光电信息科学与工程专业本科人才培养方案

一、光电信息科学与工程专业简介

南京大学现代工程与应用科学学院是在南京大学材料科学与工程系的基础上组建而成,于20091230日正式挂牌成立。在 “以理为基础、工为方向、理工融合,发展现代工程学科”的办院指导思想下,学院于2012年成立了量子电子学与光学工程系。 光电信息科学与工程专业作为量子电子学与光学工程系的核心本科专业,从20129月开始招收第一批本科生。

开设本专业目的是为了给当今社会注入更多符合信息技术发展趋势的新鲜血液,为信息光电的新技术和新产业培养更多优秀人才。在人才培养上,光电信息科学与工程专业依托微结构国家实验室(筹),致力于培养研究领域能够横跨微电子技术、光电子技术、纳米技术和量子信息技术等高新技术领域的专业人员,努力做到使本专业的学生不仅能够获得完善的基础科学素质培养,而且能够尽早地接触到当代信息技术的前沿领域,成为在光电信息技术和产业中的高素质领军人才,为国家信息领域的自主创新做出重要贡献。

本专业学生主要学习光电信息产生的相关机制和规律、光电信息的传输和处理、光显示、光纤通信、光电检测技术,以及光电设备与光电信息系统等方面的专业知识,接受光电信息学科工程实践的基本训练。本专业希望借助南京大学传统学科的优势,努力成为国内一流、国际先进的光电信息科学与工程专业特色精英型工科人才的培养基地。

目前,量子电子学与光学工程系拥有一个“光学工程”一级学科博士点、 “光学工程”硕士点和工程硕士点,形成了一套完整的专业人才培养体系。

二、培养目标和指导思想

以南京大学提出的“创建以综合性、研究型、国际化为标志的世界一流大学,建立符合高等教育发展规律的本科人才培养新体系,培养具有国际声誉和影响力的高素质拔尖创新人才”的目标为指引,以“学科建设与本科教学融通,通识教育与个性化培养融通,拓宽基础与强化实践融通,学会学习与学会做人融通”的“四个融通”为核心思路,以“三三制”教学改革为原则和突破口,制定和实施光电信息科学与工程专业的本科人才培养方案。

同时,作为工科专业,光电信息科学与工程在南京大学整体本科人才培养指导思想的影响下,更加突出应用能力和创新精神的培养,增强人才培养的专业适用性和行业针对性,根据“宽口径、实基础、强能力、高素质”的本科人才培养总体要求,推动从偏重知识传授向更加重视能力培养和素质养成的转变,不断提高学生的实践创新能力和社会适应能力,努力培养高素质的学术和应用融会贯通的创新性人才。

光电信息科学与工程专业学生主要学习光电信息方面的基础知识、光电信息材料和器件的组成、结构、性能、加工及应用等方面,以及相关的系统应用方面的基本知识,接受光电信息材料和器件的设计、加工、分析及其系统应用等方面的理论和实验技能的基本训练,掌握光电信息材料和器件的设计、加工、分析及其系统应用等方面的科学研究和技术开发的基本能力。

本专业重视数、理基础,强调光电信息科学的基础理论,注重实验技能的培养和训练,致力于培养学生在光电信息科学与工程领域,特别是在基于功能微结构的光电信息材料和器件上能够从事设计、制备、测试及其系统应用等方面的研究和应用的实践、创新能力。

本专业毕业生可在光电信息科学与工程及相关领域的公司、工厂、研究所和院校从事科研、教学、产品设计与应用技术开发工作或上述科研、产品开发、工艺设计、生产及经营的管理工作。优秀毕业生可继续深造攻读该专业或相关专业的硕士、博士研究生。

三、课程模块设置

光电信息科学与工程专业的课程设置以强化数理基础,掌握光电信息科学的基本理论,培养实践能力为原则,除数、理、英语、计算机等公共基础课,热力学统计物理、量子力学、固体物理等基础课以外,在专业基础课和专业课的设置上,注重学科交叉,强调光电子技术基础和物理、材料之间的相互关系。开设量子力学、应用光学、高等光学(I)、高等光学(II)、现代信息光电子学、光电专业基础实验和光电专业实验等前沿等课程。并安排半年时间从事毕业论文工作,使学生跟随老师接触光电信息科学与工程研究的最前沿。

本专业的教学计划,按四个阶段设置课程:

其中第一阶段为通修通识课程,应修总学分数为62;第二阶段为学科平台课,应修总学分数为22。以上两阶段与材料物理专业基本一致,在现代工程与应用科学学院学科平台上统一授课,详见现代工程与应用科学学院培养方案。

第三阶段为专业核心课程,侧重光电信息科学与工程专业特点,强调光电学科基础的共性一面,并与材料物理专业的课程有所交叉。主要包括量子力学、应用光学、高等光学(I)、高等光学(II)、现代信息光电子学,以及光电专业基础实验和光电专业实验等实践课程。总学分为21

第四阶段为专业选修课程和专业训练阶段,结合在专业实验室和毕业论文中的研究训练,有针对性地选修专业课程,开设有光电功能材料、非线性光学、信号与系统导论、光纤通信技术、光电显示技术、光传感技术、微纳光子学、光电检测技术、电气与真空基础实验、傅里叶光学和数字电子技术与微计算机实验等一级学科选修课和专业选修课。共并积极鼓励学生参与教师的学术研究,使学有余力的优秀学生能够尽早接触到光电信息科学与工程研究的最前沿。以使学生在光电信息材料、器件与系统应用方面受到了良好全面的训练,具有良好的发展潜力。该阶段还必须完成毕业论文(8学分)

此外,针对光电信息科学与工程的工程背景,加强工程实践能力的培养。这些内容主要安排在暑期学校进行,包括科研训练、社会实践和产业实习等方面的课程,以及到光电信息技术相关企业的短期实践,并针对学生的就业、创业需要,在光电信息技术应用与选择、光电信息科学与工程管理等方面加强指导。

本专业学生本科阶段必须修满包括通修课程、学科平台课程、专业课程和开放选修课程及毕业论文在内的累积150学分才能毕业。开设课程中选修课学分数为75, 占总课程学分数的50%,各学期的周学时数在22个左右。

四、培养规格与途径

光电信息科学与工程本科专业是在实施普通教育基础上的研究型、应用型(技术型)专业教育。实行厚基础、宽口径教育,专业方向灵活多样。培养过程体现知识、能力、素质协调发展的原则。光电信息科学与工程专业的学生是德、智、体、美等全面发展的,掌握较系统的光电信息科学与工程的基本理论、基本知识、基本技能,并掌握一定的企业管理知识,受到基础研究和应用研究的初步训练,具有良好的科学素养和教学、研究、开发和管理能力的人才。

修业年限:4

授予学位:工学学士

本专业的毕业生的基本要求为:

素质要求:(1)思想道德素质: 思想素质、道德品质,法制意识、诚信意识、团体意识; 2)文化科学素质: 科学、公正、客观、民主的科学精神,良好的学风和人文素质;(2)业务素质:数、理、化,计算机,英语基础扎实,掌握科学思维方法、科学研究方法,具备求实创新意识、价值效益意识和工程技术素养,有较强的社会及专业适应性;(3)身体和心理素质:具有健康的身体和良好的心理素质。

知识结构:(1) 具备学习本专业所需的数学、物理、化学、计算机知识及外语,并适当学习一些哲学、政治学、法学、文学、历史、社会学、艺术、心理学等人文社会科学知识,了解知识产权及光电信息技术安全条例;(2)系统、扎实地掌握光电信息科学与工程的基本理论、基本技能与方法,受到比较严格的科学思维和科学实验的训练,具有一定的光电信息科学专项知识和应用性知识,了解光电信息科学与工程的前沿、应用前景;(3)掌握一定的工程制图、工程设计基础、电工电子学等工程技术知识与技能;(4) 掌握相邻专业的一般原理和知识,如材料物理,凝聚态物理等。

技能结构:(1) 语言表达能力:能较好地运用汉语表达思想、写作论文,较为熟练地掌握英语,并能阅读本专业的英文文献,熟悉资料查询的基本方法。(2) 计算机能力:能熟练掌握常用软件的使用方法,熟悉计算机网络的使用和资料检索,具备简单应用程序的编写能力。(3) 实验能力:掌握光电信息材料、器件的制备和表征,以及相关的系统应用方面的基本实验原理和技能,具备一定的专业实验设计能力。(4)具备获取知识与综合应用知识解决问题的能力。

根据上述培养规格,光电信息科学与工程专业的本科毕业生在完成准入条件所规定专业课程的基础上,需要完成下列专业课程的系统学习并取得相应的学分,通过毕业论文答辩后方可申请本科学位:

(1) 光电信息基础理论与技能:高等光学(I),4个学分;高等光学(II),4个学分;光电专业基础实验,2个学分;机械设计,2个学分。

(2) 光电信息科学:现代信息光电子学,4个学分;光电专业实验,2个学分。

(3) 物理、材料课程:量子力学,3个学分;电动力学,3个学分;固体物理,4个学分。

(4) 光电信息工程:应用光学,4个学分。

(5) 多元培养路径:A. 本专业升学:需修读本专业指定选修的全部20个学分的课程,另需完成以本专业选修课程为主的12个学分选修课程,其中包括本专业研究生一年级专业课4学分课程。B. 跨专业升学:需完成32个选修学分的学习,其中选修跨学科选修课或公共选修课至少8个学分。C. 就业创业:完成本专业13个指定选修课程的学分及19个选修课程学分的学习,在创业就业类课程学习及第二课堂训练上需达到规定的标准。四年级可申请到企业实习,或开展课外实践活动,折抵一定的课程学分;毕业论文可在企业完成。


五、辅修、双学位课程修读要求

根据本专业的培养目标,申请本专业辅修和双学位的学生需系统学习过以下课程并取得相应学分:

(1)数学:大学数学(理二):微积分III

(2)物理:普通物理,普通物理实验,热力学。

进入本专业的辅修和双学位的学生需分别完成以下课程中的30个学分和40个学分才能达到要求:

(1) 光电信息基础理论与技能:高等光学(I),4个学分;高等光学(II),4个学分;光电专业基础实验,2个学分;微纳光子学,3个学分;机械设计,2个学分。

(2) 光电信息科学:现代信息光电子学,4个学分;光电专业实验,2个学分。

(3) 物理、材料课程:量子力学,3个学分;电动力学,3个学分;固体物理,4个学分,数学物理方法,3个学分。

(4) 光电信息工程:应用光学,4个学分;光电子器件与工艺,4个学分;信号与系统导论,2个学分;光纤通信技术,3个学分;光电显示技术,2个学分;光传感技术,2个学分;光电检测技术,2个学分,工学名人讲堂,2个学分。

六、专业开放课程目录及容量

光电信息科学与工程专业开放课程目录和容量见下表:

序号

开放课程名称

学分

开课学期

容量

1

应用光学

4

4

20

2

高等光学(I)

4

5

20

3

高等光学(II

4

6

20

4

光电功能材料

2

5

20

5

机械设计

2

6

20

6

材料机械加工工程基础实验

1

三年级暑期学校

20

7

现代信息光电子学

4

7

20

8

信号与系统导论

2

4

30

9

光纤通信技术

3

6

30

10

光电显示技术

2

7

20

11

光传感技术

2

7

20

12

真空工艺与实验技术

2

3

10

13

工学名人讲堂

2

5

80

14

光电检测技术

2

5

20

15

通信原理

3

5

20


七、教学计划模板

“光电信息科学与工程专业本科教学计划”