一、制定本專業(yè)規(guī)范的指導(dǎo)思想和基本原則

1.指導(dǎo)思想

2.基本原則

二、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)

1.應(yīng)用物理學(xué)的主干學(xué)科介紹

2.應(yīng)用物理學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

三、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)

四、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的培養(yǎng)規(guī)格

1.素質(zhì)要求

2.能力要求

3.知識(shí)要求

五、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容

1.相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)體系

2.應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)基本知識(shí)體系

3.專業(yè)方向知識(shí)體系

4.專業(yè)實(shí)踐體系

5.創(chuàng)新訓(xùn)練

六、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的基本教學(xué)條件

1.師資隊(duì)伍

2.教材

3.圖書資料

4.實(shí)驗(yàn)室

5.實(shí)習(xí)基地

6.教學(xué)經(jīng)費(fèi)

七、附錄

附錄A 基本知識(shí)體系

1.基本理論知識(shí)體系

2.物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系

附錄B 部分專業(yè)必修課程描述

附錄C 應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)方向課程體系舉例

光電子方向

隨著我國高等教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人才需求結(jié)構(gòu)的變化,近年來我國多所高校增設(shè)了一批專業(yè)方向各異的應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)全國高等學(xué)校應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)建設(shè),規(guī)范應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)教學(xué),教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物理學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)根據(jù)教育部高等教育司的要求,重新制定應(yīng)用物理學(xué)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范,以適應(yīng)我國高校應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。

一、制定本專業(yè)規(guī)范的指導(dǎo)思想和基本原則

1.指導(dǎo)思想

根據(jù)物理學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對應(yīng)用物理人才的需求,努力把近年來取得的教學(xué)和科研重要成果納入到本科專業(yè)教學(xué)中,以提高應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

本指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范僅規(guī)定本科教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量應(yīng)當(dāng)達(dá)到的最低要求,主要包括應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)本科學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的基本理論、基本技能和基本應(yīng)用等方面。不同層次的學(xué)校可以在這個(gè)最低要求的基礎(chǔ)上增加各校的要求,制定相應(yīng)的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以符合各自的辦學(xué)定位,體現(xiàn)特色。為了有利于各個(gè)高校自主辦學(xué),在專業(yè)方向的設(shè)置上,本規(guī)范未作具體規(guī)定,各?？筛鶕?jù)自己的辦學(xué)定位、專業(yè)特色和社會(huì)對人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的需求自行確定。

設(shè)有應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的高等學(xué)校應(yīng)遵循基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、專業(yè)特色明顯的辦學(xué)指導(dǎo)思想。努力加強(qiáng)專業(yè)方向課程建設(shè)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè);加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié);加強(qiáng)本校應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的專業(yè)特色;并把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力放在十分重要的位置。

2.基本原則

(1)規(guī)范性與多樣化相結(jié)合。既嚴(yán)格規(guī)范基本要求,又留出較大的自主設(shè)計(jì)空間,以體現(xiàn)風(fēng)格各異的辦學(xué)特色,適應(yīng)培養(yǎng)多種類型人才的需要。

(2)拓寬專業(yè)口徑。做到“科學(xué)基礎(chǔ)寬厚,學(xué)科支柱堅(jiān)實(shí),專業(yè)特色鮮明,鼓勵(lì)學(xué)科交叉,適應(yīng)不同領(lǐng)域”。

(3)規(guī)范內(nèi)容最小化。本規(guī)范只規(guī)定我國高等學(xué)校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)本科學(xué)生必須掌握的基本理論、基本技能和基本應(yīng)用,在此基礎(chǔ)上建議相應(yīng)的授課學(xué)時(shí)或?qū)W分的控制范圍。

(4)最低標(biāo)準(zhǔn)。對教學(xué)所需的軟、硬件條件規(guī)定最低合格標(biāo)準(zhǔn),以保證應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)本科教學(xué)水平整體滿足基本的質(zhì)量要求。

(5)因材施教。為學(xué)生進(jìn)一步拓寬知識(shí)領(lǐng)域、加深理解、提高能力、自主學(xué)習(xí)和自主研究提供盡可能好的環(huán)境和多種選擇。

本規(guī)范給高校教學(xué)改革留出空間,以利于分類指導(dǎo),使本指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范具有普遍的指導(dǎo)意義和可操作性。應(yīng)該特別指出,本規(guī)范只是應(yīng)用物理學(xué)本科教學(xué)的最低要求,各校應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件,努力超越本規(guī)范要求,進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

二、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)

1.應(yīng)用物理學(xué)的主干學(xué)科介紹

應(yīng)用物理學(xué)是將物理學(xué)的原理、方法應(yīng)用于相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用型學(xué)科。

物理學(xué)是自然科學(xué)的重要組成部分,在整個(gè)自然科學(xué)中具有基礎(chǔ)性及先導(dǎo)性的地位,是眾多傳統(tǒng)和現(xiàn)代高新技術(shù)建立的基礎(chǔ),同時(shí)也是未來新技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的源泉與動(dòng)力。早在19世紀(jì)末,物理學(xué)就形成了以力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等構(gòu)成的經(jīng)典物理學(xué)。20世紀(jì)以來,近代物理學(xué)在探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,宇宙大尺度結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,以及探索宏觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律等方面都取得了重要進(jìn)展,并在20世紀(jì)初建立了相對論和量子力學(xué),奠定了近代物理的理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,相繼產(chǎn)生了當(dāng)今物理學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科。

物理學(xué)的發(fā)展和物理學(xué)原理、方法、技術(shù)面向?qū)嶋H領(lǐng)域的應(yīng)用,使應(yīng)用物理學(xué)的眾多分支得以產(chǎn)生和發(fā)展。20世紀(jì)核放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和核技術(shù)的突破、晶體管和集成電路的發(fā)明、激光器的發(fā)明和現(xiàn)代材料制備與表征技術(shù)的發(fā)展等,先后催生了核物理學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)和半導(dǎo)體器件物理學(xué)、激光物理學(xué)、材料物理學(xué)等新的重要的應(yīng)用物理學(xué)分支學(xué)科。這些學(xué)科的形成和不斷發(fā)展,又有力地推動(dòng)著物理學(xué)本身和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)其他新領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。新中國成立以來,我國各類高等學(xué)校設(shè)立過一批基礎(chǔ)基本相同、專業(yè)方向有別、專業(yè)名稱各異的應(yīng)用物理學(xué)類本科專業(yè)。作為一個(gè)統(tǒng)一的、寬口徑的專業(yè)——“應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)”,其主干分支學(xué)科豐富多彩,以下簡要介紹應(yīng)用物理學(xué)四個(gè)主要的分支學(xué)科。

核物理學(xué)是近代物理學(xué)的開端。隨著其基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的不斷發(fā)展,核物理學(xué)與天文學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)等學(xué)科的交叉,產(chǎn)生出核天體物理、核化學(xué)、核材料、核醫(yī)學(xué)、核電子技術(shù)、核工程、核防護(hù)等新學(xué)科;核物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、設(shè)備和方法,如加速器、反應(yīng)堆、同位素輻射源等,已經(jīng)發(fā)展為成熟技術(shù),它們在能源、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、軍事等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,起著巨大的作用。

固體物理學(xué)應(yīng)用于半導(dǎo)體材料而形成半導(dǎo)體物理學(xué),而半導(dǎo)體器件物理則著重研究半導(dǎo)體器件的物理過程。半導(dǎo)體物理和器件物理是以微電子和光電子為代表的信息科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ),由此蓬勃發(fā)展的計(jì)算機(jī)、光通信、互聯(lián)網(wǎng)、各類消費(fèi)電子產(chǎn)品已經(jīng)深刻地、廣泛地改變了人們的日常生活。半導(dǎo)體物理的深入研究反過來又進(jìn)一步促進(jìn)了凝聚態(tài)物理學(xué)科的發(fā)展。

激光是量子物理與光學(xué)、電子學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。在研究激光的物理機(jī)制、研制新型激光器和探索激光應(yīng)用的過程中,逐漸形成了應(yīng)用物理學(xué)的一個(gè)新方向——激光物理學(xué)。現(xiàn)在,激光已成為物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科科學(xué)研究的有力工具。不僅原有一批方向得以進(jìn)一步發(fā)展,而且一批新方向隨之誕生,如全息技術(shù)、激光光譜學(xué)、非線性光學(xué)、原子光學(xué)、冷原子物理、激光核聚變、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、先進(jìn)制造等。同時(shí),激光已普遍應(yīng)用于工業(yè)、信息、醫(yī)療、軍事等眾多領(lǐng)域。

材料是社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志。對材料的微觀結(jié)構(gòu)和物性的深入研究,形成了材料物理學(xué)。物理學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)在新材料的設(shè)計(jì)、制備、表征和應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用,推動(dòng)了材料科學(xué)的迅速發(fā)展?，F(xiàn)在,以力學(xué)性質(zhì)為其研究基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)材料,如陶瓷材料、先進(jìn)復(fù)合材料等,以及對其光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)有特殊要求的功能材料,如信息材料、能源材料、航天材料、核材料、超導(dǎo)材料等新材料層出不窮,必將促進(jìn)高科技和社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.應(yīng)用物理學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

物理學(xué)的基本原理滲透在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,物理學(xué)一旦在某個(gè)研究領(lǐng)域有所突破,必然在這個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生革命性的進(jìn)展和廣泛應(yīng)用,成為相關(guān)技術(shù)科學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)。作為物理學(xué)的重要組成部分的應(yīng)用物理學(xué),更加偏重于物理學(xué)基本原理的應(yīng)用,不僅與許多自然科學(xué)學(xué)科關(guān)系密切,更是眾多技術(shù)學(xué)科的先導(dǎo)。

數(shù)學(xué)是應(yīng)用物理學(xué)的基本工具之一,應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué)的發(fā)展,為應(yīng)用物理學(xué)增添了強(qiáng)有力的手段。另一方面,應(yīng)用物理學(xué)的發(fā)展也為數(shù)學(xué)的發(fā)展提出了新問題,提供了新的思想和方法。

應(yīng)用物理學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了化學(xué)、生命科學(xué)、地學(xué)、天文學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。應(yīng)用物理學(xué)不僅為這些基礎(chǔ)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究手段帶來了根本的變化,而且在把物理學(xué)基本原理和研究方法用于解決這些學(xué)科的科學(xué)問題的同時(shí),為它們夯實(shí)和深化了學(xué)科基礎(chǔ),促使新學(xué)科的誕生。例如,電子顯微鏡、核磁共振、X射線衍射、掃描隧道顯微鏡等物理儀器和實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)明和應(yīng)用,為生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究提供了全新的方法和工具,由此產(chǎn)生生物物理這一新的分支學(xué)科。特別是,由此確定了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),揭示了遺傳密碼的本質(zhì),成為20世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破。這些基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展,與物理學(xué)的交叉,也不斷對應(yīng)用物理學(xué)提出新的挑戰(zhàn),大大促進(jìn)了物理學(xué)自身的發(fā)展。

應(yīng)用物理學(xué)的許多前沿研究都有其明確的應(yīng)用前景,例如,核能、激光、高溫超導(dǎo)、巨磁電阻、磁共振、納米和功能材料、量子信息等,它們已經(jīng)并將繼續(xù)在能源、信息、計(jì)算機(jī)、醫(yī)學(xué)和材料等許多技術(shù)學(xué)科帶來新的發(fā)展以至革命性的突破。另一方面,技術(shù)的進(jìn)步和人類對可持續(xù)發(fā)展的需求,正在不斷地推動(dòng)應(yīng)用物理學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的持續(xù)和深入發(fā)展。

應(yīng)用物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展必將對人類現(xiàn)代文明和社會(huì)進(jìn)步繼續(xù)做出重大貢獻(xiàn)。

三、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)

應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)具有較扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專門知識(shí),具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí),能在應(yīng)用物理學(xué)科、交叉學(xué)科以及相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事研究、教學(xué)、新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用以及管理工作的人才;部分畢業(yè)生適合在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)一步深造。

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)培養(yǎng)的本科人才應(yīng)具備良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),掌握物理學(xué)的基本知識(shí)與原理、基本實(shí)驗(yàn)技能與技術(shù);受到科學(xué)思維和物理學(xué)研究方法的訓(xùn)練,具有科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)作風(fēng)和創(chuàng)新意識(shí);具備一定的獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和技術(shù)開發(fā)能力。

四、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的培養(yǎng)規(guī)格

應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)學(xué)制為四年,學(xué)生在完成相關(guān)課程學(xué)習(xí)并滿足規(guī)定的各項(xiàng)基本要求后可授予理學(xué)或工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)的人才一般應(yīng)符合以下幾個(gè)方面的基本要求。

1.素質(zhì)要求

(1)思想品德素質(zhì):具有良好的公民意識(shí)、法制意識(shí)、政治素質(zhì)、思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、誠信品質(zhì);(2)人文素質(zhì):具有文化素養(yǎng)、藝術(shù)素養(yǎng)、現(xiàn)代意識(shí)、全球意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神;

(3)專業(yè)素質(zhì):具有科學(xué)思維方法、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)、技術(shù)應(yīng)用意識(shí)和工程技術(shù)素養(yǎng);(4)身心素質(zhì):具有良好的身體素質(zhì)和心理素質(zhì)。

2.能力要求

(1)獲取知識(shí)的能力:具有自學(xué)能力、獲取和加工處理信息的能力;

(2)應(yīng)用知識(shí)的能力:具有綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐能力,計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力;

(3)創(chuàng)新能力:具有一定的創(chuàng)造性思維能力、科學(xué)研究能力、技術(shù)開發(fā)能力;

(4)組織管理能力:具有技術(shù)管理能力、具有較好的書面和口頭表達(dá)能力,與人溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和活動(dòng)策劃能力。

3.知識(shí)要求

(1)專業(yè)知識(shí):較為系統(tǒng)地掌握物理學(xué)領(lǐng)域的基本理論、基本實(shí)驗(yàn)技能以及所需的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電工電子學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí);了解應(yīng)用物理學(xué)相關(guān)專業(yè)方向的前沿、發(fā)展動(dòng)態(tài)、應(yīng)用前景以及相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r;

(2)工具知識(shí):掌握外語、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)、專利申請等方面的知識(shí);

(3)人文社科知識(shí):具有一定的哲學(xué)、政治學(xué)、法學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理等方面的知識(shí);

(4)其他自然科學(xué)和相關(guān)工程技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。

五、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容

本指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范主要涉及應(yīng)用物理學(xué)本科的專業(yè)教育內(nèi)容。通識(shí)教育內(nèi)容按照教育部和學(xué)校有關(guān)要求實(shí)施。本規(guī)范的應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)知識(shí)體系由相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)、應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)基本知識(shí)體系和特定專業(yè)方向知識(shí)體系,以及專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)等構(gòu)成。其中,應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)基本知識(shí)體系適用于所有高校的應(yīng)用物理學(xué)專業(yè),而特定專業(yè)方向的知識(shí)體系由各校自主構(gòu)建。

知識(shí)體系由相關(guān)知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次組成。每一知識(shí)領(lǐng)域包含若干知識(shí)單元;每一個(gè)知識(shí)單元包含若干知識(shí)點(diǎn);知識(shí)單元又分為核心知識(shí)單元和選修知識(shí)單元。應(yīng)用物理學(xué)核心知識(shí)單元提供的是物理學(xué)知識(shí)體系的基本要素,是應(yīng)用物理學(xué)本科教學(xué)中學(xué)生必須掌握的、最基本的具有共性的教學(xué)內(nèi)容。選修知識(shí)單元是指不在核心知識(shí)單元內(nèi)的那些知識(shí)單元,選修知識(shí)單元的選擇體現(xiàn)各校不同的專業(yè)特色。根據(jù)相關(guān)知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容,本規(guī)范給出最少建議學(xué)時(shí)(不含習(xí)題課和討論課的實(shí)際授課學(xué)時(shí),下同。詳見附錄部分)。

1.相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)體系

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)需要掌握數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電工電子等方面的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)。應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的數(shù)學(xué)課程可按非數(shù)學(xué)類專業(yè)“大學(xué)數(shù)學(xué)”的最高標(biāo)準(zhǔn)要求,建議最少學(xué)時(shí)數(shù)(不含習(xí)題課和討論課的實(shí)際授課學(xué)時(shí),下同)不低于224學(xué)時(shí)。本專業(yè)規(guī)范對這些基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的知識(shí)體系、知識(shí)單元不再單獨(dú)制定。

2.應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)基本知識(shí)體系

應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)基本知識(shí)體系包括7個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域,23個(gè)核心知識(shí)單元(見表1)。本規(guī)范要求應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)基本知識(shí)體系中理論部分教學(xué)不低于544學(xué)時(shí),由于應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)方向眾多,涉及的基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域都較寬廣,在表1中選列了少量的選修知識(shí)單元,各校可以結(jié)合自身的專業(yè)方向和辦學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。在本規(guī)范的附錄A中詳細(xì)地列出了各個(gè)專業(yè)基本知識(shí)領(lǐng)域所包含的知識(shí)單元、知識(shí)點(diǎn),以及各個(gè)知識(shí)點(diǎn)建議的所屬課程和最少學(xué)時(shí)數(shù)等。在附錄B中,則給出了一些基本核心課程的描述。對核心知識(shí)單元所建議的最少學(xué)時(shí)數(shù)是保證教學(xué)質(zhì)量所必需的最低要求。

表1 應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)基本知識(shí)領(lǐng)域和知識(shí)單元

3.專業(yè)方向知識(shí)體系

由于應(yīng)用物理學(xué)所涉及的專業(yè)方向領(lǐng)域眾多,各校的培養(yǎng)目標(biāo)以及所處地域存在差異,各?？梢愿鶕?jù)本校的特點(diǎn)和人才需求自行確定所開設(shè)的特定專業(yè)方向,并對每個(gè)專業(yè)方向建立相應(yīng)的專業(yè)方向知識(shí)體系。

專業(yè)方向知識(shí)體系的基本要求是:較為扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和有特色的專業(yè)方向。專業(yè)方向知識(shí)體系應(yīng)當(dāng)能夠覆蓋本專業(yè)方向的基本知識(shí)、基本理論、基本方法、學(xué)科現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài),使學(xué)生在所選專業(yè)方向上得到比較全面和系統(tǒng)的培養(yǎng),得到技能的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng);使學(xué)生除了具備一定的專業(yè)知識(shí)外,還具有較寬的適應(yīng)面和較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力。

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)方向知識(shí)體系由若干門專業(yè)課程體現(xiàn)。每個(gè)專業(yè)方向至少要開設(shè)8～10門的專業(yè)必修和選修課程供學(xué)生選修,要求學(xué)生所修學(xué)時(shí)總數(shù)不低于240學(xué)時(shí),其中包括1～2門的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程(不低于64學(xué)時(shí))。專業(yè)方向知識(shí)體系中要有2～3門必修課程,這些課程要包含本專業(yè)方向的核心知識(shí)單元。

作為例子,在附錄C中列出了“光電子”專業(yè)方向的知識(shí)體系以及核心知識(shí)單元,供各校在設(shè)置專業(yè)方向和教學(xué)安排時(shí)參考。

4.專業(yè)實(shí)踐體系

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)包括:實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研訓(xùn)練與專業(yè)實(shí)踐、畢業(yè)論文(或畢業(yè)設(shè)計(jì))、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練與社會(huì)實(shí)踐等環(huán)節(jié)。這些實(shí)踐環(huán)節(jié)包含基本實(shí)踐環(huán)節(jié)和特定專業(yè)方向的實(shí)踐環(huán)節(jié)兩個(gè)部分。這些實(shí)踐環(huán)節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),研究能力,基本實(shí)驗(yàn)技能,知識(shí)應(yīng)用能力及社會(huì)實(shí)踐能力。

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)注重物理內(nèi)涵,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,適應(yīng)專業(yè)特點(diǎn),突出應(yīng)用背景,啟發(fā)探索創(chuàng)新。指導(dǎo)思想是:重基礎(chǔ)、重能力、重應(yīng)用、重創(chuàng)新。

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

應(yīng)用物理學(xué)各專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以分為基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)(包括普通物理實(shí)驗(yàn)和近代物理實(shí)驗(yàn))和專業(yè)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系見附錄A。

由于各校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)方向不同,專業(yè)實(shí)驗(yàn)也不盡相同,各?？筛鶕?jù)各自不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)具有自身特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)。這些專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)內(nèi)容應(yīng)反映科學(xué)前沿,反映交叉特點(diǎn),反映先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和測量技術(shù),反映本專業(yè)市場需求的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)的課時(shí)一般不少于64學(xué)時(shí)。在附錄C中,列出了“光電子”專業(yè)方向所開設(shè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,供參考。

(2)科研訓(xùn)練與專業(yè)實(shí)踐

科研訓(xùn)練與專業(yè)實(shí)踐可采用以下方式:

①學(xué)生提前進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室,了解本專業(yè)的科研方向,并在教師指導(dǎo)下參加一定的科研訓(xùn)練活動(dòng)。

②與企業(yè)和科研單位合作,建立與專業(yè)相關(guān)、相對穩(wěn)定的實(shí)踐基地,以便學(xué)生進(jìn)行科研訓(xùn)練和專業(yè)實(shí)踐?？偟膶?shí)踐時(shí)間應(yīng)不少于4周。

(3)畢業(yè)論文(或畢業(yè)設(shè)計(jì))

畢業(yè)論文應(yīng)安排12周左右的時(shí)間集中進(jìn)行,畢業(yè)論文的選題從整體上應(yīng)能體現(xiàn)應(yīng)用物理特定的專業(yè)方向的特點(diǎn)。

5.創(chuàng)新訓(xùn)練

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力的有效手段,各?？筛鶕?jù)自身的條件和具體情況,積極開展大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生:

(1)敢于和善于提出問題的能力;

(2)獨(dú)立思考和批判精神;

(3)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維;

(4)物理學(xué)研究方法的領(lǐng)悟和運(yùn)用。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)應(yīng)該滲透在所有課程的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中,還應(yīng)體現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)、課程小論文、本科創(chuàng)新研究計(jì)劃、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文等多種形式中,還可以在專題講座的基礎(chǔ)上,學(xué)生通過閱讀國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn),提出問題,完成某一主題的調(diào)研報(bào)告。創(chuàng)新訓(xùn)練應(yīng)作為課程教學(xué)中的一項(xiàng)基本內(nèi)容,納入課程教學(xué)大綱,逐步形成創(chuàng)新訓(xùn)練的導(dǎo)師制,逐步建立和完善對學(xué)生參與創(chuàng)新訓(xùn)練的評價(jià)和激勵(lì)體制。

六、應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的基本教學(xué)條件

基本教學(xué)條件涵蓋師資、教材、圖書資料、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等多個(gè)方面。本規(guī)范中相關(guān)量化指標(biāo)若與教育部文件不一致,當(dāng)以教育部規(guī)定為準(zhǔn)。

1.師資力量

從事應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)課程教學(xué)工作的教師應(yīng)具有物理類專業(yè)本科以上學(xué)歷;新從事教學(xué)工作的教師應(yīng)具有碩士以上學(xué)歷,在獨(dú)立授課前,需要通過崗前培訓(xùn)。

各校應(yīng)建立結(jié)構(gòu)合理、相對穩(wěn)定、水平較高的師資隊(duì)伍,要安排學(xué)術(shù)造詣較高的學(xué)科帶頭人承擔(dān)本專業(yè)的教學(xué)工作。師資中的教授、副教授(包括高級實(shí)驗(yàn)師)的比例應(yīng)達(dá)到教育部的要求。

開辦本專業(yè)所需的最少全職教師人數(shù)由本科生招生規(guī)模及每位教師所承擔(dān)的最多課時(shí)數(shù)等因素確定。教師人數(shù)還應(yīng)適當(dāng)考慮到學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和畢業(yè)論文的指導(dǎo)。各校還應(yīng)根據(jù)本校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的特點(diǎn),配備相應(yīng)數(shù)量的教輔人員。

2.教材

專業(yè)基礎(chǔ)課程宜選擇符合本規(guī)范、由國家正規(guī)出版社出版的優(yōu)秀教材,鼓勵(lì)選用國內(nèi)外著名出版社出版的物理學(xué)經(jīng)典教材。如果條件成熟,各?？梢愿鶕?jù)本校應(yīng)用物理學(xué)的專業(yè)方向,編寫具有自己特色的相關(guān)教材和講義。

3.圖書資料

圖書資料包括以下幾個(gè)方面:

(1)教學(xué)參考書,包括與課程相關(guān)的中外文教材、教學(xué)輔導(dǎo)材料、課件或多媒體材料;

(2)期刊,包括專業(yè)雜志(中外文)、科普雜志、教學(xué)研究類雜志;

(3)電子書刊及其他數(shù)字化資源;

(4)本專業(yè)學(xué)科工具書及其各類檢索工具(包括網(wǎng)絡(luò)檢索,數(shù)字資源檢索等)。

圖書資料應(yīng)按照每位在校學(xué)生人均專業(yè)參考書不少于50冊(專業(yè)雜志按每期1冊計(jì)算,下同),每年新添專業(yè)圖書不少于人均2冊的基本要求配置。應(yīng)用物理專業(yè)雜志種類一般應(yīng)超過20種,其中應(yīng)有外文雜志。

4.實(shí)驗(yàn)室

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)室有足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,同時(shí)使用一套設(shè)備做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生每組人數(shù)原則上不多于2人。學(xué)校除應(yīng)具有基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室、物理學(xué)演示實(shí)驗(yàn)室、電工電子實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)室外,還應(yīng)當(dāng)根據(jù)本校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的方向,擁有專門的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開出的專業(yè)實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù)以及每個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的臺(tái)套數(shù)應(yīng)能滿足專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中所列出的實(shí)驗(yàn)課程的要求。實(shí)驗(yàn)開出率、生均實(shí)驗(yàn)室面積、生均教學(xué)設(shè)備資產(chǎn)等須符合教育部規(guī)定。要求新開辦應(yīng)用物理專業(yè)的固定資產(chǎn)不低于300萬元。按必修物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)計(jì),要求生均教學(xué)科研儀器設(shè)備費(fèi)不低于5000元,而專業(yè)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的固定資產(chǎn)總額按(5000元×應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生總?cè)藬?shù))計(jì)算。要求每年有一定經(jīng)費(fèi)用于更新和添置儀器設(shè)備,使總的儀器設(shè)備資產(chǎn)考慮折舊后總值仍有所增長。

5.實(shí)踐基地

應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)要建設(shè)若干個(gè)與本專業(yè)方向有密切聯(lián)系的、較為穩(wěn)定的實(shí)踐基地,為學(xué)生實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)踐提供良好的條件。鼓勵(lì)學(xué)校與各類科研機(jī)構(gòu)、研究院和生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行長期穩(wěn)定的合作。

6.教學(xué)經(jīng)費(fèi)

教學(xué)經(jīng)費(fèi)除課程業(yè)務(wù)費(fèi)用外,還應(yīng)包括學(xué)生畢業(yè)論文,教師進(jìn)行教學(xué)研究和參加各類教學(xué)研討會(huì),每年教學(xué)儀器設(shè)備的添置、維修和更新,易耗實(shí)驗(yàn)材料等多方面的費(fèi)用。要求每年投入經(jīng)費(fèi)能保證教學(xué)和科研工作的正常進(jìn)行,生均年常規(guī)教學(xué)經(jīng)費(fèi)按教育部有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

本規(guī)范適用于應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)(070202)四年制本科,是保障本專業(yè)教學(xué)目標(biāo)的最低要求。

七、附錄

附錄A基本知識(shí)體系

1.基本理論知識(shí)體系

應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)基本理論知識(shí)體系所包含的7個(gè)知識(shí)領(lǐng)域,23個(gè)核心知識(shí)單元,建議由下列9門(或12門)物理基礎(chǔ)理論和專業(yè)基礎(chǔ)理論必修課程來覆蓋,其中建議最少學(xué)時(shí)為最低要求(見表A-1)。

表A-1 專業(yè)基礎(chǔ)理論必修課程

知識(shí)領(lǐng)域一:機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象與規(guī)律

建議所屬課程:A:力學(xué),F:理論力學(xué)

知識(shí)單元1-1 牛頓(Newton)力學(xué)基本規(guī)律

知識(shí)單元1-2 分析力學(xué)基本原理

知識(shí)單元1-3 力學(xué)典型問題

知識(shí)領(lǐng)域二:熱運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象與規(guī)律

建議所屬課程:B:熱學(xué),G:熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理

知識(shí)單元2-1 分子動(dòng)理論

續(xù)表

知識(shí)單元2-2 物態(tài)與相變

知識(shí)單元2-3 熱力學(xué)定律與應(yīng)用

知識(shí)單元2-4 平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)

知識(shí)領(lǐng)域三:電磁和光現(xiàn)象與規(guī)律

建議所屬課程:C:電磁學(xué),D:光學(xué),H:電動(dòng)力學(xué)知識(shí)領(lǐng)域四:物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和量子現(xiàn)象與規(guī)律

知識(shí)單元3-1 幾何光學(xué)

知識(shí)單元3-2 物理光學(xué)

知識(shí)單元3-3 靜電場與靜磁場

知識(shí)單元3-4 電磁波

知識(shí)單元3-5 交直流電路

建議所屬課程:E:原子物理學(xué),I:量子力學(xué)

知識(shí)單元4-1 原子與亞原子結(jié)構(gòu)

知識(shí)單元4-2 量子力學(xué)基本原理

續(xù)表

知識(shí)單元4-3 量子力學(xué)近似方法與應(yīng)用

知識(shí)領(lǐng)域五:凝聚態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

建議所屬課程:J:固體物理學(xué)

知識(shí)單元5-1 晶體結(jié)構(gòu)

知識(shí)單元5-2 晶格動(dòng)力學(xué)

知識(shí)單元5-3 電子能帶理論

知識(shí)領(lǐng)域六:時(shí)空結(jié)構(gòu)

建議所屬課程:A:力學(xué),H:電動(dòng)力學(xué),I:量子力學(xué)

知識(shí)單元6-1 狹義相對論

知識(shí)單元6-2 廣義相對論和天體物理初步

知識(shí)領(lǐng)域七:物理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法

建議所屬課程:K:數(shù)學(xué)物理方法,L:計(jì)算物理基礎(chǔ)

知識(shí)單元7-1 復(fù)變函數(shù)

知識(shí)單元7-2 數(shù)學(xué)物理方程

續(xù)表

知識(shí)單元7-3 計(jì)算物理基礎(chǔ)

2.物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系

實(shí)驗(yàn)課程是實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)研究能力培養(yǎng)的一個(gè)主要載體。

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的本科實(shí)驗(yàn)課程包括基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)課程?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)由普通物理實(shí)驗(yàn)(含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn))和近代物理實(shí)驗(yàn)組成,專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)根據(jù)專業(yè)方向的設(shè)置開設(shè)。普通物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)不少于128學(xué)時(shí)(在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的實(shí)際時(shí)間,不含預(yù)習(xí)、寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等,下同),其中力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)均不少于16學(xué)時(shí);近代物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)不少于64學(xué)時(shí)。

通過基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)使學(xué)生掌握基本物理實(shí)驗(yàn)方法、基本儀器的使用、常用物理量的測量、數(shù)據(jù)處理及誤差和不確定度分析的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)性測量裝置的搭建等。還應(yīng)要求學(xué)生掌握常用的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。

基本物理實(shí)驗(yàn)方法包括:比較法(包括補(bǔ)償法、平衡法即零差比較法)、轉(zhuǎn)換法、放大法、模擬法和光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的干涉法、衍射法等,以及在近代科學(xué)研究和工程技術(shù)中的廣泛應(yīng)用的其他方法。

常用儀器包括:長度測量儀器、計(jì)時(shí)儀器、測溫儀器、變阻器、電表、交/直流電橋、通用示波器、低頻信號發(fā)生器、分光儀、光譜儀、常用電源和光源等。

基本物理量包括:長度、質(zhì)量、時(shí)間、電流、溫度、光強(qiáng)、物質(zhì)的量。常用物理量由基本物理量導(dǎo)出,如熱量、濕度、壓強(qiáng)、壓力、電壓、電阻、磁感應(yīng)強(qiáng)度、輻射通量或輻射通量(面)密度、折射率、元電荷、普朗克常量、里德伯常量等。應(yīng)學(xué)習(xí)基本物理量及常用物理量的測量、國際量制和國際單位制等基礎(chǔ)知識(shí)。

常用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法包括:列表法、作圖法和最小二乘法等。隨著計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)的普及,應(yīng)包括用計(jì)算機(jī)通用軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法。應(yīng)掌握測量誤差與不確定度的基本概念,學(xué)會(huì)數(shù)值修約方法(包括有效數(shù)字位數(shù)的確定和修約),能逐步學(xué)會(huì)用不確定度的基本概念對直接測量和間接測量的結(jié)果進(jìn)行評定。

各校應(yīng)根據(jù)條件,在物理實(shí)驗(yàn)課中逐步引進(jìn)在當(dāng)代科學(xué)研究與工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代物理技術(shù),例如,激光技術(shù)、傳感器技術(shù)、微弱信號檢測技術(shù)、光電子技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析波譜技術(shù)等。

下面列出了部分基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的選題,各?？筛鶕?jù)自己的特點(diǎn)從中選擇。

力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1)速度、加速度的測定

2)動(dòng)量守恒、能量守恒定律的驗(yàn)證

3)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測量

4)彈性模量

5)質(zhì)量與密度的測量(氣、液、固)

6)阻尼、受迫振動(dòng)

7)弦振動(dòng)

8)聲速的測定

9)力學(xué)傳感器及其應(yīng)用

10)振動(dòng)模式研究

11)單擺混沌裝置

12)傅里葉頻率合成

13)復(fù)擺與耦合擺

熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

14)質(zhì)量熱容(比熱容)

15)熔解熱、汽化熱

16)線膨脹系數(shù)

17)熱導(dǎo)率的測定

18)粘度的測定

19)相變臨界現(xiàn)象的研究

20)溫度傳感及其標(biāo)定和應(yīng)用

電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)

21)電子比荷(荷質(zhì)比)的測定

22)直流電橋

23)非線性元件的伏-安特性

24)交流電橋

25)介電常量的頻率特性

26)RLC電路的暫態(tài)過程

27)RLC電路的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)

28)RLC諧振電路的幅頻特性與相頻特性

29)霍耳效應(yīng)

30)磁滯回線

31)弱電流測量

32)示波器原理及其應(yīng)用

33)存貯示波器及其應(yīng)用(瞬態(tài)過程的測量)

34)電信號的傅里葉分析

35)用非線性電路研究混沌現(xiàn)象

光學(xué)實(shí)驗(yàn)

36)幾何光學(xué)系列實(shí)驗(yàn)

37)玻璃折射率與波長的關(guān)系

38)無吸收薄膜厚度和折射率的測量

39)衍射光柵

40)多種縫、孔衍射現(xiàn)象的半定量研究

41)橢圓偏振光的觀測

42)邁克爾遜干涉儀

43)旋光現(xiàn)象

44)分光計(jì)的調(diào)整及使用

45)光柵單色儀的調(diào)整與應(yīng)用

46)光速的測定

47)光學(xué)多道分析器的調(diào)整與應(yīng)用

48)電光調(diào)制

49)聲光調(diào)制

50)光學(xué)傅里葉變換

51)傅里葉光譜儀

52)光的色度研究

53)全息技術(shù)

近代物理實(shí)驗(yàn)

54)黑體輻射

55)光電效應(yīng)

56)逸出功的測定

57)油滴法測元電荷

58)電子衍射

59)原子能級的研究

60)康普頓散射

61)斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)

62)塞曼效應(yīng)

63)原子光譜

64)分子光譜

65)法拉第效應(yīng)

66)克爾(Kerr)效應(yīng)

67)吸收光譜

68)熒光光譜

69)拉曼(Raman)光譜

70)真空的獲得與測量

71)低溫的獲得與測量

72)單光子計(jì)數(shù)器

73)線陣CCD特性的研究

74)常用光電傳感器的特性及其應(yīng)用

75)光纖應(yīng)用

76)光纖傳感器特性的研究與作用

77)激光諧振腔與模式的研究

78)半導(dǎo)體激光器特性的研究

79)染料激光器的調(diào)整與光束的控制

80)激光的倍頻與混頻

81)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)

82)激光在測量中的應(yīng)用

83)盧瑟福散射

84)蓋革(Geiger)-彌勒(Muller)計(jì)數(shù)器和核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

85)閃爍計(jì)數(shù)器及γ能譜測量

86)符合測量

87)X射線標(biāo)識(shí)譜與吸收

88)X射線熒光光譜

89)穆斯堡爾(M?ssbauer)效應(yīng)

90)核磁共振

91)超導(dǎo)量子干涉器件的研究

92)質(zhì)譜儀

93)工業(yè)CT

94)正電子湮沒壽命譜儀

95)相對論實(shí)驗(yàn)(α、β磁譜儀)

96)測量相對論速度電子的動(dòng)能與動(dòng)量關(guān)系

97)電子自旋共振(微波波段)

98)鐵磁共振

99)光泵磁共振

100)微波的產(chǎn)生、反射、吸收

101)微波干涉、衍射

102)超聲光柵

103)超聲探傷

104)等離子體研究方面的有關(guān)實(shí)驗(yàn)

105)勞厄(Laue)相及晶體結(jié)構(gòu)分析

106)用X射線測定多晶體的晶格常數(shù)

107)PN結(jié)電容和雜質(zhì)濃度分布

108)固體材料低溫物性的測量

109)薄膜制備

110)薄膜厚度的實(shí)時(shí)檢測

111)薄膜特性測量

112)超導(dǎo)磁效應(yīng)的研究

113)高溫超導(dǎo)材料的制備與測量

114)高溫超導(dǎo)材料的導(dǎo)電性能與臨界轉(zhuǎn)變溫度的測量

115)巨磁阻效應(yīng)

116)納米材料制備與測量

117)透射電鏡的使用

118)掃描電鏡的使用

119)掃描隧道顯微鏡的使用

120)原子力顯微鏡的使用

121)虛擬儀器在物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的方向不同,專業(yè)實(shí)驗(yàn)也不盡相同,各?？舍槍ψ约旱膶I(yè)方向和特點(diǎn),根據(jù)各個(gè)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)具有自身特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)。專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)一般應(yīng)具有如下幾個(gè)特點(diǎn):

1)反映科學(xué)前沿的內(nèi)容;

2)反映交叉學(xué)科的內(nèi)容;

3)反映現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和測量技術(shù);

4)反映本專業(yè)市場需求的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。

專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)的課時(shí)一般不少于64學(xué)時(shí)。

在附錄C中,列出了“光電子”專業(yè)方向所開設(shè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,供參考。

附錄B部分專業(yè)必修課程描述

1.力學(xué)

力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)課程。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)理解和掌握由實(shí)驗(yàn)與觀測總結(jié)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律,以及運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)一步導(dǎo)出力學(xué)規(guī)律,并學(xué)會(huì)利用基本和導(dǎo)出規(guī)律解決典型力學(xué)問題。力學(xué)課程的基本教學(xué)要求是闡明力學(xué)知識(shí)體系的邏輯結(jié)構(gòu),使學(xué)生掌握力學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和解決力學(xué)問題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維及接受新事物的能力,為后繼課程的學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的物理基礎(chǔ)。

2.熱學(xué)

熱學(xué)是研究由大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的熱現(xiàn)象和熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)課程。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握對熱力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行宏觀和微觀描述的方法。通過對熱現(xiàn)象進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)測量,總結(jié)出熱力學(xué)基本定律,通過嚴(yán)密的邏輯推理和演繹來研究物質(zhì)的各種宏觀性質(zhì)及其變化規(guī)律,形成熱學(xué)的宏觀理論。從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法研究物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)所遵從的規(guī)律,揭示各種熱現(xiàn)象的微觀機(jī)制,形成熱學(xué)的微觀理論。熱學(xué)的宏觀理論給出自然界中熱現(xiàn)象的普遍規(guī)律,微觀理論則深入探討熱現(xiàn)象的本質(zhì),兩者相輔相成,缺一不可。教學(xué)中要加強(qiáng)熱學(xué)與其他學(xué)科,如生物、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等的聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的交叉與滲透。

3.電磁學(xué)

電磁學(xué)研究電、磁運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及電磁相互作用的規(guī)律。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)該掌握用基本定律處理典型問題,并導(dǎo)出其規(guī)律的方法;理解場的物理含義和電磁場的物質(zhì)屬性;理解麥克斯韋方程和電磁波的基本性質(zhì);初步掌握電磁場作用于導(dǎo)體、電介質(zhì)和磁性物質(zhì)的經(jīng)典唯象描述。教學(xué)中應(yīng)特別注意從實(shí)踐的觀點(diǎn)來分析、綜合物理現(xiàn)象,并闡明物理規(guī)律。該課程將是電動(dòng)力學(xué)及電子和電工課程的先導(dǎo)課,也將為應(yīng)用電磁學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。

4.光學(xué)

光學(xué)是研究光的本性、光的產(chǎn)生、傳輸、接收及其與物質(zhì)相互作用基本規(guī)律的基礎(chǔ)課程。光學(xué)課程的基本內(nèi)容包括幾何光學(xué)、物理光學(xué)和現(xiàn)代光學(xué)三個(gè)部分。本課程的基本教學(xué)要求是闡明這三部分內(nèi)容的基本原理和處理光學(xué)問題的基本方法,重點(diǎn)是物理光學(xué)。通過該課程的教學(xué),使學(xué)生不僅掌握光學(xué)基本原理,還要掌握處理光學(xué)問題的基本思想和方法,具有觀察光現(xiàn)象、分析和解決光學(xué)問題的初步能力,同時(shí)為學(xué)習(xí)后繼課程打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

5.原子物理學(xué)

原子物理學(xué)是研究亞原子、原子和分子等不同層次的物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其相互作用,并闡述其宏觀性質(zhì)的基礎(chǔ)課程。該課程突出用量子物理的概念處理微觀世界的基本思想和方法,強(qiáng)調(diào)認(rèn)識(shí)微觀世界的正確的物理圖像。在該課程的教學(xué)過程中應(yīng)注重基本實(shí)驗(yàn)事實(shí)的教學(xué),應(yīng)注意分析討論經(jīng)典物理的處理方法的局限性和科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻是如何提出問題和解決問題的,應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新意識(shí),同時(shí)使學(xué)生為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

6.理論力學(xué)

理論力學(xué)是研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論性課程,是力學(xué)課的提高和深入。理論力學(xué)的內(nèi)容可總結(jié)為牛頓力學(xué)和分析力學(xué)(拉格朗日表述和哈密頓表述)兩種理論知識(shí)體系。通過該課程的教學(xué),不但應(yīng)使學(xué)生掌握物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本理論,更重要的是應(yīng)掌握分析力學(xué)的思想和方法,具備靈活運(yùn)用牛頓力學(xué)和分析力學(xué)解決力學(xué)問題方法的能力,為后繼課程的學(xué)習(xí)打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)。

7.熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)

熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是研究由大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的熱現(xiàn)象和熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論課程。熱力學(xué)以大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的基本規(guī)律為基礎(chǔ),運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算研究物體與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀性質(zhì),其結(jié)果普遍、可靠,但不可能導(dǎo)出具體物質(zhì)的具體特性。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā),考慮微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律,通過求統(tǒng)計(jì)平均的方法研究宏觀物體的熱性質(zhì)及與熱現(xiàn)象有關(guān)的規(guī)律,可給出具體物質(zhì)的特性,但可靠性依賴于對微觀結(jié)構(gòu)的假設(shè)。兩者的研究任務(wù)相同,研究方法不同,是相輔相成的。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的基本概念、基本原理和處理問題的基本方法。

8.電動(dòng)力學(xué)

電動(dòng)力學(xué)主要研究電磁場的基本規(guī)律及其與物質(zhì)的相互作用,以及運(yùn)用這些規(guī)律處理各種電磁問題、研究各種電磁過程。它是電磁學(xué)的后續(xù)理論課程。通過本課程的教學(xué),使學(xué)生掌握電磁場的基本規(guī)律和處理有關(guān)電磁系統(tǒng)的各類實(shí)際問題的典型方法,為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和從事研究工作打下基礎(chǔ)。

9.量子力學(xué)

量子力學(xué)是研究微觀物質(zhì)量子現(xiàn)象與基本規(guī)律的理論課程,是近代物理學(xué)的重要理論基礎(chǔ)。本課程從量子現(xiàn)象及其基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律出發(fā),闡述量子力學(xué)基本原理,揭示微觀世界的基本規(guī)律,探索表征量子體系的基本力學(xué)量及其性質(zhì),和應(yīng)用基本原理解決量子體系基本問題的方法。本課程不僅使學(xué)生掌握量子力學(xué)的基本原理和處理問題的一些重要方法,還應(yīng)使學(xué)生獲得運(yùn)用這些方法解決一些基本問題的能力,并為進(jìn)一步的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

10.固體物理

固體物理學(xué)運(yùn)用量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)研究固態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)、構(gòu)成固態(tài)物質(zhì)的各種粒子和準(zhǔn)粒子的運(yùn)動(dòng)形態(tài)及相互作用。若將研究對象進(jìn)一步包括液體和軟物質(zhì),則構(gòu)成凝聚態(tài)物理學(xué)。固體物理是物理學(xué)中內(nèi)容豐富、應(yīng)用極其廣泛的一門分支學(xué)科,是微電子、光電子和材料科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)。本課程著重闡述凝聚態(tài)物質(zhì)性質(zhì)的基本概念、基本理論、基本方法和典型模型。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握晶體的結(jié)構(gòu)、晶體的結(jié)合、晶格動(dòng)力學(xué)和固體熱學(xué)性質(zhì)、固體能帶理論和電子輸運(yùn)特性等固體物理的基礎(chǔ)知識(shí);提高運(yùn)用普通物理學(xué)和理論物理知識(shí)解決具體問題與實(shí)際問題的能力。

11.數(shù)學(xué)物理方法

數(shù)學(xué)物理方法是一門數(shù)學(xué)和物理緊密結(jié)合的理論性課程。該課程以高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)為基礎(chǔ),既為解決許多實(shí)際問題提供了數(shù)學(xué)工具,又是學(xué)習(xí)理論力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)和熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等后繼課程的基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí),要求學(xué)生不但要掌握物理學(xué)中的常用數(shù)學(xué)方法,更重要的是,還要掌握將具體物理問題抽象成數(shù)學(xué)模型的思想和方法。該課程包括復(fù)變函數(shù)論和數(shù)學(xué)物理方程兩部分內(nèi)容。對該課程的基本教學(xué)要求是教會(huì)學(xué)生如何把各種具體物理問題通過恰當(dāng)?shù)慕?建立起數(shù)學(xué)的定解問題,熟練掌握求解定解問題的各種典型方法,并對所得的數(shù)學(xué)結(jié)論給予合理的物理解釋,以培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)和物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際物理問題和工程技術(shù)問題的能力。

12.計(jì)算物理基礎(chǔ)

計(jì)算物理是用數(shù)值方法求解典型物理問題的一門實(shí)用性專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程使學(xué)生掌握線性代數(shù)、常微分方程、逼近與插值和非線性方程組等常見計(jì)算問題的通用數(shù)值解法和編程技巧。本課程結(jié)合典型物理問題,有選擇地介紹若干主要數(shù)值方法(如變分法、有限元方法、多重散射方法、密度泛函方法、蒙特卡羅模擬方法和分子動(dòng)力學(xué)方法等)和軟件應(yīng)用,并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)適當(dāng)介紹計(jì)算科學(xué)的進(jìn)展,為學(xué)生進(jìn)一步從事有關(guān)的科學(xué)和技術(shù)研究,以及數(shù)值計(jì)算方法和軟件研發(fā)打下基礎(chǔ)。

附錄C應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)方向課程體系舉例

光電子方向

(1)專業(yè)方向課程體系

注:專業(yè)實(shí)驗(yàn)的一些內(nèi)容可以包含在相應(yīng)的專業(yè)方向課程中,也可以單獨(dú)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程。

(2)核心知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)

①光電子學(xué)課程知識(shí)單元

知 識(shí) 點(diǎn) 內(nèi) 容 參考學(xué)時(shí)電磁理論 麥克斯韋電磁理論在光學(xué)中的應(yīng)用,光在各向異性晶體中的傳播,瓊斯(Jones)矢量對偏振光的描述 4學(xué)時(shí)光線和光束的傳播 矩陣光學(xué)基礎(chǔ),高斯光束5學(xué)時(shí)光學(xué)諧振腔 法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具和光學(xué)諧振腔的基本原理,穩(wěn)定性判據(jù),諧振頻率和光學(xué)損耗3學(xué)時(shí)輻射與原子的相互作用自發(fā)輻射和受激輻射,均勻加寬和非均勻加寬的線型函數(shù),克拉默斯(Kramers)-克勒尼希(Kronig)關(guān)系和電極化系數(shù),速率方程,激光介質(zhì)中的飽和性質(zhì)4學(xué)時(shí)

續(xù)表

②光電子學(xué)專門實(shí)驗(yàn)知識(shí)單元

注:選修的知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn),各?？筛鶕?jù)專業(yè)方向的特點(diǎn)自行確定。

附:2006—2011年教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物理學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)名單(按姓氏筆畫)

主 任:朱邦芬(清華大學(xué))

副主任:葉沿林(北京大學(xué)) 田東平(西安郵電學(xué)院)

許寧生(中山大學(xué)) 金曉峰(復(fù)旦大學(xué))

秘書長:阮東(清華大學(xué))

委 員:(按姓氏筆畫排名)

馬紅孺(上海交通大學(xué)) 王永生(北京交通大學(xué)) 王若鵬(北京大學(xué))

王 牧(南京大學(xué)) 尹 民(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)) 石 兢(武漢大學(xué))

馮世平(北京師范大學(xué)) 劉玉鑫(北京大學(xué)) 劉益春(東北師范大學(xué))

劉家鐸(成都理工大學(xué)) 孫秀泉(深圳大學(xué)) 楊士平(河北師范大學(xué))

余洪偉(湖南師范大學(xué)) 張漢壯(吉林大學(xué)) 張承琚(山東大學(xué))

張磬蘭(寧夏大學(xué)) 陳光德(西安交通大學(xué)) 陳沙鷗(青島大學(xué))

陳金燦(廈門大學(xué)) 陳 浩(華南師范大學(xué)) 岳瑞宏(西北大學(xué))

趙光達(dá)(北京大學(xué)) 胡響明(華中師范大學(xué)) 賀德衍(蘭州大學(xué))

班士良(內(nèi)蒙古大學(xué)) 賈鎖堂(山西大學(xué)) 高立模(南開大學(xué))

郭 進(jìn)(廣西大學(xué)) 唐 剛(中國礦業(yè)大學(xué)) 桑建平(江漢大學(xué))

龔 敏(四川大學(xué)) 盛正卯(浙江大學(xué)) 童培慶(南京師范大學(xué))

歡迎各位同行對兩個(gè)《規(guī)范》提出寶貴意見和建議,我們將在修訂時(shí)考慮。

您可以將意見和建議發(fā)給或寄給物理教指委的秘書長阮東

電郵:dongruan@tsinghua.edu.cn

郵址:北京市清華大學(xué)物理系(郵編100084)