(3)ABriefHistoryofScience(科学简史)我们现在很容易认为一些基本的科学法则和理论是理所当然的,如牛顿的万有引力定律。正因为如此,许多在当时看来具有突破性的理论对社会产生的影响常常被忽略掉,甚至学生不清楚现代物理概念是如何被提出的,不明白这些概念对当时产生的影响以及他们是如何改变了世界。本课程的目的是解释科学发展的历史以及科学对社会产生的意义,同时还会说明世界为何会发展为我们今天看到的样子。
(4)PhysicalQuestionsfromEverydayLife(日常遇到的物理问题)课程主要目的是激发学生的想象力,让他们意识到大自然中存在的许多奇迹,要认真地对待日常生活中看似平凡的事件。该课程首先从学生日常生活遇到的问题开始,在回答这些问题的过程中直观地发现一些自然界的本质规律。涉及内容包括:太阳光是什么,乐为什么动听,什么钢很硬、璃却很脆,是波还是粒子。课程只针对具有优秀物理成绩的学生开设。
2.探索物理与其他学科的关系
(1)ScienceofMusic(音乐中的科学)课程向学生介绍音乐中蕴含的科学原理,内容包括声学、音调与音乐、震动、频率与音高、音程与数学比率、震动的弦与音程、音阶的构建、音乐器件及他们的波形、谐波、音质、弦乐器与管乐器、钢琴及其技术、平台式钢琴和立式钢琴、电子琴、电子音乐、MIDI系统、MIDI信号、音乐和调频的合成、数字化与采样、数字音乐的制作。
(2)PhysicsinLifeSciences(生命科学中的物理)课程开设目的是建立人类生命活动和基本的物理知识之间的联系,涉及内容包括:在我们的生态系统中能量是怎样转换的,我们身体里的材料如何运送,我们的眼睛是如何工作的,我们为何需要确定蛋白质的结构,物膜是怎样形成的,骼和牙齿是怎么形成的,为什么发生龋齿,为什么有些植物、昆虫和鱼类能够在寒冷的冬季生存。课程的授课对象为所有对生命科学物理原理感兴趣的非物理专业学生。
(3)TheArtofScience,TheScienceofArt(科学与艺术)人们通常认为科学世界与艺术世界是无关的,一个代表逻辑的真理,一个代表情感的想象。然而科学与艺术确有许多共同之处。科学引起了艺术表现形式的转变,同时艺术被用于工程设计和传播科学知识。该课程使学生了解到与雕塑、绘画、摄影、摄像有关的材料和技术的使用;利用颜色、光线和透视呈现三维图像;利用技术确定艺术品的年代及归属;利用视觉艺术进行科学设计,目的在于能够为阐述科学概念和工程设计提供一些艺术手法。
3.介绍新材料与新技术
(1)IntroductiontotheNanoworld(纳米科学导论)纳米科学与技术的本质是能够做到在分子尺度上对物质进行观测并对其操纵。当物体的尺度处于一纳米到几百纳米之间时,它们会体现崭新的力学、电学、光学、化学以及生物学的属性。纳米科学是整合物理学、化学、材料科学、生物学和工程学的全新科学领域。该课程旨在让学生熟悉纳米技术并对人们感到好奇的问题进行解答,如纳米尺度的重要性是什么,用什么技术测量以及如何制造纳米尺度的物体,纳米仪器与纳米材料如何改变我们未来的生活。只要对纳米科学与纳米技术感兴趣,所有学院的学生都可以选择该课程。
(2)ComputationandMachine:AncienttoModern(计算与机器:从远古到现代)为什么电脑无处不在?在科学探索过程中电脑起到了怎样的作用?在数字电子计算机发明之前世界是如何运转的?该课程展示从古代的直尺和圆规、算盘、机械计算器时代,一直到现代电子数字计算机的发展历程。学生将会了解古希腊、罗马时代、中国和阿拉伯文化关于计算的方法。对于现代的数码时代,我们会探讨计算机的计算原理、算法以及采用二进制的原因,最后我们会展望未来量子计算机所要扮演的角色。
4.关注全球化问题
(1)HowtheOceanWorks(海洋的作用)地球表面的71%由水覆盖。这对人类的进化产生深远影响并将继续塑造我们的未来。海啸和飓风、全球变暖、气候变化、碳循环等一系列问题迫使人们意识到了解海洋在全球范围的作用是十分必要的。通过此课程,学生将会了解各种与海洋有关的现象和特征,如海啸、潮汐、海流、风暴等;海洋是如何影响我们生活的(天气,气候,食物源等);过去几十年发展的关于探索海洋机制的科学理论以及控制并开发海洋的一些尝试(如能源保护,海事工程)。除了使学生了解海洋的作用外,该课程更重要的目的是为脆弱的环境和宝贵的水资源提供可持续发展的决策。