光电科学与工程创新实验班本科人才培养方案

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文档正文

光电科学与工程创新实验班本科人才培养方案

一、培养目标

本专业依据新时期中国特色社会主义事业所需合格建设者和接班人的培养总要求,聚焦国家战略和区域经济社会发展对创新型人才的需求,瞄准光电信息和纳米科技前沿,培养德、智、体、美、劳全面发展,具有过硬的政治素质、深厚的家国情怀、宽广的国际视野、良好的综合素养、坚实的数理基础和光电纳米科学基础,掌握先进的微纳材料制备、光电器件工艺及性能表征,能够综合应用专业理论知识、数值分析方法与专业工程软件、微纳工艺技术与现代实验手段,在微纳光电材料与器件、光信息与光传感、光学系统设计和纳米能源等工程和科研领域开展创新研究的高层次科技人才。

光电科学与工程创新实验班(以下简称“创新班”)学生毕业后5年左右预期达到:

(一)具有履行工程伦理道德责任和尊重社会价值的能力,并能承担推动社会、经济、科技可持续发展的责任。 (二)具有理解、分析和解决光电科学与工程相关领域复杂工程问题的能力,能胜任光电材料、器件与系统的分析、设计、运行及开发工作,取得工程师资格或具备同等职业能力。 (三)具有发现问题、解决问题的创新思维与研究能力,具有多学科知识交叉融合、迁移、提升的能力,能够胜任光电科学与工程相关领域的前沿科学研究工作,并取得高水平成果。 (四)具有良好的思想品德和人文素养,身心健康,沟通能力强,具有领导、组织多学科背景团队协作共同完成光电信息科学与工程及相关领域复杂工程项目的能力。 (五)具有国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力,熟知光电信息领域及其相关行业的发展动态,拥有自主的、终生的学习习惯和能力。

二、毕业要求

创新班学生在毕业时能够牢固树立正确的祖国观、民族观、历史观、文化观和宗教观,具有强烈的中华民族归属感、中华文化认同感、伟大祖国自豪感和维护民族团结和祖国统一的使命感,铸牢中华民族共同体意识。

在此基础上满足以下12条毕业要求:

(一)工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决光电信息与纳米科技领域相关复杂工程问题。 (二)问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析光电信息与纳米科技领域的复杂工程问题,以获得有效结论。 (三)设计/开发解决方案:能够设计针对光电信息与纳米科技相关复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的光电信息与纳米科技系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 (四)研究:能够基于科学原理,对光电信息与纳米科技领域中的复杂问题进行科学研究,包括设计实验、分析与解释数据,并通过信息综合得到合理有效的结论。 (五)使用现代工具:能够针对光电信息与纳米科技领域的复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。 (六)工程与社会:能够针对光电信息与纳米科技相关背景知识进行合理分析,评价光电信息与纳米科技工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。 (七)环境和可持续发展:能够理解和评价针对光电信息与纳米科技复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 (八)职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。 (九)个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 (十)沟通:能够就光电信息与纳米科技相关复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

(十一)项目管理:理解并掌握光电信息与纳米科技领域工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。 (十二) 终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

三、学制、总学分和学位授予

学制:4年

总学分:170 学分

学位授予:工学学士

四、各教学环节学时学分

将本科修读阶段分为大类培养、专业培养和个性化培养三个阶段。大类培养阶段,主要开展通识教育和学科基础教育,合计101.5学分,其中必修93.5学分,选修8学分。专业培养阶段,主要开展专业教育,合计43.5学分,其中必修27.5学分,选修16学分。个性化培养阶段,主要开展个性化教育,合计6学分,均为选修学分。另外,实践环节合计19学分,为必修。

培养阶段 板块名称 类别 学分设置 修读性质 总学时 理论学时 实践学时 大类培养 通识教育 思政课 19 必修 370 250 120 基本素养课 33 必修 756 452 304 综合素养课 10 2分必修/8分选修 180 150 30 学科基础教育 学科基础课 39.5 必修 819 603 216 专业培养 专业教育 专业核心课 27.5 必修 / / / 专业选修课 16 选修 / / / 个性化培养 个性化教育 本硕贯通课程 6 选修 / / / 跨学科交叉课程 全球胜任力培养课程 行业领域协同育人课程 实践环节 创新创业实践 3 必修 / / / 专业实践 14 必修 / / / 社会实践 2 必修 / / / 总学分 170

五、课程设置和修读建议

(一) 大类培养

  1. 通识教育

通识教育板块应修62学分。其中必修54学分,包括思政课19学分、基本素养课33学分,劳动教育2学分;选修8学分,包括人文素养、科学素养、艺术素养和创新创业素养课程各2学分。课程修读要求请见《中央民族大学通识课程教学计划》。

类别 课程号 课程名称 学分 学时 实践学时 修读学期 思政课 1037010001 马克思主义基本原理 3 54 18 4 1037010042 毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 3 54 18 6 1037010038 中国近现代史纲要 3 54 18 2 1037010043 思想道德与法治 3 54 18 1 1037010040 形势与政策 2 64 18 1-8 1037010041 习近平新时代中国特色社会主义思想概论 3 54 18 1 1037010044 中华民族共同体概论 2 36 12 3 基本素养课 1042010079 大学英语(一) 2 54 36 1 1042010080 大学英语(二) 2 54 36 2 1042010081 大学英语(三) 2 54 36 3 1042010082 大学英语(四) 2 54 36 4 1049020001 大学体育(一) 1 36 36 1 1049020002 大学体育(二) 1 36 36 2 1049020003 大学体育(三) 1 36 36 3 1049020004 大学体育(四) 1 36 36 4 1045020001 高等数学(一)上 6 108 / 1 1045020002 高等数学(一)下 6 108 / 2 1045020003 线性代数 3 54 / 1 1045020004 概率论与数理统计 3 54 / 3 0011010033 中华文化 2 36 / 2 0011010035 国家安全教育 1 188 112 1 0000000006 心理健康 0 36 16 1 综合素养课 人文素养类 2 36 / 2-7 科学素养类 2 36 / 2-7 艺术素养类 2 36 / 2-7 创新创业素养类 2 36 / 2-7 0011010036 劳动教育 2 36 30 1-8

  1. 学科基础教育

学科基础教育应修39.5学分,全部为必修。开设专业导论、工程图学基础、程序设计、电子技术、科技创新方法与实践等工程基础和创新方法课程,系统培养数理化基础和专业工程素养。开设大学物理、数学物理方法、电磁场与电磁波、量子物理、固体物理、半导体器件物理、微纳光子学等物理学理论课程,为学生打下坚实的物理学科基础。

课程号课程名称学分学时实践学时修读学期
1045030252专业导论118/1
1045030310工程图学基础254361
1045030229C语言程序设计254361
1045030304大学物理(一)上3.563/2
1045030306大学物理实验(一)上136362
1045030300Python语言程序设计254362
1045030305大学物理(一)下3.563/3
1045030307大学物理实验(一)下0.518183
1045030012电子技术基础472/3
1045030013电子技术基础实验136363
1045030115数学物理方法354/3
1045030143电磁场与电磁波354/4
1045030318科技创新方法与实践127184
1045030282量子物理354/5
1045030026固体物理学354/6
1045030285半导体器件物理354/6
1045040362微纳光子学(全英文)236/6
1045030309工程伦理118/7

(二)专业教育

  1. 专业核心课程

创新班必修专业核心课程27.5学分。学生可从光电信息科学与工程和纳米材料与技术专业核心课程模块中任选其一修读,系统培养专业理论基础和专业技能。

类别 课程号 课程名称 学分 学时 实践学时 修读学期 光电信息科学与工程核心课程 1045030324 应用光学 3 54 / 3 1045030281 物理光学 3 54 / 4 1045030311 光电信息基础实验 1 36 36 4 1045030333 光学成像系统课程设计 1 36 36 4(小学期) 1045030334 光纤器件/光谱技术工程实训 1.5 54 54 4(小学期) 1045040044 激光技术与应用 3 54 / 5 1045030308 导波光学基础 3 54 / 5 1045030147 光电信息专业实验(一) 1.5 54 54 5 1045030313 光通信系统与信息处理课程设计 2 72 72 5 1045030195 光电子技术基础 3 54 / 6 1045030148 光电信息专业实验(二) 1.5 54 54 6 1045030312 光电子器件与光传感课程设计 2 72 72 6 1045030316 机器视觉系统与图像处理课程设计 2 72 72 7 纳米材料与技术核心课程 1045030332 无机与分析化学 2 36 / 2 1045030288 无机与分析化学实验 1 36 36 2 1045030302 材料科学基础(一) 3 54 / 3 1045030301 材料科学基础(二) 3 54 / 4 1045030303 材料科学基础实验 1 36 36 4 1045030289 纳米材料制备与分析方法 2 36 / 4 1045040315 X射线晶体学 2.5 54 18 5 1045040369 显微结构分析 2.5 54 18 5 1045030320 纳米材料制备实验 2 72 72 5 1045030291 纳米材料表征实验 1.5 54 54 5 1045030127 材料热力学 2.5 45 / 6 1045040287 微纳制造技术 2.5 54 18 6 1045030322 纳米专业课程设计(一) 1 36 36 6 1045030321 纳米专业课程设计(二) 1 36 36 7

  1. 专业选修课程

专业选修课程至少完成16学分。设置了通用基础模块、光电信息科学与工程课程模块和纳米材料与技术课程模块。专业核心课选择光电信息科学与工程课程模块的学生应从通用基础选修模块和光电信息科学与工程课程模块中选修相关课程,专业核心课选择纳米材料与技术课程模块的学生应从通用基础选修模块和纳米材料与技术课程模块中选修相关课程。如对凝聚态物理学、光学、半导体物理学等方向科学研究感兴趣,建议选修理论力学和热力学与统计物理学,夯实理论物理基础。

课程清单如下:

通用基础模块

课程号课程名称学分学时实践学时开设学期
1045040409科技文献检索与写作118/2
1045040422Matlab 程序设计1.536182
1045030065理论力学354/4
1045030209热力学与统计物理学354/4
1045040373Linux 操作系统程序设计136364

光电方向模块1:光学成像与信息处理

课程号课程名称学分学时实践学时开设学期
1045030236现代光学设计2.554184
1045030145信息光学354/5
1045040407光学显示技术2.554186
1045040386数字图像处理2.554186

光电方向模块2:光电子器件与光检测

课程号课程名称学分学时实践学时开设学期
1045040414柔性光电子材料与器件236/6
1045040403光电子器件工艺1.536186
1045030179光电检测技术354/6
1045040423超材料与超表面236/7

光电方向模块3:光通信系统与网络

课程号课程名称学分学时实践学时开设学期
1045040419微机接口技术2.554184
1045040107信号与系统354/5
1045040416数字信号处理236/6
1045040334现代通信原理2.554186
1045040405光通信系统236/7
1045040406光网络基础236/7

纳米方向模块1:纳米能源技术

课程号课程名称学分学时实践学时开设学期
1045030173纳米科学与技术236/3
1045030164原子物理学236/4
1045040376物理化学354/4
1045040375新能源材料与技术2.554184
1045040259光伏及光催化材料与应用372365
1045040377纳米功能材料236/6
1045040378材料化学236/6
1045030172结构与物性236/6
1045040244材料表面与界面236/6
1045040165计算材料学236/6
1045040010薄膜物理与技术236/6
1045040417碳基纳米材料236/7

纳米方向模块2:纳米光电子技术

课程号课程名称学分学时实践学时开设学期
1045040404光谱学与结构基础236/5
1045040044激光技术与应用354/5
1045040370光电成像与显示技术236/6
1045040413柔性电子学236/6
1045040410纳米光电材料与器件236/6
1045040411纳米光子学236/6
1045040423超材料与超表面236/7

(三)个性化培养

为充分对接学生未来发展、满足学生个性化选择,设置本硕贯通课程、跨学科交叉课程、全球胜任力培养课程和行业领域协同育人课程,学生可根据未来发展意向选择修读相关课程,此部分至少修读6学分。

修读建议如下:

  1. 拟继续深造学生建议选择修读本硕贯通专业选修课程。免试推荐攻读本校研究生的本科生可提前学习研究生课程,并计入研究生学分。
  2. 拟出国学生建议选择修读全球胜任力培养课程,包括全英文科技前沿课程、国际课程、全球胜任力微专业课程,也可通过境外访学进行国际学分转换。
  3. 拟就业学生建议选择行业领域协同育人课程修读,针对未来职业选择修读相应的课程。
  4. 学生可根据个人发展需要,选择列表中跨学科交叉课程,也可跨专业选修其他专业设置的专业课程。

课程类 课程号 课程名称 学分 学时 实践学时 开设学期 备注 本硕贯通课程 0803-1-20-02 光电子学 2 36 / 7 0803-1-20-17 科学与工程计算 2 36 / 7 跨学科交叉课程 1044040223 软件工程 2.5 54 18 5 1045040520 机器学习初步 3 72 36 5 1045040398 传感器原理及应用 2 36 / 6 1045040402 高光谱成像及应用 2 36 / 6 1043040611 现代生物学仪器分析 2 54 36 6 1043030324 生命科学导论 1 18 / 7 1044030374 自然语言处理 2.5 54 18 7 1044040528 虚拟现实技术及应用 2.5 54 18 7 全球胜任力培养课程 1045040362 微纳光子学(全英文) 2 36 / 6 学校开设的全球胜任力培养课程 新开课 科技前沿讲座 1 18 / 6 行业领域协同育人课程 1045030298 企业课程 1 18 / 6 新开课 芯片设计与仿真 1 36 36 6 1035040109 公共项目管理 2 36 9 7

(四)实践环节

实践环节包括专业实践、社会实践和创新创业实践,必修19学分。

  1. 专业实践

专业实践包括学年论文、专业实习、毕业设计等,必修14学分。

类别学分修读性质学期
毕业设计6必修7-8
毕业实习3必修/
学年论文1(18学时)必修/
金工实习1.5必修2
电子工艺实习1.5必修3-4
科学与工程实践1必修3-6
  1. 社会实践

社会实践包括校级社会实践、学术讲座报告、参加志愿者服务、文体活动等,必修2学分。学生需要参加校团委组织的校级社会实践活动至少1次,参加学术讲座报告至少15次,积极参加党和国家重大活动、挂职锻炼/就业实习、志愿服务、文体活动等,学分计算参照《中央民族大学大学生社会实践环节实施方案》实施。

类别学分修读性质学期
校级社会实践1必修/
学术讲座报告0.5必修/
第二课堂(志愿服务、文体活动等)0.5必修/
  1. 创新创业实践

创新创业实践包括参加创新创业项目、学科竞赛等,必修3学分。创新创业实践学分除必修3学分外,可转换为综合素养课中创新创业素养类课程的2学分,也可根据内容转换为综合素养课中相应类别课程2学分。

六、课程地图

七、其他说明

  1. 创新班在第一学期结束后,依据第一学期专业课成绩和面试成绩,从光电信息科学与工程和纳米材料与技术专业自愿报名的一年级学生中选拔成立,规模30人左右。
  2. 创新班以培养纳米光电材料和半导体光电子领域卓越科技人才为目标,由学科带头人担任班主任,实行校(高校)院(中国科学院)双导师制,二年级进入课题组以准研究生身份接受系统科研训练。
  1. 创新班强化数理基础,增设理论物理类课程,关键核心课程及实验实践环节独立授课,通过研讨式教学、项目制研学,开展“以问题为导向”的教学模式,激发学生自主学习能力和思辨能力。
  2. 创新班面向国际化人才培养,加强全英文和双语教学,开设双语专业课程和学科前沿课程,聘请外教或有海外留学背景的专业教师授课。
  3. 创新班开展三年递进式科技创新与实践专项训练,充分拓展第二课堂,配备指导教师和专用实验条件,系统培养学生设计思维、创新意识、团队精神、自学能力和项目管理能力。创新班学员需完成创新创业教育学分不少于3学分,全员参加本科生创新创业训练项目和学科竞赛,其中每人至少主持创新项目1项,参加校级及以上本学科相关学科竞赛不少于2次。
  4. 设置创新班管理平台,实行周查月报和定期督查制度,落实“五个1”工程,即创新班学生本科期间需完成“1个科研创新项目、1次省部级竞赛、1次国家级重点实验室放学、1次本学科学术会议、1个科研创新成果”。
  5. 允许国际学分、在线课程学分、创新创业奖励学分、联盟高校学分、第二课堂社团等学分转换。创新创业实践学分可转换为综合素养学分(最多可转换4个学分),学校大学生艺术团团员可根据艺术团性质免修相应综合素养课程模块的2个学分,学校体育运动队队员可免修“大学体育”公共必修学分。