紹
目的：主要介紹學習本專業(yè)各門課程的學習方式，使中學生在學習過程中還能熟練應用。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
一、課堂學習：
二、課下學習：
三、閱讀參考書
四、討論交流
五、參加和專業(yè)有關的各類活動
第四章本專業(yè)的前沿成果和參考書目
第一節(jié)本專業(yè)的前沿成果
目的：通過介紹本專業(yè)的前沿成果，使中學生了解學習本專業(yè)的意義及重要性，并能明晰學習的方向。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
主要介紹我系諸位班主任的研究方向、研究內(nèi)容及取得的那就成果。
第二節(jié)參考書目
目的：所選的參考書目，包括了必讀書目和選讀書目，供中學生學習使用。
學時：1學時
教學內(nèi)容：
一、教材書目：
1、《力學基礎》漆安慎主編高等教育出版社
2、《熱學》李椿等主編高等教育出版社1978年
3、《電磁學》趙凱華主編高等教育出版社第二版2013
4、《光學教程》姚啟鈞主編高等教育出版社1989年
5、《原子化學學》褚圣麟編高等教育出版社
6、《理論熱學》周衍伯（第二版）高等教育出版社1986年
7、《電動熱學》郭碩鴻主編高等教育出版社第二版
8、《量子熱學》周世勛主編高等教育出版社1987年
9、《熱力學與統(tǒng)計數(shù)學學》汪志誠主編第二版高等教育出版社1993年
二、參考書目：
1、《力學》鄭永令等主編高等教育出版社第二版
2、《熱學》李洪芳主編第二版高等教育出版社1994
3、《電磁學》梁燦彬主編高等教育出版社
4、母國光《光學》人民教育出版社1979年
5、楊福家《原子化學學》高等教育出版社2008年4月
6、金尚年、馬永利《理論熱學》（第二版）高等教育出版社2002年
7、梁紹榮《電動熱學》北京師范學院出版社1986年
8、曾謹言著《量子熱學簡史》北京學院出版社1998年
9、蘇汝鏗《統(tǒng)計數(shù)學學》復旦學院出版社1990年
化學學專業(yè)總論教學時數(shù)表
學時：理論課10
章節(jié)講課內(nèi)容
理論課學時
一數(shù)學學概述
二專業(yè)培養(yǎng)目標和課程介紹
三班主任介紹和學習方式介紹
四本專業(yè)的前沿成果和參考書目