電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論P(yáng)PT完整全套教學(xué)課件

目錄第1章緒論第2章電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系與課程設(shè)置第3章電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)第4章電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)第5章學(xué)好專業(yè)知識,提高綜合能力第6章電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的就業(yè)與考研第1章緒論1.1編寫本書的目的與意義

1.2高等教育及高等工程教育

1.3電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)介紹

1.4電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的區(qū)別1.5電氣信息學(xué)科概述1.6電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識體系1.7電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及要求

1.1編寫本書的目的與意義

大學(xué),是夢開始的地方,每一位學(xué)子帶著家人殷切的期望和自己的夢想離開熟悉的故土,來到陌生的學(xué)校,走上自己的舞臺(tái),既是導(dǎo)演又是主角。當(dāng)形形色色的人物、豐富多變的劇情、包羅百態(tài)的趣聞呈現(xiàn)在眼前時(shí),有人堅(jiān)定,有人迷失……面對這個(gè)大舞臺(tái),我們要做的便是:“知止而后有定;定而后能靜;靜而后能安;安而后能慮;慮而后能得。”(《大學(xué)》)

我們只有明確了自身應(yīng)達(dá)到的境界,才能夠志向堅(jiān)定;志向堅(jiān)定才能夠鎮(zhèn)靜不躁;鎮(zhèn)靜不躁才能夠心安理得;心安理得才能夠思慮周詳;思慮周詳才能夠有所收獲。初入校園的學(xué)子們洋溢著青春的激情,保持著高度的學(xué)習(xí)積極性,希望通過大學(xué)學(xué)習(xí),成為掌握專門知識的專業(yè)技術(shù)人才。但對于剛離開父母羽翼的孩子們來說,夢寐以求的高校有著怎樣的文化,所學(xué)專業(yè)的概況及其與相關(guān)專業(yè)的區(qū)別和聯(lián)系,專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)和方向,課程設(shè)置,教與學(xué)的形式,校園生活,報(bào)考研究生或畢業(yè)后的就業(yè)方向,自己如何適應(yīng)、從何學(xué)起、從何做起等,都還知之甚少。

在社會(huì)心理學(xué)中,第一印象是非常重要的,因?yàn)樵诳傮w印象形成上,最初印象獲得的信息比后來獲得的信息影響更大。那么,剛步入大學(xué)的學(xué)子們對高校及專業(yè)學(xué)習(xí)生活的第一次認(rèn)知,將持續(xù)地影響他們的學(xué)習(xí)激情和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。從歷年大一學(xué)生對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論課程的反響來看,學(xué)生對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置等問題非常關(guān)注;針對歷屆畢業(yè)生的調(diào)查也反映出,四年的大學(xué)夢想能否實(shí)現(xiàn),最初的“知止”即知道自己真正追求的是什么非常關(guān)鍵。

因此,學(xué)院同仁們產(chǎn)生了組織編寫《電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論》的想法。由于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于高新技術(shù)交叉學(xué)科,專業(yè)內(nèi)涵并不單一,且目前尚無類似專業(yè)教程。在這種情況下,為了使學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)之初,對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展、培養(yǎng)方案、課程體系、學(xué)習(xí)方法等有一個(gè)清晰的了解,我們編寫了《電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論》,以期為學(xué)子們規(guī)劃自己大學(xué)期間的奮斗目標(biāo)及其實(shí)現(xiàn)方案提供參考,希望每一位學(xué)子在大學(xué)的舞臺(tái)上都成為聚光燈的焦點(diǎn),敢于嘗試、勇于開拓、創(chuàng)造未來。

1.高等教育

高等教育是教育系統(tǒng)的重要組成部分之一,是在中學(xué)教育后以掌握高深學(xué)問為目的的教育,也稱“第三級教育”。高等教育按其性質(zhì)可分為科學(xué)教育和技術(shù)教育兩大類。

科學(xué)教育又稱“理科教育”,通常指數(shù)(學(xué))、(物)理、化(學(xué))、天(文)、地(理)、生(物)等學(xué)科的教育,主要以數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科為對象,以學(xué)科教育為特征,以培養(yǎng)該學(xué)科的研究、教學(xué)和應(yīng)用人才為目標(biāo),以學(xué)術(shù)性人才為主。

1.2高等教育及高等工程教育

技術(shù)教育包括工程、農(nóng)、林、醫(yī)等教育,以技術(shù)學(xué)科為主要學(xué)科基礎(chǔ),以應(yīng)用技術(shù)為主要專業(yè)內(nèi)容,以應(yīng)用為特征,以培養(yǎng)技術(shù)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用人才為目標(biāo)。在高等教育中,科學(xué)、技術(shù)、工程有著不同的含義。

科學(xué)是運(yùn)用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實(shí)世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)、規(guī)律的知識體系,它的任務(wù)在于揭示事物發(fā)展的規(guī)律,探求客觀真理,作為人們改造世界的指南。按研究對象的不同,科學(xué)可分為自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué),以及總括和貫穿于三個(gè)領(lǐng)域的哲學(xué)和數(shù)學(xué);按與實(shí)踐的不同聯(lián)系,科學(xué)可分為理論科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)等?，F(xiàn)代科學(xué)正沿著學(xué)科高度分化和高度綜合的整體化方向蓬勃發(fā)展(《辭?！?上海辭書出版社,1999年。下同)。

技術(shù)是指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能,如電工技術(shù)、焊接技術(shù)、木工技術(shù)、激光技術(shù)等(《辭?！?。

工程有兩種含義:一是指“將自然科學(xué)的原理應(yīng)用到生產(chǎn)部門中去而形成的各學(xué)科的總稱”,如機(jī)械工程、電子工程等,這些學(xué)科是利用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的原理,結(jié)合在科學(xué)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐中所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展出來的;二是指具體的基本建設(shè)工程項(xiàng)目,如京九鐵路工程、三峽工程等(《辭海》)。在討論教育時(shí),指的是第一種含義。

工程和科學(xué)有聯(lián)系又有區(qū)別。工程以科學(xué)為基礎(chǔ),以技術(shù)為手段?？茖W(xué)主要屬于理論范疇,工程主要屬于實(shí)踐范疇;科學(xué)以發(fā)現(xiàn)為己任,工程以應(yīng)用為宗旨;科學(xué)注重分析,工程注重綜合。

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于技術(shù)教育中的工程教育。

2.高等工程教育

1)目標(biāo)與定位高等工程教育是高等教育中的重要組成部分,作為一種技術(shù)教育,其有兩個(gè)主要特點(diǎn):一是以技術(shù)科學(xué)為主要學(xué)科基礎(chǔ),以應(yīng)用技術(shù)為主要專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容;二是以工程和應(yīng)用為主要對象。

工程教育和科學(xué)教育既有聯(lián)系又有區(qū)別。工程教育以培養(yǎng)工程師為主要目標(biāo),科學(xué)教育以培養(yǎng)科學(xué)家為主要目標(biāo)?？茖W(xué)家和工程師都崇尚科學(xué)、求真務(wù)實(shí),但科學(xué)家的任務(wù)在于認(rèn)識世界,研究已有的世界;工程師的任務(wù)則在于改造世界,創(chuàng)造未來的世界。

航空工程的先驅(qū)者、美國加州理工學(xué)院馮·卡門教授有句名言:“科學(xué)家研究已有的世界,工程師創(chuàng)造未來的世界?！惫こ處熌堋皠?chuàng)造”一個(gè)什么樣的世界,給人類提供一個(gè)什么樣的生存環(huán)境,是與我們每個(gè)人都密切相關(guān)的大問題。因此,工程師除了需要具有良好的科學(xué)素養(yǎng)外,還需要具有較高的工程素養(yǎng)。工程素養(yǎng)主要包括理科素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)、工程技術(shù)知識、工程訓(xùn)練和全面的解決實(shí)際問題的能力等。

工程以科學(xué)為基礎(chǔ),以技術(shù)為手段,最終以服務(wù)社會(huì)、服務(wù)人為目的。因此,高等工程教育要培養(yǎng)高質(zhì)量的、適應(yīng)21世紀(jì)需要的工程技術(shù)人才,應(yīng)注重培養(yǎng)以下幾方面意識:

(1)明確的工程意識。工程是直接為人服務(wù),為人提供方便的,因此,明確的工程意識就是“以人為本”的意識,就是“質(zhì)量第一”的意識,就是“適用”的意識。

(2)強(qiáng)烈的實(shí)踐意識。工程師的天職是在生產(chǎn)現(xiàn)場解決工程實(shí)際問題,所以在高等工程教育中必須堅(jiān)持科學(xué)教育與工程訓(xùn)練并重的原則,堅(jiān)持教學(xué)、科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的原則。

(3)寬闊的視野和全面的綜合意識。工程是一個(gè)復(fù)雜的綜合體,牽涉方方面面的問題:技術(shù)問題、環(huán)境問題、倫理問題、經(jīng)濟(jì)問題、管理決策等。因此,每一位工程師都要樹立大工程觀,要有寬闊的視野和全面的綜合意識。

(4)鮮明的創(chuàng)新意識。工程的本質(zhì)在于創(chuàng)新,創(chuàng)造未來的世界,工程技術(shù)的變化日新月異,因此要樹立終身學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)、開放的觀點(diǎn)和不斷創(chuàng)新的觀點(diǎn)。

2)現(xiàn)代工程師應(yīng)具備的能力與素質(zhì)

當(dāng)今世界,各國綜合國力的競爭,其實(shí)質(zhì)是科技水平的競爭,是教育質(zhì)量的競爭,是創(chuàng)新能力的競爭,是人才素質(zhì)的競爭。這場競爭,對于社會(huì)的生產(chǎn)力(包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工具、勞動(dòng)者素質(zhì)等)和人們的生產(chǎn)方式、生活方式、思想觀念的變革都將產(chǎn)生重大的、深遠(yuǎn)的影響。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,有更多、更完善的科學(xué)理論指導(dǎo)工程實(shí)踐,也有更多、更先進(jìn)的技術(shù)手段供工程師在實(shí)踐中應(yīng)用,這就產(chǎn)生了現(xiàn)代工程。現(xiàn)代工程的科學(xué)性、社會(huì)性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性和復(fù)雜性等特征日益突出,其工作內(nèi)容也不斷擴(kuò)展。人們通常提到工程化、產(chǎn)業(yè)化,實(shí)際上是從研究到開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、營銷、管理、咨詢的一個(gè)過程,或者說是從思想(方案)到形成樣品、產(chǎn)品、商品、產(chǎn)業(yè)的一個(gè)過程,是鏈?zhǔn)竭M(jìn)行的。鏈條中的每個(gè)環(huán)節(jié)都有大量的技術(shù)問題、經(jīng)濟(jì)問題和社會(huì)問題需要工程師予以妥善解決。

實(shí)踐表明,現(xiàn)代工程需要的是能綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段,懂經(jīng)濟(jì)、會(huì)管理,兼?zhèn)淙宋木窈涂茖W(xué)精神(而不僅是科學(xué)知識)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。一名現(xiàn)代工程師應(yīng)該能綜合運(yùn)用科學(xué)的觀點(diǎn)、方法和技術(shù)手段來分析、解決各種工程問題,承擔(dān)工程科學(xué)與技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用任務(wù)?，F(xiàn)代工程師應(yīng)具有的基本素質(zhì)包括知識、能力、品德三個(gè)方面:

知識方面,應(yīng)掌握必需的自然科學(xué)知識和人文社會(huì)科學(xué)知識;能力方面,應(yīng)具有收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、組織管理能力、綜合協(xié)同能力、表達(dá)溝通能力和社會(huì)活動(dòng)的能力,尤其要不斷增強(qiáng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力;品德方面,不僅要具備基本的倫理道德、社會(huì)公德,還要具有職業(yè)道德,如強(qiáng)烈的事業(yè)心、高度的責(zé)任感、不斷進(jìn)取的毅力、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神、良好的個(gè)人修養(yǎng)等。

在國際化已成為教育發(fā)展的一種全球性趨勢的今天,我們列舉出美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)(ABET)制定的對工程教育培養(yǎng)專業(yè)人才的11條評估標(biāo)準(zhǔn):

(1)有應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識的能力。

(2)有進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)處理的能力。

(3)有根據(jù)需要去設(shè)計(jì)一個(gè)部件、一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)過程的能力。

(4)有多種訓(xùn)練的綜合能力。

(5)有驗(yàn)證、指導(dǎo)及解決工程問題的能力。

(6)有對職業(yè)道德及社會(huì)責(zé)任的了解。

(7)有效地表達(dá)與交流的能力。

(8)懂得工程問題對全球環(huán)境和社會(huì)的影響。

(9)具備終身學(xué)習(xí)的能力。

(10)具有有關(guān)當(dāng)今時(shí)代問題的知識。

(11)有應(yīng)用各種技術(shù)和現(xiàn)代工程工具去解決實(shí)際問題的能力。

從這11條評估標(biāo)準(zhǔn)中可以看出,在重視加強(qiáng)數(shù)學(xué)和科學(xué)基礎(chǔ)的前提下,當(dāng)前,高等工程教育人才培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)是:工程實(shí)踐能力;表達(dá)交流溝通能力與團(tuán)隊(duì)合作精神;終身學(xué)習(xí)能力;職業(yè)道德及社會(huì)責(zé)任;人文和經(jīng)濟(jì)管理、環(huán)境保護(hù)等。由此看出,大學(xué)教育除了知識的傳授、能力的培養(yǎng)外,素質(zhì)教育也是重要的內(nèi)容。

3.大學(xué)中的素質(zhì)教育

素質(zhì)教育是中國教育界基于對教育的新認(rèn)識而提出的概念,它揭示了教育的本質(zhì),是中國教育界對教育理論的貢獻(xiàn)。

1)素質(zhì)和素質(zhì)教育

什么是素質(zhì)?詞典對此有三種解釋:

①指人通過先天遺傳獲得的品質(zhì),它是人后天能力培養(yǎng)的基礎(chǔ);

②泛指一個(gè)人的素養(yǎng)、涵養(yǎng)和品質(zhì);

③指人在先天遺傳的基礎(chǔ)上,經(jīng)過后天環(huán)境和教育的長期內(nèi)化而形成的穩(wěn)定的品質(zhì)。

第一種解釋是生理學(xué)和心理學(xué)上的解釋,

第二種解釋是一般人的寬泛的理解,

第三種解釋是教育學(xué)上的解釋,也是本書采用的界定。

這一界定有三點(diǎn)值得注意的地方:

第一,教育學(xué)上的素質(zhì)既考慮了先天遺傳的基礎(chǔ),更考慮了后天環(huán)境和教育的作用;

第二,素質(zhì)的形成是一個(gè)長期內(nèi)化的過程;

第三,素質(zhì)是一種穩(wěn)定的品質(zhì),一旦形成,將會(huì)時(shí)時(shí)處處起作用。

那么,什么是素質(zhì)教育呢?素質(zhì)教育就是以提高人的素質(zhì)為目標(biāo)的教育。隨著社會(huì)的發(fā)展,人們的認(rèn)識得到了提高,對教育的本質(zhì)有了更深入的領(lǐng)會(huì)。雖然人們已逐漸認(rèn)識到教育的目的是使人成為完整的人、和諧的人,但對通過什么途徑才能成為完整的人、和諧的人這一問題,也經(jīng)歷了一個(gè)不斷深化的認(rèn)識過程。起初,人們認(rèn)為知識就是力量,因此,教育就是以傳授知識為主要目的,這就形成了知識本位的教育價(jià)值觀。隨著認(rèn)識的深入,人們發(fā)現(xiàn)僅有知識還不夠,還需要能力,于是,能力的重要性受到關(guān)注,能力本位的教育價(jià)值觀被接受。社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步使人們更深刻地領(lǐng)悟到僅有知識和能力也是不夠的,更需要有高素質(zhì),所以,素質(zhì)的重要性得到承認(rèn),人們開始樹立素質(zhì)本位的教育價(jià)值觀。

2)知識、能力和素質(zhì)的關(guān)系

正確理解知識、能力和素質(zhì)的關(guān)系是正確理解素質(zhì)教育的關(guān)鍵。知識是人們認(rèn)識事物的基礎(chǔ),但它處于表層。能力是在知識的基礎(chǔ)上經(jīng)過有意識的訓(xùn)練而形成的,處于里層;素質(zhì)則是在知識和能力的基礎(chǔ)上經(jīng)過長期的內(nèi)化形成,處于內(nèi)核。

三者的關(guān)系除了層次上的區(qū)別外,還有相輔相成的關(guān)系。知識不等于能力,但能力是在知識的基礎(chǔ)上形成的,知識越多,越有利于能力的形成。因此,我們在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育時(shí),決不能忽視知識的傳授。從知識到能力,需要經(jīng)過一次質(zhì)的飛躍。

同樣,知識和能力也不等于素質(zhì),但素質(zhì)是在知識和能力的基礎(chǔ)上形成的,知識越多,能力越強(qiáng),越有利于素質(zhì)的提高。因此,在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育時(shí),同樣不能忽視能力的培養(yǎng)。從知識、能力到素質(zhì),還需要再經(jīng)過一次質(zhì)的飛躍。事實(shí)上,要全面有效地推進(jìn)素質(zhì)教育,必須以傳授知識為基礎(chǔ),以培養(yǎng)能力為重點(diǎn),以提高素質(zhì)為目標(biāo)。

3)實(shí)施素質(zhì)教育

推進(jìn)素質(zhì)教育已成為我國教育界的共識,但要真正落到實(shí)處、取得實(shí)效并不是一件容易的事。素質(zhì)教育的實(shí)施要注意以下幾方面:

(1)素質(zhì)教育是一種教育理念。素質(zhì)教育不是一種教育模式,不應(yīng)用它全盤取代現(xiàn)有的教育。素質(zhì)教育既要求每一個(gè)人在德、智、體、美諸方面全面發(fā)展,又要求每一個(gè)人的知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,使人真正成為一個(gè)和諧的人。

素質(zhì)教育是一種可持續(xù)發(fā)展的教育觀,它通過提高一個(gè)人的素質(zhì),使其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,而不是一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展。素質(zhì)教育是一種辯證的、統(tǒng)一的教育,是個(gè)人本位和社會(huì)本位的辯證統(tǒng)一,它既幫助個(gè)人得到可持續(xù)發(fā)展,又通過全民素質(zhì)的提高,使國家、社會(huì)得到可持續(xù)發(fā)展;既幫助人類得到發(fā)展,又使人類和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

(2)加強(qiáng)通識教育。通識教育是對長期以來我國高等教育由于專業(yè)劃分過細(xì)而導(dǎo)致的人的片面發(fā)展的一種矯正。通識教育課程包括比較廣泛的人文、自然科學(xué)、體育和工具技能性課程(外語、計(jì)算機(jī)等),基本上涵蓋了大學(xué)教育中主要的公共課程和基礎(chǔ)課。

(3)要整體優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代大學(xué)生必須要具備較寬的知識面。既要具備科學(xué)知識,又要具備人文知識和社會(huì)知識;既要具備本專業(yè)的知識,又要具備相關(guān)專業(yè)的知識;既要具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識,又要具備較寬的前沿知識。現(xiàn)代大學(xué)生還需要具備多種能力,核心的能力有:學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、表達(dá)交流能力和協(xié)作能力?，F(xiàn)代大學(xué)生更需要具備多種素質(zhì),核心的素質(zhì)有:思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)和身體心理素質(zhì),主要的品質(zhì)包括使命感、責(zé)任心、人文關(guān)懷、鑒賞品位、務(wù)實(shí)精神、創(chuàng)新意識、承受力和寬容心。

(4)要正確處理創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育的關(guān)系。創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的有機(jī)和重要組成部分。創(chuàng)新能力是重要的能力,創(chuàng)新意識是重要的品質(zhì)和素質(zhì),不能把創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育割裂,也不能用創(chuàng)新教育代替素質(zhì)教育。同時(shí),學(xué)校在推行創(chuàng)新教育時(shí),一定要防止浮躁的心態(tài),要克服急功近利的思想,注重樹立多元的觀念,營造寬松的環(huán)境,鼓勵(lì)創(chuàng)新的意識。

按照素質(zhì)教育的思想,教育的目的是全面提高人的素質(zhì),要通過學(xué)校的各種教育,把對學(xué)生而言是外在的知識和感受內(nèi)化為學(xué)生個(gè)人內(nèi)在的、穩(wěn)定的個(gè)性心理品質(zhì),從而為學(xué)生一生的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。在大學(xué)的教學(xué)過程中,教師傳授必要的知識是重要的,更重要的是使學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)方法和較強(qiáng)的自學(xué)能力,具備科學(xué)精神和健全人格。

1.3電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)介紹

電子科學(xué)與技術(shù)是建立在物理學(xué)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上的一門光學(xué)和半導(dǎo)體物理電子技術(shù)等高新科技交叉的應(yīng)用科學(xué)。隨著信息時(shí)代的到來,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生,其涵蓋的學(xué)科領(lǐng)域有光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、電子材料與元器件、物理電子技術(shù)和電磁場與微波等,其中,光電子技術(shù)和微電子技術(shù)的前身是激光專業(yè)和半導(dǎo)體專業(yè)。

1.主要方向概況

1)微電子技術(shù)方向

1947年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶體管,開創(chuàng)了固體電子技術(shù)時(shí)代。在隨后的10年中,晶體管技術(shù)不斷進(jìn)步,德州儀器和貝爾實(shí)驗(yàn)室分別在1954年推出晶體管收音機(jī)和全晶體管計(jì)算機(jī),并且1957年美國第一個(gè)軌道衛(wèi)星“探測者”也首次使用了晶體管技術(shù)。根據(jù)國外發(fā)展電子器件的進(jìn)程,我國在1956年提出“向科學(xué)進(jìn)軍”的號召,將半導(dǎo)體技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一。

2)光電子技術(shù)方向

激光是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的新光源,其與半導(dǎo)體均被視為20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)4項(xiàng)重大發(fā)明之一。激光技術(shù)也被美國科學(xué)家總結(jié)為影響全球未來發(fā)展的18項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)之一,可廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域,并以其強(qiáng)大的生命力深刻地影響了社會(huì)的發(fā)展,推動(dòng)了光電子技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。1964年,中國科學(xué)院在上海建立了當(dāng)時(shí)世界上第一所激光技術(shù)專業(yè)研究所上海光學(xué)精密機(jī)械研究所;電子工業(yè)部成立了從事激光與紅外研究的11所等。

這些國家研究所是早期光電子技術(shù)高層研究型人才的搖籃。隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展,1971年,由清華大學(xué)、北京大學(xué)、天津大學(xué)、中國科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北電訊工程學(xué)院、北京工業(yè)學(xué)院、華中工學(xué)院、成都電訊工程學(xué)院等院校在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上,成立了激光專業(yè),后來又有多所學(xué)校相繼成立了激光專業(yè);1985年,根據(jù)國家教委頒布的專業(yè)目錄,激光專業(yè)與紅外光譜學(xué)合并,更名為光電子技術(shù)專業(yè)。

光電子技術(shù)集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)的研究成就,成為具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科。時(shí)至今日,光電子技術(shù)已被應(yīng)用于工業(yè)、通信、信息處理、檢測、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育、科學(xué)研究和社會(huì)發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見,繼微電子技術(shù)之后,光電子技術(shù)將再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革新。

3)電子材料與元器件方向

電子材料與元器件專業(yè)方向起源于20世紀(jì)50年代末西安交通大學(xué)、電子科技大學(xué)、華中科技大學(xué)等院校先后成立的無線電元件與材料專業(yè)。該專業(yè)在70年代初更名為電子元器件與材料專業(yè),1985年根據(jù)國家教委頒布的專業(yè)目錄,又改為電子材料與元器件專業(yè),它側(cè)重于半導(dǎo)體材料、敏感材料、光電材料、電子陶瓷材料以及相關(guān)元器件的研究和制備。

4)物理電子技術(shù)方向

物理電子技術(shù)專業(yè)方向起源于20世紀(jì)50年代清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等院校設(shè)立的電真空技術(shù)專業(yè)。1985年本科專業(yè)調(diào)整,物理電子技術(shù)整合了電子物理技術(shù)、真空電子技術(shù)、氣體電子學(xué)與激光等11個(gè)專業(yè)。物理電子技術(shù)是一個(gè)寬口徑的專業(yè)方向,與近代物理學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、光電子學(xué)、量子電子學(xué)及相關(guān)技術(shù)交叉與融合,形成了真空電子學(xué)與技術(shù)、微波電子學(xué)與技術(shù)、光電子學(xué)與技術(shù)、納米電子學(xué)與技術(shù)、超導(dǎo)電子學(xué)與技術(shù)等專業(yè),并形成了若干新的科學(xué)技術(shù)增長點(diǎn),如光波與光子技術(shù)、信息顯示技術(shù)與器件、高速光纖通信與光纖網(wǎng)等。

5)電磁場與微波方向

電磁場與微波專業(yè)方向是由20世紀(jì)70年代無線電通信與電子系統(tǒng)學(xué)科演變而來的,該方向以電磁場理論、光導(dǎo)波理論、光器件物理及微波電路理論為基礎(chǔ),并與通信系統(tǒng)、微電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等相結(jié)合。隨著當(dāng)代物理、數(shù)學(xué)、技術(shù)科學(xué)的不斷進(jìn)步,電磁場和微波技術(shù)得到日新月異的發(fā)展,在通信、雷達(dá)、激光和光纖、遙感、衛(wèi)星、微電子、高能技術(shù)、生物和醫(yī)療等高新技術(shù)領(lǐng)域中起著重要作用。

從整合的五個(gè)專業(yè)方向的發(fā)展可以看出,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)涵蓋的學(xué)科范圍極其廣泛,它以電子和光電子器件為核心,由物理、材料、工藝、器件、系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)完整的學(xué)科體系。器件物理、器件材料和器件制作工藝構(gòu)成了電子和光電子器件的技術(shù)支撐,形成了多個(gè)緊密關(guān)聯(lián)的學(xué)科群,器件封裝工藝和器件測試技術(shù)的不斷發(fā)展,確保了電子和光電子器件在器件應(yīng)用、器件集成和系統(tǒng)集成等方面的應(yīng)用不斷提升,形成了以系統(tǒng)帶動(dòng)器件、以器件帶動(dòng)材料的良性循環(huán)發(fā)展。

2.人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)各學(xué)科方向及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,吸引了許多高校紛紛加盟該學(xué)科,或新建了該專業(yè),或擴(kuò)充了專業(yè)方向。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2017年底,全國有200余所高校開設(shè)了電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。各高校充分利用現(xiàn)有的資源和優(yōu)勢,加強(qiáng)學(xué)科基礎(chǔ),拓寬專業(yè)口徑,注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,堅(jiān)持通識教育與專才教育相結(jié)合,探索適合各自學(xué)校特色的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)模式。

電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科本身的發(fā)展十分活躍,新理論、新材料、新器件不斷涌現(xiàn),技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新快,與之相適應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)、知識體系、核心課程等也須緊跟學(xué)科的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步。為達(dá)到知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合培養(yǎng)目標(biāo),本專業(yè)教育內(nèi)容和知識體系由通識教育、專業(yè)教育、集中實(shí)踐教育和第二課堂三大部分組成。

通識教育內(nèi)容包括:人文社會(huì)科學(xué),自然科學(xué),經(jīng)濟(jì)管理,外語,計(jì)算機(jī)信息技術(shù),體育,實(shí)踐訓(xùn)練等。

專業(yè)教育內(nèi)容包括:學(xué)科大類基礎(chǔ),本學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ),專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練等。

集中實(shí)踐教育和第二課堂內(nèi)容包括:思想教育,學(xué)術(shù)與科技活動(dòng),文體活動(dòng),自選活動(dòng)等。

通識教育為專業(yè)教育打下扎實(shí)的基礎(chǔ);專業(yè)教育傳授本專業(yè)及相關(guān)學(xué)科知識并提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力;集中實(shí)踐教育和第二課堂更多地展現(xiàn)個(gè)性化,是提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的重要內(nèi)容。

由于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)所涵蓋的專業(yè)方向比較廣,各高校一般側(cè)重1~2個(gè)專業(yè)方向,在構(gòu)建的知識體系中,各自對自然科學(xué)、學(xué)科大類基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)的要求存在一些差異。

3.影響本專業(yè)教育的因素

1)與本學(xué)科專業(yè)密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以光電子信息技術(shù)為主導(dǎo)的信息產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)的最大產(chǎn)業(yè),面對光電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,美、德、日、英、法等發(fā)達(dá)國家競相加大投入力度,全球相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場競爭愈加激烈,這必將推動(dòng)我國電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展。

2)國家經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向

我國《“十三五”先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》中提出,“十三五”期間,先進(jìn)制造領(lǐng)域重點(diǎn)從“系統(tǒng)集成、智能裝備、制造基礎(chǔ)和先進(jìn)制造科技創(chuàng)新示范工程”4個(gè)層面圍繞13個(gè)主要方向開展重點(diǎn)任務(wù)部署。在這13個(gè)方向中,第二(激光制造)、第四(極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝)、第五(新型電子制造關(guān)鍵裝備)個(gè)方向明確地與電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科緊密相關(guān)。

3)國家教育政策的扶持和激勵(lì)學(xué)術(shù)發(fā)展的各項(xiàng)體制

國家因地制宜地制定產(chǎn)學(xué)研政策與相關(guān)的機(jī)制,能夠促使高校與企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,從而激勵(lì)本學(xué)科快速發(fā)展。在我國“863”計(jì)劃“973”計(jì)劃和國家攻關(guān)計(jì)劃中,電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域都有大量立項(xiàng),未來還將有更大的發(fā)展空間。

4)教育理念

我國本科的教育理念正在不斷地發(fā)生變化,從過去僅著眼于傳授知識發(fā)展為重視創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng),重視知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的新型人才觀念,以及為了適應(yīng)社會(huì)未來發(fā)展需求的終身教育理念。

近年來,全面工程教育理論在國內(nèi)外教育界不斷被提起。隨著研討的推進(jìn),全面工程教育對當(dāng)代教育變革的影響日益明顯。當(dāng)前,世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行,綜合國力競爭愈加激烈。工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。為推動(dòng)工程教育改革創(chuàng)新,2017年2月18日,教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),與會(huì)高校對新時(shí)期工程人才培養(yǎng)進(jìn)行了熱烈討論,共同探討了新工科的內(nèi)涵特征、新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑選擇,并達(dá)成了共識:我國高等工程教育改革發(fā)展已經(jīng)站在新的歷史起點(diǎn)。

2017年2月底,教育部發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實(shí)踐的通知》,希望各地高校開展“新工科”的研究實(shí)踐活動(dòng),從而深化工程教育改革,推進(jìn)“新工科”的建設(shè)與發(fā)展。“新工科”更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性,尤其注重信息通信、電子控制、軟件設(shè)計(jì)等新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合。專家們目前普遍看重的面向新技術(shù)的專業(yè)大類都與電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科息息相關(guān)。

1.4電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的區(qū)別

在2012年教育部對1998年版的專業(yè)目錄進(jìn)行修訂后,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)與電子信息工程專業(yè)、通信工程專業(yè)、微電子科學(xué)與工程專業(yè)、光電信息科學(xué)與工程專業(yè)和信息工程專業(yè)同屬工學(xué)下的電子信息類(0807)。

1.電子信息工程專業(yè)

電子信息工程是一門應(yīng)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科,主要研究信息的獲取與處理,以及電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和集成。電子信息工程專業(yè)是集現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)于一體的專業(yè)。該專業(yè)的學(xué)生主要學(xué)習(xí)信號的獲取與處理、電子設(shè)備信息系統(tǒng)等方面的專業(yè)知識,受到電子與信息工程實(shí)踐的基本訓(xùn)練,適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求,從事本專業(yè)或相關(guān)的產(chǎn)品及設(shè)備的生產(chǎn)、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、新產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)等工作。

2.通信工程專業(yè)

通信工程是信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速并極具活力的一個(gè)領(lǐng)域,尤其是數(shù)字移動(dòng)通信、光纖通信、Internet網(wǎng)絡(luò)通信,使人們在傳遞信息和獲得信息方面達(dá)到了前所未有的便捷。該學(xué)科關(guān)注的是通信過程中的信息傳輸和信號處理的原理和應(yīng)用。本專業(yè)學(xué)習(xí)通信技術(shù)、通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)等方面的知識,能在通信領(lǐng)域中從事研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營及在國民經(jīng)濟(jì)各部門和國防工業(yè)中從事開發(fā)、應(yīng)用通信技術(shù)與設(shè)備的工作。

3.微電子科學(xué)與工程專業(yè)

微電子科學(xué)與工程是在物理學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)制造等多個(gè)學(xué)科和超凈、超純、超精細(xì)加工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。該學(xué)科主要研究半導(dǎo)體器件物理、功能電子材料、固體電子器件、超大規(guī)模集成電路(ULSI)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù),微機(jī)械電子系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造技術(shù)等。微電子科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)具有扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)和電子技術(shù)基礎(chǔ)理論,掌握新型微電子器件和集成電路分析、設(shè)計(jì)、制造的基本理論和方法,具備本專業(yè)良好的實(shí)驗(yàn)技能,能在微電子及相關(guān)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、科技開發(fā)、工程技術(shù)、生產(chǎn)管理與行政管理等工作的人才。

4.光電信息科學(xué)與工程專業(yè)

光電信息技術(shù)是由光學(xué)、光電子、微電子等技術(shù)結(jié)合而成的多學(xué)科綜合技術(shù),涉及光信息的輻射、傳輸、探測以及光電信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理與顯示等眾多的內(nèi)容。光電信息技術(shù)以其極快的響應(yīng)速度、極寬的頻寬、極大的信息容量以及極高的信息效率和分辨率推動(dòng)著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,從而使光電信息產(chǎn)業(yè)在市場的份額逐年增加。

光電信息科學(xué)與工程專業(yè)主要學(xué)習(xí)光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識,了解光電信息技術(shù)的前沿理論,把握當(dāng)代光電信息技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),學(xué)生應(yīng)具有研究開發(fā)新系統(tǒng)、新技術(shù)的能力,接受現(xiàn)代光電信息技術(shù)的應(yīng)用訓(xùn)練,掌握光電信息領(lǐng)域中光電儀器的設(shè)計(jì)及制造方法,具有在光電信息工程及相關(guān)領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、開發(fā)的基本能力。

1.5電氣信息學(xué)科概述

電氣信息學(xué)科是當(dāng)今世界上發(fā)展最快的學(xué)科之一,是介于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)之間的一種科學(xué),在人類社會(huì)的技術(shù)發(fā)展中起著十分重要的作用。電氣信息學(xué)科涉及眾多的子學(xué)科和相關(guān)學(xué)科,如電氣工程和自動(dòng)化專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、通信工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)等。電氣信息類專業(yè)將傳統(tǒng)的電工技術(shù)與計(jì)算機(jī)、電子、自動(dòng)控制、系統(tǒng)工程及信息處理等新技術(shù)相結(jié)合,具有廣闊的應(yīng)用前景。

1.6電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識體系

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)知識體系由4個(gè)層次組成:知識領(lǐng)域、知識模塊、知識單元和知識點(diǎn)。基礎(chǔ)知識體系的內(nèi)容由4個(gè)知識領(lǐng)域組成:電路與電子、光電子技術(shù)、光電信息處理和計(jì)算機(jī)。每個(gè)知識領(lǐng)域由若干個(gè)知識模塊組成,每個(gè)知識模塊由多個(gè)知識單元組成,而每個(gè)知識單元又由若干個(gè)知識點(diǎn)構(gòu)成。

1.電路與電子知識領(lǐng)域

電路與電子知識領(lǐng)域主要包括電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子線路、光電子線路等知識模塊。(1)電路分析基礎(chǔ)。電路分析基礎(chǔ)模塊包含的知識單元有:集總電路電壓、電流的約束關(guān)系;用獨(dú)立電流、電壓變量分析的方法;大規(guī)模電路分析方法概要;分解方法及單口網(wǎng)絡(luò);簡單非線性電阻電路的分析;電容元件與電感元件;一階、二階電路;沖擊函數(shù)在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用;交流動(dòng)態(tài)電路的分析;阻抗和導(dǎo)納;正弦穩(wěn)態(tài)功率和能量、三相電路;電路的頻率響應(yīng);耦合電感和理想變壓器;雙端口網(wǎng)絡(luò)。

(2)模擬電子技術(shù)。模擬電子技術(shù)模塊包含的知識單元有:半導(dǎo)體二極管及基本電路;半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ);場效應(yīng)管及其放大電路;功率放大電路;集成運(yùn)算放大器;反饋放大電路;信號運(yùn)算及處理電路;信號產(chǎn)生電路;直流穩(wěn)壓電源。

(3)數(shù)字電子技術(shù)。數(shù)字電子技術(shù)模塊包含的知識單元有:邏輯代數(shù);門電路;組合邏輯電路;觸發(fā)器;時(shí)序邏輯電路;脈沖波形產(chǎn)生及整形;半導(dǎo)體存儲(chǔ)器;A/D、D/A轉(zhuǎn)換。

(4)高頻電子線路。高頻電子線路模塊包含的知識單元有:高頻小信號放大器及電子噪聲;高頻功率放大器;正弦波振蕩器;振幅調(diào)制與解調(diào);變頻器;角度調(diào)制與解調(diào);反饋控制電路。

(5)光電子線路。光電子線路模塊包含的知識單元有:低噪聲放大器;微弱信號檢測技術(shù);有源濾波器;調(diào)制與解調(diào);光電器件電路設(shè)計(jì);模擬電壓的切換和信號的采樣保持電路;光電信號的數(shù)字處理;小功率高壓穩(wěn)壓器和大功率穩(wěn)流電源。

2.光電子技術(shù)知識領(lǐng)域

光電子技術(shù)知識領(lǐng)域主要包括工程光學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、激光原理與技術(shù)、激光器件與應(yīng)用、光纖傳感技術(shù)等知識模塊。

(1)工程光學(xué)。工程光學(xué)模塊包含的知識單元有:幾何光學(xué)的基本定律;幾何光學(xué)的成像理論;光學(xué)儀器;光度學(xué);光的干涉;光的衍射;光的偏振;光的吸收、色散和散射;光的輻射;光子和波粒二象性;薄膜光學(xué);傅立葉光學(xué);全息術(shù)。

(2)半導(dǎo)體物理學(xué)。半導(dǎo)體物理學(xué)模塊包含的知識單元有:半導(dǎo)體中的電子狀態(tài);半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級;半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布;半導(dǎo)體的導(dǎo)電性;非平衡載流子;PN結(jié);金屬和半導(dǎo)體接觸;半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu);半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)和光電與發(fā)光現(xiàn)象。

(3)激光原理與技術(shù)。激光原理與技術(shù)模塊包含的知識單元有:激光的基本原理;開放式光腔與高斯光束;電磁場和物質(zhì)的共振相互作用;激光振蕩特性;激光放大特性;激光器特性的控制和改善;典型激光器。

(4)激光器件與應(yīng)用。激光器件與應(yīng)用模塊包含的知識單元有:氣體激光器的放電激勵(lì)基礎(chǔ);氣體原子激光器;氣體分子激光器;氣體離子激光器;固體激光工作物質(zhì)的性質(zhì);光泵浦系統(tǒng);激光器的熱效應(yīng)及散熱;固體激光器光學(xué)諧振腔;固體激光器輸出特性;半導(dǎo)體激光器工作原理;半導(dǎo)體激光器的輸出特性;異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器;其他類型的半導(dǎo)體激光器。

(5)光纖傳感技術(shù)。光纖傳感模塊包含的知識單元有:光纖波導(dǎo)理論;光纖模式耦合理論;光纖的基本特性;光纖傳感器中的光源;光纖傳感器中的光電探測器;光纖傳感器中的光調(diào)制技術(shù);熱工參數(shù)測量光纖傳感器;電磁參數(shù)測量光纖傳感器;機(jī)械量測量光纖傳感器;溫度測量光纖傳感器;其他光纖傳感器;光纖傳感技術(shù)的發(fā)展概況及展望。

3.光電信息處理知識領(lǐng)域

光電信息處理知識領(lǐng)域主要包括電磁場與電磁波、光信息處理、光纖通信、光電檢測技術(shù)、現(xiàn)代顯示技術(shù)等知識模塊。

(1)電磁場與電磁波。電磁場與電磁波模塊包含的知識單元有:矢量分析;電磁場中的基本物理量和基本實(shí)驗(yàn)定律;靜電場分析;靜態(tài)場邊值問題的解法;恒定磁場分析;時(shí)變電磁場;正弦平面電磁波;導(dǎo)行電磁波;電磁波的輻射。

(2)光信息處理。光信息處理模塊包含的知識單元有:標(biāo)量衍射的角譜衍射;光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性;光全息術(shù);空間光調(diào)制器;光學(xué)信息處理技術(shù);圖像的全息顯示;光學(xué)三維傳感。

(3)光纖通信。光纖通信模塊包含的知識單元有:光纖和光纜;通信用光器件;光端機(jī);數(shù)字光纖通信系統(tǒng);模擬光纖通信系統(tǒng);光纖通信新技術(shù);光纖通信網(wǎng)絡(luò)。

(4)光電檢測技術(shù)。光電檢測模塊包含的知識單元有:光電檢測技術(shù)基礎(chǔ);光電檢測器件;熱電檢測器件;光源與光電耦合器件;光電信號檢測電路設(shè)計(jì);光電信號的數(shù)據(jù)采集與微機(jī)接口;光電信號的變換和檢測技術(shù);光電信號的變換形式與檢測方法;光電檢測技術(shù)的典型應(yīng)用。

(5)現(xiàn)代顯示技術(shù)?，F(xiàn)代顯示模塊包含的知識單元有:陰極射線致發(fā)光顯示;液晶顯示;注入電致發(fā)光顯示;高場電致發(fā)光顯示;等離子顯示;激光顯示;大屏幕顯示。

4.計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域

計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域主要包括C語言程序設(shè)計(jì)、可視化編程語言、微機(jī)原理及接口技術(shù)、微控制器原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫與管理信息系統(tǒng)等知識模塊。

(1)C語言程序設(shè)計(jì)。C語言模塊包含的知識單元有:基本數(shù)據(jù)類型;表達(dá)式;順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì);選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì);循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì);函數(shù);數(shù)組類型;結(jié)構(gòu)體類型和共用體類型;指針類型;文件類型。

(2)可視化編程語言。可視化編程語言模塊包含的知識單元有:面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì);VB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ);內(nèi)部控件和內(nèi)部常用函數(shù);三種控制結(jié)構(gòu);圖形圖像與鼠標(biāo)、鍵盤事件;控件數(shù)組和菜單、工具欄、對話框;文件操作;多模塊程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。

(3)微機(jī)原理及接口技術(shù)。微機(jī)原理及接口技術(shù)模塊包含的知識單元有:微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計(jì);輸入輸出和中斷技術(shù);存儲(chǔ)器系統(tǒng);常用數(shù)字接口電路;模擬接口電路;常用外設(shè)及多媒體技術(shù)。

(4)微控制器原理及應(yīng)用。微控制器原理及應(yīng)用模塊包含的知識單元有:MCS51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu);MCS51單片機(jī)指令系統(tǒng);程序設(shè)計(jì);中斷系統(tǒng);定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;串行IO口;MCS51系統(tǒng)的擴(kuò)展;單片機(jī)系統(tǒng)的接口技術(shù)。

(5)數(shù)據(jù)庫與管理信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫模塊包含的知識單元有:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論;VisualFoxpro6.0概述;程序設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì);VFP6.0數(shù)據(jù)庫、表的創(chuàng)建與操作;查詢與視圖;表單的設(shè)計(jì);報(bào)表設(shè)計(jì);應(yīng)用系統(tǒng)的集成。

1.7電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及要求

1.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)所需要的德、智、體等方面全面發(fā)展的高素質(zhì)的從事先進(jìn)電子材料與器件、光子材料與器件、微電子技術(shù)與芯片、大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)、光電子器件與集成光學(xué)、微波技術(shù)與器件、數(shù)字化電子信息系統(tǒng)理論與技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和測試技術(shù)等方面的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行與管理的富有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級科學(xué)技術(shù)與工程人才。學(xué)制4年,可授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

2.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)要求

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基本理論和基本知識,接受電子科學(xué)與技術(shù)工程實(shí)踐的基本訓(xùn)練,能夠在電子材料與器件、微電子技術(shù)、微波技術(shù)、光電子技術(shù)、光通信技術(shù)、光信息處理技術(shù)、數(shù)字化電子信息系統(tǒng)理論與技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和測試技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域從事新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和工程應(yīng)用的基本能力。

畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾個(gè)方面的知識和能力:

(1)具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基本理論知識,較好的人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合能力。

(2)系統(tǒng)掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的寬厚的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識。

(3)具備一定的在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)研究能力和組織管理能力,具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力。

(4)具備跟蹤掌握本專業(yè)領(lǐng)域的新理論、新知識、新技術(shù)的能力,具有研究、開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的初步能力。

(5)了解本專業(yè)領(lǐng)域的理論前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài)。

(6)掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法。第2章電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系與課程設(shè)置2.1電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系

2.2電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置

2.3電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主干課程教學(xué)大綱

2.1電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系

高校按照電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識體系,通過構(gòu)建由通識教育課、學(xué)科基礎(chǔ)教育課和專業(yè)教育課組成的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系,加強(qiáng)學(xué)生理論應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、持續(xù)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

課程是高等學(xué)校教學(xué)工作的基本單元。課程體系是將人類通過實(shí)踐所積累的知識經(jīng)過選擇和組織而形成的供傳授用的課程的總和。由課程組成的課程體系是國家教育方針和學(xué)校辦學(xué)思想的反映,是在人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下制訂的,既是教育思想和高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的綜合反映,又是高校為學(xué)生構(gòu)建知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體體現(xiàn)。

課程體系是教學(xué)計(jì)劃的主要內(nèi)容,是教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié),有如工程設(shè)計(jì)的藍(lán)圖。它也反映了學(xué)校的辦學(xué)特點(diǎn)。說到底,課程體系就是在大學(xué)里設(shè)置哪些課程。根據(jù)大學(xué)課程的性質(zhì),我國通常將其分為通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程,還根據(jù)選課的形式分為必修課、限定選修課和任意選修課。課程體系關(guān)注的主要問題是在大學(xué)四年時(shí)間內(nèi)各類課程如何組成、各占多大的比例。

隨著高等教育逐漸走向大眾化,大學(xué)的類型越來越多,多樣化的高等教育已經(jīng)形成,因而課程體系的理論也趨于多樣化。盡管每一所高校都可以有自己的課程體系,但一所高校的課程體系總是與學(xué)校的類型定位密切相關(guān)。所以,一所高校首先必須明確自己的定位。在明確了定位的前提下,就可以討論當(dāng)代課程體系理論和類型問題。當(dāng)代課程體系理論的核心觀點(diǎn)在于,不同類型的高校應(yīng)有最適合其辦學(xué)目標(biāo)的課程體系。

對于教學(xué)型高校,由于其辦學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,因此比較注重學(xué)生的專業(yè)教育課程,基礎(chǔ)則以夠用為度。在其課程體系中,通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程的比重相差無幾。這種課程體系猶如一根柱子,用大寫的英文字母“I”表示,稱為“I型課程體系”。

對于職業(yè)學(xué)校和某些以職業(yè)為對象的專業(yè),因其培養(yǎng)目標(biāo)是職業(yè)型應(yīng)用人才,所以更注重專業(yè)課程和職業(yè)技能。在這類學(xué)校和專業(yè)的課程體系中,專業(yè)教育課程的比重最高。這種課程體系猶如一只叉子,用大寫的英文字母“Y”表示,稱為“Y型課程體系”。本書所介紹的課程體系主要針對教學(xué)型高校。

1.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系簡介

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)體系由理論教學(xué)、集中實(shí)踐教育和第二課堂組成。理論教學(xué)的課程體系由通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程組成。

為達(dá)到知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合培養(yǎng)目標(biāo),本專業(yè)的課程體系由通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程三大部分組成。具體的課程體系如表21所示。

本課程體系具有如下特點(diǎn):

(1)依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和21世紀(jì)對人才知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求,按人文社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)基礎(chǔ)、體育、外語、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理、工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)方向等8個(gè)知識點(diǎn),構(gòu)建人才培養(yǎng)方案的知識體系。

(2)拓寬專業(yè)口徑,滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求。專業(yè)課的設(shè)置除了包括2~4門本專業(yè)必需的主要專業(yè)課程外,設(shè)置了體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。

(3)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)。部分主干課程包含課內(nèi)實(shí)驗(yàn),上課時(shí)間與理論教學(xué)同步。每學(xué)年設(shè)置6周集中教學(xué)時(shí)間,將實(shí)踐環(huán)節(jié)完全納入人才培養(yǎng)方案之中,使課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、課內(nèi)與課外有機(jī)結(jié)合起來,同時(shí)突出了設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

(4)重視學(xué)生共性提高與個(gè)性發(fā)展,重視素質(zhì)教育與專業(yè)教育的結(jié)合、素質(zhì)教育課內(nèi)與課外教學(xué)的結(jié)合。

2.通識教育課程

通識教育包含人文社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)管理、體育、外語、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)及相應(yīng)的集中實(shí)踐訓(xùn)練,以加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)、專業(yè)理論基礎(chǔ)和基本技能訓(xùn)練,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)性強(qiáng)的人才。通識教育所含課程、學(xué)分及考核方式如表2-2所示。

自然科學(xué)知識體系中的課程有高等數(shù)學(xué)、普通物理、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、線性代數(shù),這些課程給予學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課所必需的基本的數(shù)理知識,傳授給學(xué)生科學(xué)思維的方法,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已知知識解決問題的能力,其中,高等數(shù)學(xué)、普通物理為本專業(yè)的主干必修課程。

課程根據(jù)選課的形式可分為主干必修課、非主干必修課和非主干選修課。

主干必修課和非主干必修課是根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格要求,按照各專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的需要所設(shè)置的必須學(xué)習(xí)的公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課,通過學(xué)習(xí)必修課,學(xué)生應(yīng)掌握該專業(yè)必備的基礎(chǔ)知識、基本技能。教學(xué)計(jì)劃中,主干必修課必須修讀;非主干必修課是為保證專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而確定的必選課程,對學(xué)生而言,非主干必修課也必須修讀。

3.學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程

學(xué)科基礎(chǔ)教育課程主要有:電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、工程數(shù)學(xué)、電子線路CAD等。專業(yè)基礎(chǔ)課程主要有:工程光學(xué)、量子力學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、電磁場與電磁波、激光原理與技術(shù)、通信原理、光信息處理、信號分析與處理、電視原理與技術(shù)、高頻電子線路等。

專業(yè)教育課程主要有:光電檢測技術(shù)、光纖通信、激光器件與應(yīng)用等。專業(yè)方向課程主要有:紅外物理、現(xiàn)代顯示技術(shù)、光電成像技術(shù)、光交換與光通信網(wǎng)、光纖傳感技術(shù)、光電子線路、半導(dǎo)體光電子器件等。

相應(yīng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)主要有:計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)訓(xùn)練、電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、科研技能訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)、金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。其中主要專業(yè)實(shí)驗(yàn)有:物理實(shí)驗(yàn)、電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、工程光學(xué)實(shí)驗(yàn)、光電電子線路實(shí)驗(yàn)、光纖通信實(shí)驗(yàn)、激光原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)、光電檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)、光信息處理實(shí)驗(yàn)、微弱信號探測實(shí)驗(yàn)、激光器件及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代顯示技術(shù)實(shí)驗(yàn)、光電子綜合實(shí)驗(yàn)等。

學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程、學(xué)分及考核方式如表2-3所示。

4.集中實(shí)踐教育課程

本專業(yè)按照德、智、體全面發(fā)展的原則和融傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)為一體的教學(xué)要求,將素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)貫穿于人才培養(yǎng)的全過程,構(gòu)建理工融合、文理交叉,以工科為背景向非工科專業(yè)滲透的、德智體有機(jī)結(jié)合的培養(yǎng)體系,使學(xué)生的思想道德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)、身體心理素質(zhì)得到提高。具體內(nèi)容如表2-4所示。

5.第二課堂教學(xué)

第二課堂教學(xué)內(nèi)容如表2-5所示。

2.2-電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置

1.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)按學(xué)期的課程設(shè)置電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)進(jìn)程計(jì)劃如表2-6所示。

2.電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要課程間的銜接關(guān)系

高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)中的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、數(shù)學(xué)物理方程是本專業(yè)主要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課,是學(xué)習(xí)其他專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的數(shù)學(xué)工具。其他課程的安排順序可從不同的知識領(lǐng)域考慮。

針對電路與電子知識領(lǐng)域設(shè)置的5門課程,其開課順序?yàn)?電路分析基礎(chǔ)→模擬電子技術(shù)→數(shù)字電子技術(shù)→高頻電子線路→現(xiàn)代電源技術(shù)。

針對光電子技術(shù)知識領(lǐng)域設(shè)置的5門課程,其開課順序?yàn)?工程光學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)→激光原理與技術(shù)→激光器件與應(yīng)用→紅外物理技術(shù)。其中,后2門課也可同時(shí)上,所學(xué)內(nèi)容沒有先后關(guān)系。

針對光電信息處理知識領(lǐng)域設(shè)置的5門課程,其開課順序?yàn)?電磁場與電磁波→光信息處理→光纖通信→光電檢測技術(shù)→現(xiàn)代顯示技術(shù)。

針對計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域設(shè)置的5門課程,其開課順序?yàn)?高級語言程序設(shè)計(jì)→可視化編程語言→微控制器原理及應(yīng)用→計(jì)算機(jī)接口技術(shù)。

上述開課順序僅僅是從知識領(lǐng)域角度出發(fā)提供的一個(gè)參考,表明了主要的前導(dǎo)課程和后續(xù)課程,但其4個(gè)模塊間仍有交叉關(guān)系,如在學(xué)過工程光學(xué)后,再開設(shè)光電檢測技術(shù),激光器件與應(yīng)用和光纖通信同時(shí)開設(shè),等等。

2.3電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主干課程教學(xué)大綱1.高等數(shù)學(xué)(192學(xué)時(shí))

高等數(shù)學(xué)課程是高等學(xué)校工科本科各專業(yè)學(xué)生的一門必修的重要基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括:一元函數(shù)微積分學(xué),向量代數(shù)和空間解析幾何,多元函數(shù)微積分學(xué),無窮級數(shù)(包括傅立葉級數(shù))和常微分方程。本課程應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和自學(xué)能力,還要特別注意培養(yǎng)學(xué)生具有比較熟練的計(jì)算能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。

1)函數(shù)、極限、連續(xù)

最少學(xué)時(shí):20學(xué)時(shí)。知識點(diǎn):初等函數(shù)的性質(zhì);反函數(shù);極限;夾逼準(zhǔn)則和單調(diào)有界準(zhǔn)則;函數(shù)在一點(diǎn)連續(xù);極限的求解。

基本要求:了解函數(shù)奇偶性、單調(diào)性、周期性和有界性;了解反函數(shù)的概念;了解兩個(gè)極限存在準(zhǔn)則(夾逼準(zhǔn)則和單調(diào)有界準(zhǔn)則);了解無窮小、無窮大,以及無窮小的階的概念;了解間斷點(diǎn)的概念,并會(huì)判別間斷點(diǎn)的類型;了解初等函數(shù)的連續(xù)性和閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)(介值定理和最大、最小值定理);

理解函數(shù)、復(fù)合函數(shù)、極限、函數(shù)在一點(diǎn)連續(xù)的概念;

掌握基本初等函數(shù)的性質(zhì)及其圖形、極限四則運(yùn)算法則極限求解。

2)一元函數(shù)微分學(xué)

最少學(xué)時(shí):30學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):導(dǎo)數(shù)和微分;函數(shù)的可導(dǎo)性與連續(xù)性;羅爾(Rolle)定理,拉格朗日(Lagrange)定理;復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo);初等函數(shù)一階、二階導(dǎo)數(shù)的求法;隱函數(shù)和參數(shù)式所確定的函數(shù)的一階、二階導(dǎo)數(shù)的求法;反函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的求法;函數(shù)單調(diào)性的判斷和極值的求法;羅必達(dá)(LH?pital)法則求不定式的極限。

基本要求:

了解微分的四則運(yùn)算法則和一階微分形式不變性;了解高階導(dǎo)數(shù)的概念;了解柯西(Cauchy)定理和泰勒(Taylor)定理;了解曲率和曲率半徑的概念并會(huì)計(jì)算曲率和曲率半徑;了解求方程近似解的二分法和切線法;

理解導(dǎo)數(shù)和微分的概念、幾何意義及函數(shù)的可導(dǎo)性與連續(xù)性之間的關(guān)系、羅爾定理和拉格朗日定理、函數(shù)的極值概念;

掌握導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則和復(fù)合函數(shù)、初等函數(shù)、隱函數(shù)、反函數(shù)的一階、二階導(dǎo)數(shù)求導(dǎo)法,掌握用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性和求極值的方法和羅必達(dá)法則求不定式的極限。

3)一元函數(shù)積分學(xué)

最少學(xué)時(shí):30學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):不定積分的概念及性質(zhì);積分法;定積分的基本概念;定積分的計(jì)算;定積分的應(yīng)用。

基本要求:

了解定積分的近似計(jì)算法;

理解不定積分和定積分的概念及性質(zhì),變上限的積分作為其上限的函數(shù)及其求導(dǎo)定理;

掌握不定積分的基本公式、換元法與分部積分法。

4)向量代數(shù)與空間解析幾何

最少學(xué)時(shí):14學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):空間直角坐標(biāo);向量代數(shù);空間中的平面和直線;二次曲面。

基本要求:

了解兩個(gè)向量垂直與平行的條件、常用二次曲面的方程及其圖形、旋轉(zhuǎn)曲面及母線方程、空間曲線的參數(shù)方程和一般方程、曲面的交線在坐標(biāo)平面上的投影;

理解空間直角坐標(biāo)系、向量的概念及其表示、曲面方程的概念;

掌握向量的運(yùn)算、單位向量、方向余弦、向量的坐標(biāo)表達(dá)式、平面的方程和直線的方程及其求法。

5)多元函數(shù)微分學(xué)

最少學(xué)時(shí):16學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):多元函數(shù)的概念;偏導(dǎo)數(shù)和全微分;偏導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用。

基本要求:

了解二元函數(shù)的極限與連續(xù)性的概念、有界閉域上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)、方向?qū)?shù)與梯度的概念及其計(jì)算方法、求條件極值的拉格朗日乘數(shù)法、全微分存在的必要條件和充分條件;

理解多元函數(shù)、偏導(dǎo)數(shù)和全微分、多元函數(shù)極值和條件極值的概念,會(huì)求二元函數(shù)的極值;

掌握復(fù)合函數(shù)一階偏導(dǎo)數(shù)、二階偏導(dǎo)數(shù)、隱函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)、曲線的切線和法平面、曲面的切平面與法線的方程的求法。

6)多元函數(shù)積分學(xué)

最少學(xué)時(shí):30學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):二重積分;三重積分;重積分的應(yīng)用。

基本要求:

了解重積分的性質(zhì)、計(jì)算方法、兩類曲線積分的性質(zhì)及兩類曲線積分的關(guān)系、斯托克斯(Stokes)公式、散度、旋度的概念及其計(jì)算方法;

理解二重積分、三重積分、兩類曲線積分的概念;

掌握二重積分、兩類曲線積分的計(jì)算方法,格林(Green)公式、高斯(Gauss)公式,用重積分、曲線積分及曲面積分求一些幾何量與物理量(如體積、曲面面積、弧長、質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、引力、功等)。

7)無窮級數(shù)

最少學(xué)時(shí):20學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):常數(shù)項(xiàng)級數(shù);冪級數(shù);傅立葉(Fourier)級數(shù)。

基本要求:了解無窮級數(shù)基本性質(zhì)及收斂的必要條件、正項(xiàng)級數(shù)的比較審斂法、交錯(cuò)級數(shù)的萊布尼茨(Leibniz)定理、無窮級數(shù)絕對收斂與條件收斂的概念以及絕對收斂與收斂的關(guān)系、函數(shù)項(xiàng)級數(shù)的收斂域及和函數(shù)的概念、冪級數(shù)收斂的基本性質(zhì)、函數(shù)展開為泰勒級數(shù)的充分必要條件、冪級數(shù)在近似計(jì)算上的簡單應(yīng)用;理解無窮級數(shù)收斂、發(fā)散以及和的概念;

理解狄利克雷(Dirichlet)收斂定理,函數(shù)的傅立葉級數(shù)展開、正弦或余弦級數(shù)展開;

掌握幾何級數(shù)和P－級數(shù)的收斂性、正項(xiàng)級數(shù)的比較審斂法及比值審斂法、簡單的冪級數(shù)收斂區(qū)間的求法、將一些簡單的函數(shù)間接展開成冪級數(shù)。

8)常微分方程

最少學(xué)時(shí):20學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):一階常微分方程;二階常微分方程。

基本要求:

了解微分方程、解、通解、初始條件和特解等概念,高階常系數(shù)齊次線性微分方程的解法;

理解二階線性微分方程解的結(jié)構(gòu);

掌握全微分方程、齊次方程和伯努利(Bernoulli)方程、變量可分離的方程及一階線性方程的解法、二階常系數(shù)齊次線性微分方程的解法,以及二階常系數(shù)非齊次線性微分方程的特解。

2.工程數(shù)學(xué)(60學(xué)時(shí))

工程數(shù)學(xué)包括復(fù)變函數(shù)、積分變換、矢量分析與場論等三部分內(nèi)容。

1)復(fù)變函數(shù)(30學(xué)時(shí))

復(fù)變函數(shù)是高等學(xué)校工科學(xué)校的一門基礎(chǔ)課,通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能初步掌握復(fù)變函數(shù)基本理論與方法,為學(xué)習(xí)有關(guān)后繼課程奠定必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。先修課程:高等數(shù)學(xué)后續(xù)課程:信號與系統(tǒng)分析

(1)復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)。

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):復(fù)數(shù);復(fù)變函數(shù)的極限和連續(xù)。

基本要求:

熟練掌握復(fù)數(shù)的各種表示方法及其運(yùn)算;了解區(qū)域的概念;理解復(fù)變函數(shù)概念;知道復(fù)變函數(shù)的極限和連續(xù)的概念。

(2)解析函數(shù)。

最少學(xué)時(shí):6學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):復(fù)變函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及復(fù)變函數(shù)解析充要條件;調(diào)和函數(shù);解析函數(shù)的實(shí)(虛)部;指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)及冪函數(shù)。

基本要求:

理解復(fù)變函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及復(fù)變函數(shù)解析的概念;熟悉復(fù)變函數(shù)解析的充要條件;了解調(diào)和函數(shù)與解析函數(shù)的關(guān)系;掌握從解析函數(shù)的實(shí)(虛)部求其虛(實(shí))部的方法;了解指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)及冪函數(shù)的定義及它們的主要性質(zhì)(包括在單值域中的解析性)。

(3)積分。

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):柯西積分定理。

基本要求:

理解復(fù)變函數(shù)的定義,了解其性質(zhì),會(huì)求復(fù)變函數(shù)的積分;了解柯西積分定理,掌握柯西積分公式和高階導(dǎo)數(shù)公式;知道解析函數(shù)無限次可導(dǎo)的性質(zhì)。

(4)級數(shù)。

最少學(xué)時(shí):6學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):復(fù)數(shù)項(xiàng)級數(shù)收斂、發(fā)散及絕對收斂;冪級數(shù)收斂半徑;泰勒定理。

基本要求:

理解復(fù)數(shù)項(xiàng)級數(shù)收斂、發(fā)散及絕對收斂等概念;了解冪級數(shù)收斂圓的概念;掌握簡單的冪級數(shù)收斂半徑的求法;知道級數(shù)在收斂圓內(nèi)的一些基本性質(zhì);了解泰勒定理;掌握ez,sinz,ln(1+z),(1+z)n的麥克勞林(Maclaurin)展開式,并能利用它們將一些簡單的解析函數(shù)展開成冪級數(shù);了解羅朗(Laurent)定理及孤立奇點(diǎn)的分類(不包括無窮遠(yuǎn)點(diǎn));掌握將簡單的函數(shù)在其孤立奇點(diǎn)附近展開為羅郎級數(shù)的間接方法。

(5)留數(shù)。

最少學(xué)時(shí):6學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):留數(shù);留數(shù)定理。

基本要求:理解留數(shù)的概念;掌握極點(diǎn)處的留數(shù)的求法;理解留數(shù)定理;掌握用留數(shù)求圍道積分的方法,會(huì)用留數(shù)求一些實(shí)積分。

(6)保角映射。

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。知識點(diǎn):保角映射;線性映射的性質(zhì)和分式線性影射的保圓性及對稱型。

基本要求:

了解導(dǎo)數(shù)的幾何意義及保角映射的概念;知道w=zα(α為正有理數(shù))和w=ez的映射性質(zhì);掌握線性映射的性質(zhì)和分式線性影射的保圓性及對稱型;會(huì)求一些簡單區(qū)域(例如平面、半平面、角型域、圓、帶形域等)之間的保角映射。

2)積分變換(20學(xué)時(shí))

該課程是電氣、自動(dòng)化、通信等專業(yè)必學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課,在學(xué)完高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生會(huì)用積分變換進(jìn)行有關(guān)方面的計(jì)算,從而為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

先修課程:高等數(shù)學(xué)

后續(xù)課程:信號與系統(tǒng)分析

最少學(xué)時(shí):傅氏變換10學(xué)時(shí),拉氏變換10學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn)及基本要求:理解傅氏變換、拉氏變換概念,理解拉氏變換的卷積定理;

掌握拉氏變換定理與逆定理,掌握傅氏變換與拉氏變換的線性性質(zhì)、位移性質(zhì)、微分性質(zhì)、積分性質(zhì);

掌握某些常見函數(shù)及δ(t)函數(shù)的傅氏與拉氏變換公式,并會(huì)查表求象函數(shù)與象原函數(shù),掌握拉氏變換求常系數(shù)線性微分方程的方法。

3)矢量分析與場論(10學(xué)時(shí))

(1)矢量分析。

知識點(diǎn)及基本要求:

了解矢性函數(shù)的概念,矢端函數(shù);會(huì)矢性函數(shù)極限與連續(xù)性的計(jì)算;了解矢性函數(shù)的微分方法,矢性函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及幾何意義,矢性函數(shù)的微分及幾何意義,會(huì)矢性函數(shù)的求導(dǎo)計(jì)算;會(huì)矢性函數(shù)的積分,不定積分,定積分的計(jì)算;正確了解矢性函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與積分。

(2)場論。

知識點(diǎn)及基本要求:

了解場的概念,等值面(數(shù)量場),矢量場的矢量線的概念;理解并掌握數(shù)量場的方向?qū)?shù)與梯度的概念及計(jì)算;理解并掌握矢量場的通量和散度;通量、散度的概念及計(jì)算;理解并掌握矢量場的環(huán)量和旋度;環(huán)量、旋度的概念及計(jì)算;幾個(gè)重要的場(有勢場、管型場、調(diào)和場);能夠熟練掌握計(jì)算方向?qū)?shù)、梯度、通量與散度的計(jì)算;掌握算子進(jìn)行計(jì)算。

(3)曲線坐標(biāo)(為選學(xué)內(nèi)容)。

知識點(diǎn)及基本要求:

了解曲線坐標(biāo)的概念與曲線坐標(biāo)的弧微分,梯度、旋度與調(diào)和量在正交曲線坐標(biāo)系中的表達(dá)式。

3.大學(xué)物理(105學(xué)時(shí))

大學(xué)物理主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電場與磁場、振動(dòng)與波動(dòng)、量子物理五部分,其任務(wù)是:要求學(xué)生掌握物理學(xué)的基本概念和基本原理以及研究問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,提高其科學(xué)素質(zhì),為學(xué)生今后掌握新技術(shù)和學(xué)習(xí)技術(shù)基礎(chǔ)課及專業(yè)課打下良好的基礎(chǔ)。

先修課程:高中物理

后續(xù)課程:半導(dǎo)體物理、激光原理

1)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)

最少學(xué)時(shí):3學(xué)時(shí)

知識點(diǎn):參考系和坐標(biāo)系,質(zhì)點(diǎn);位置矢量,位移;速度;加速度;直線運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)迭加原理,拋體運(yùn)動(dòng);圓周運(yùn)動(dòng)。

基本要求:

理解質(zhì)點(diǎn)模型和參考系、慣性系等概念;

掌握位置矢量,位移、速度、加速度等概念及計(jì)算方法;根據(jù)給定的用直角坐標(biāo)表示的質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程,能熟練地計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的位移、速度和加速度;根據(jù)給定的用平面極坐標(biāo)表示的運(yùn)動(dòng)方程,能靈活、熟練地計(jì)算質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角加速度,切向與法向加速度。

2)牛頓運(yùn)動(dòng)定律

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。知識點(diǎn):牛頓(Newton)運(yùn)動(dòng)定律;力學(xué)的單位制和量綱;沖量,動(dòng)量,動(dòng)量定理;功,動(dòng)能,動(dòng)能定理。

基本要求:

掌握牛頓三定律及其適用條件、功的概念;能熟練地計(jì)算直線運(yùn)動(dòng)情況下受力的功;掌握質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理和動(dòng)量定理,能用它們分析、解決質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的簡單力學(xué)問題。

3)運(yùn)動(dòng)的守恒定律

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):保守力做功;勢能,機(jī)械能守恒定律;動(dòng)量守恒定律;能量守恒定律。

基本要求:

掌握保守力做功的特點(diǎn)及勢能概念;會(huì)計(jì)算勢能;掌握機(jī)械能守恒定律,動(dòng)量守恒定律及其適用條件。掌握運(yùn)用守恒定律分析問題的思路和方法,能分析二、三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的系統(tǒng)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)問題。

4)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)

最少學(xué)時(shí):3學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng);轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;力矩,轉(zhuǎn)動(dòng)定律;力矩的功,剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)定理;動(dòng)量矩和沖量矩,動(dòng)量矩守恒定律。

基本要求:

理解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、動(dòng)量矩概念;掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律、動(dòng)量矩守恒定律及其適應(yīng)條件,應(yīng)用該定律分析、計(jì)算有關(guān)問題。

5)相對論基礎(chǔ)

最少學(xué)時(shí):5學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):伽利略(Galileo)變換和牛頓力學(xué)中的時(shí)空觀;邁克爾遜莫雷(MichelsonMorley)實(shí)驗(yàn);愛因斯坦(Einstein)“狹義相對論”的基本假設(shè),洛侖茲(Lorentz)坐標(biāo)變換;相對論時(shí)空觀;相對論動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。

基本要求:

了解狹義相對論中同時(shí)性的相對性以及長度收縮和時(shí)間膨脹的概念;了解牛頓力學(xué)中的時(shí)空觀和狹義相對論中的時(shí)空觀,以及二者的差異;

理解愛因斯坦狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè);理解洛侖茲坐標(biāo)變換;理解狹義相對論中質(zhì)量和速度的關(guān)系、質(zhì)量和能量的關(guān)系,并能用以分析和計(jì)算有關(guān)的簡單問題。

6)氣體動(dòng)理論

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):平衡狀態(tài),理想氣體狀態(tài)方程;理想氣體的壓強(qiáng)公式;理想氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系;能量按自由度均分定理;理想氣體內(nèi)能;麥克斯韋(Maxwell)分子速率分布定律;分子碰撞及平均自由程;氣體內(nèi)的遷移現(xiàn)象及其基本定律。

基本要求:

了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn);了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)圖像;通過推導(dǎo)氣體的壓強(qiáng)公式,了解從提出模型、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均、建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系到闡明宏觀量微觀本質(zhì)的思想與方法;了解氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程;了解麥克斯韋速率分布定律及速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義;了解氣體分子三種速率的統(tǒng)計(jì)意義;

理解壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能等概念;理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式及其物理意義;理解氣體分子平均能量按自由度均分定理。

7)熱力學(xué)基礎(chǔ)

最少學(xué)時(shí):5學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):功、熱量、內(nèi)能;熱力學(xué)第一定律;熱力學(xué)第一定律對理想氣體等值過程的應(yīng)用;氣體的摩爾熱容;絕熱過程;循環(huán)過程,卡諾循環(huán);熱力學(xué)第二定律;可逆過程和不可逆過程;卡諾定理;熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義和適用范圍。

基本要求:

了解兩種敘述的等價(jià)性;了解熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義及無序性;

理解平衡過程;理解熱力學(xué)第二定律的兩種敘述;理解可逆和不可逆過程;

掌握熱力學(xué)第一定律,能熟練分析、計(jì)算理想氣體各等值過程和絕熱過程中功、熱量、內(nèi)能改變量及卡諾循環(huán)的效率;掌握功和熱量的概念。

8)真空中的靜電場

最少學(xué)時(shí):10學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):電荷和電場;庫侖(Coulomb)定律,電介質(zhì);電場強(qiáng)度,電力線;電位移,電通量,高斯定理;電場力的功,電勢;場強(qiáng)和電勢梯度的關(guān)系。

基本要求:

了解場強(qiáng)與電勢的微分關(guān)系;能對一些簡單問題進(jìn)行場強(qiáng)和電勢的計(jì)算;理解高斯定理和環(huán)路定理;理解電偶極矩概念,并能計(jì)算電偶極子在電場中所受的力和力矩;掌握電場強(qiáng)度、電勢的概念及場強(qiáng)疊加原理;

掌握場強(qiáng)與電勢的積分關(guān)系;掌握用高斯定律計(jì)算場強(qiáng)的條件和方法,并能熟練地應(yīng)用。

9)導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場

最少學(xué)時(shí):6學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):電場中的導(dǎo)體;電場中的電介質(zhì),電介質(zhì)的極化;歐姆定律的微分形式;電容,電容器;電場的能量。

基本要求:

了解靜電場中的導(dǎo)體、電介質(zhì)的極化現(xiàn)象及其微觀機(jī)理和特性;了解電容定義及其物理意義;

理解維持恒定電流的條件,電動(dòng)勢的概念,歐姆(Ohm)定律的微分形式的物理意義。

10)真空中的恒定磁場

最少學(xué)時(shí):10學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):基本磁現(xiàn)象;磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度;畢奧薩伐爾(BiotSavart)定律;磁場對電流導(dǎo)線的作用力,安培定律;洛侖茲力;磁場強(qiáng)度,安培環(huán)路定理;運(yùn)動(dòng)電荷的磁場。

基本要求:理解恒定磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理;理解安培定律和洛侖茲力公式;理解磁矩概念,能計(jì)算幾種簡單形狀載流導(dǎo)體在磁場中所受的力和力矩,能分析點(diǎn)電荷在均勻電磁場中的受力和運(yùn)動(dòng)的簡單情況;

掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念和畢奧薩伐爾定律,能對一些簡單問題進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算;掌握用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法,并能熟練運(yùn)用。

11)磁介質(zhì)中的磁場

最少學(xué)時(shí):6學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):磁介質(zhì);磁化強(qiáng)度;鐵磁質(zhì)。

基本要求:

了解磁介質(zhì)的極化現(xiàn)象及其微觀解釋、鐵磁質(zhì)的特性、各向同性介質(zhì)中的H和B之間的關(guān)系和區(qū)別。

12)電磁感應(yīng)

最少學(xué)時(shí):8學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):電磁感應(yīng)基本定律;磁場中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢;渦旋電場;自感應(yīng);互感應(yīng);磁場的能量;麥克斯韋方程組(積分形式);電磁振蕩;電磁波的輻射和傳播。

基本要求:

了解位移電流概念;了解麥克斯韋方程組(積分形式)的物理意義、電磁波的性質(zhì);理解動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的概念和規(guī)律;了解渦旋電場的物理意義;理解自感系數(shù)和互感系數(shù)的定義及其物理意義;在一些簡單的對稱情況下,能計(jì)算磁場貯存的能量;

掌握法拉第電磁感應(yīng)定律。

13)機(jī)械振動(dòng)

最少學(xué)時(shí):8學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):振動(dòng)的一般概念;簡諧振動(dòng);無阻尼自由振動(dòng);阻尼振動(dòng),受迫振動(dòng);同方向簡諧振動(dòng)的合成。

基本要求:

理解兩個(gè)同方向、同頻率諧振動(dòng)合成振動(dòng)的規(guī)律,以及合振動(dòng)振幅極大和極小的條件;

掌握描述諧振動(dòng)的各物理量特別是位相的物理意義及相互關(guān)系,能比較同一諧振動(dòng)在不同時(shí)刻或同頻率不同諧振動(dòng)的位相差;掌握旋轉(zhuǎn)矢量法,并能用以分析有關(guān)問題;掌握諧振動(dòng)的基本特征,能建立彈簧振子或單擺振動(dòng)的微分方程,能根據(jù)給定的初始條件求出一維諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程,并理解其物理意義。

14)機(jī)械波

最少學(xué)時(shí):8學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播,簡諧波;波的傳播速度,波長,頻率;波動(dòng)方程;波的能量,能流密度;惠更斯原理;波的疊加原理,波的干涉;駐波;波的繞射和散射。

基本要求:

了解波的能量傳播特征、能流密度等概念;理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件;理解波形圖線;理解惠氏(Huygens)原理和波的疊加原理;理解駐波和行波的區(qū)別;

掌握描述簡諧波的各物理量的物理意義及其相互關(guān)系;掌握根據(jù)已知質(zhì)點(diǎn)的諧振方程建立平面簡諧波的波動(dòng)方程的方法,以及波動(dòng)方程的物理意義;掌握波的干涉條件;能應(yīng)用位相差或波程差概念分析和確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件。

15)波動(dòng)光學(xué)

最少學(xué)時(shí):12學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):光源,獲得相干光的方法;光程及光程差;薄膜干涉;邁克耳孫(Michelson)干涉儀;惠更斯菲涅耳(HuygensFresnel)原理;單縫和圓孔夫瑯禾費(fèi)(Fraunhofer)衍射;衍射光柵;自然光和偏振光;起偏和檢偏;光的雙折射現(xiàn)象。

基本要求:

了解邁克耳孫干涉儀的工作原理;了解惠更斯菲涅耳原理。理解獲得相干光的方法;理解光柵衍射公式,會(huì)確定光柵譜線的位置,會(huì)分析光柵常數(shù)及波長對光柵衍射譜線分布的影響;理解自然光和線偏振光;理解布儒斯特定律及馬呂斯定律;理解偏振光的獲得方法和檢驗(yàn)方法。

掌握光程的概念及光程差和位相差的關(guān)系,能分析確定楊氏(Young)雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置;掌握分析單縫夫瑯禾費(fèi)衍射暗紋分布規(guī)律的方法,會(huì)分析縫寬及波長對衍射條紋分布的影響。

16)早期量子論和量子力學(xué)基礎(chǔ)

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律;玻爾(Bohr)的氫原子理論;德布羅意(L.V.Bro物質(zhì)波;測不準(zhǔn)關(guān)系;波函數(shù),薛定諤(Schr?dinger)方程;氫原子的量子力學(xué)處理;g光lie電)的效應(yīng),康普頓效應(yīng);愛因斯坦方程,光子。

基本要求:

了解理論對這兩個(gè)假設(shè)的解釋;了解玻爾量子化假設(shè)的意義及局限性;了解德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)及電子衍射實(shí)驗(yàn);了解一維定態(tài)薛定諤方程;了解如何用波動(dòng)觀點(diǎn)說明能量量子化;了解角動(dòng)量量子化與空間量子化;了解微觀粒子的自旋;了解描述原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù);了解原子的電子殼層結(jié)構(gòu)。

理解光電效應(yīng)和康普頓(Compton)效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律以及愛因斯坦的光子假設(shè);理解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及玻爾的氫原子理論;理解描述物質(zhì)波動(dòng)性的物理量(波長、頻率)和粒子性的物理量(動(dòng)量、能量)間的關(guān)系;理解波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋、測不準(zhǔn)關(guān)系。

掌握實(shí)物粒子的波粒二象性

17)激光和固體的量子理論

最少學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)。

知識點(diǎn):激光的產(chǎn)生;激光的特性;固體能帶概念;半導(dǎo)體和絕緣體。

基本要求:

了解激光的形成、特性及其主要應(yīng)用;了解固體能帶概念,導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶;了解本征半導(dǎo)體,n型半導(dǎo)體、p型半導(dǎo)體。

4.普通化學(xué)(36學(xué)時(shí))

普通化學(xué)主要以化學(xué)反應(yīng)的基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論及物質(zhì)性質(zhì)為主線,介紹熱化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、水化學(xué)和電化學(xué),同時(shí)穿插介紹能源