信阳师范学院 2015版培养方案 应用物理学专业课程 教学大纲 物理电子工程学院 2015年8月
信阳师范学院 2015 版培养方案 应用物理学专业课程 教学大纲 物理电子工程学院 2015 年 8 月
目录 《材料科学基础》课程教学大纲。 .1 《MATLAB程序设计》课程教学大纲 5 《传感器原理及应用》课程教学大纲.14 《大学生心理健康教育》课程教学大纲。 .25 《大学生职业发展与就业指导》课程教学大纲。 .34 《电磁场与电磁波》课程教学大纲 .38 《电磁学》课程教学大纲… .47 《电动力学》课程教学大纲。 .61 《电路分析基础》课程教学大纲 .67 《电子技术基础》课程教学大纲 《高频电子线路》课程教学大纲102 《固体物理学》课程教学大纲. 112 《光学》课程教学大纲… …121 《机械制图》课程教学大纲… 130 《计算物理学》课程教学大纲。 139 《理论力学》课程教学大纲 .149 《力学》课程教学大纲…。 158 《量子力学》课程教学大纲… 172 《纳米材料与应用》课程教学大纲。 …195 《热力学与统计物理》课程教学大纲 199 《热学》课程教学大纲 210 《数学物理方法》课程教学大纲。 …220 《通信原理》课程教学大纲 233 《物理学史》课程教学大纲… …245 《现代分析测试技术》课程教学大纲. .264 《现代物理学进展》课程教学大纲. …269 《信号与系统》课程教学大纲.292
1 目 录 《材料科学基础》课程教学大纲....................................................................................... 1 《MATLAB 程序设计》课程教学大纲.................................................................................. 5 《传感器原理及应用》课程教学大纲.............................................................................. 14 《大学生心理健康教育》课程教学大纲.......................................................................... 25 《大学生职业发展与就业指导》课程教学大纲................................................................ 34 《电磁场与电磁波》课程教学大纲................................................................................. 38 《电磁学》课程教学大纲............................................................................................... 47 《电动力学》课程教学大纲............................................................................................ 61 《电路分析基础》课程教学大纲..................................................................................... 67 《电子技术基础》课程教学大纲..................................................................................... 85 《高频电子线路》课程教学大纲....................................................................................102 《固体物理学》课程教学大纲.......................................................................................112 《光学》课程教学大纲..................................................................................................121 《机械制图》课程教学大纲...........................................................................................130 《计算物理学》课程教学大纲.......................................................................................139 《理论力学》课程教学大纲...........................................................................................149 《力学》课程教学大纲..................................................................................................158 《量子力学》课程教学大纲...........................................................................................172 《纳米材料与应用》课程教学大纲................................................................................195 《热力学与统计物理》课程教学大纲.............................................................................199 《热学》课程教学大纲..................................................................................................210 《数学物理方法》课程教学大纲....................................................................................220 《通信原理》课程教学大纲...........................................................................................233 《物理学史》课程教学大纲...........................................................................................245 《现代分析测试技术》课程教学大纲.............................................................................264 《现代物理学进展》课程教学大纲................................................................................269 《信号与系统》课程教学大纲.......................................................................................292
《原子物理学》课程教学大纲305 《多媒体课件制作》课程教学大纲.316 《高等原子分子物理》课程教学大纲 .325 《光纤通信原理》课程教学大纲330 《科技论文写作》课程教学大纲 345 《强场物理进展》课程教学大纲. …351 《群论基础》课程教学大纲… 355 《专业英语》课程教学大纲 361 《金工实习》教学大纲.365 《生产见习》教学大纲 369 《生产实习》教学大纲372 《华业论文》教学大纲.375 《学年论文》教学大纲… 379
2 《原子物理学》课程教学大纲.......................................................................................305 《多媒体课件制作》课程教学大纲................................................................................316 《高等原子分子物理》课程教学大纲.............................................................................325 《光纤通信原理》课程教学大纲....................................................................................330 《科技论文写作》课程教学大纲....................................................................................345 《强场物理进展》课程教学大纲....................................................................................351 《群论基础》课程教学大纲...........................................................................................355 《专业英语》课程教学大纲...........................................................................................361 《金工实习》教学大纲..................................................................................................365 《生产见习》教学大纲..................................................................................................369 《生产实习》教学大纲..................................................................................................372 《毕业论文》教学大纲..................................................................................................375 《学年论文》教学大纲..................................................................................................379
信阳师范学院物理电子工程学院 《材料科学基础》课程教学大纲 课程编号：04510484 课程性质：专业方向课 适合专业：应用物理学 先修课程：固体物理学 开设学期：第六学期 考核方式：考试 总学时数：72 学分：4 (一)课程教学目标 通过本课程的学习，使学生加深对固体学知识的理解，掌握能带理论等基本 的理论，掌握分析材料性能产生原因的基本技能，提高学生的理解能力及材料设 计能力。 (二)课程的目的与任务 材料物理是应用物理学专业一门专业基础课，通过对本课程的学习有助于该 专业的学生巩固大学四年来所学的基础知识，在课程教学和实践过程中，能够培 养学生学习和工作的能力，掌握必要的工作技能，对于学生今后就业或创业发挥 着重要的作用。在当今科技迅速发展的年代，培养出适合材料学发展的应用型人 才。 (三)理论教学的基本要求 学习了本课程以后，使学生在知识面方面得到扩展，在基本技能方面得到提 高，到独立调研文献和市场分析的能力。了解材料的分类标准：理解材料学的基 本理论，理解材料学在科学技术发展的重要作用：掌握相应的材料制备技术和分
1 信阳师范学院物理电子工程学院 《材料科学基础》课程教学大纲 课程编号：04510484 课程性质：专业方向课 适合专业：应用物理学 先修课程：固体物理学 开设学期：第六学期 考核方式：考试 总学时数：72 学 分：4 （一）课程教学目标 通过本课程的学习，使学生加深对固体学知识的理解，掌握能带理论等基本 的理论，掌握分析材料性能产生原因的基本技能，提高学生的理解能力及材料设 计能力。 （二）课程的目的与任务 材料物理是应用物理学专业一门专业基础课，通过对本课程的学习有助于该 专业的学生巩固大学四年来所学的基础知识，在课程教学和实践过程中，能够培 养学生学习和工作的能力，掌握必要的工作技能，对于学生今后就业或创业发挥 着重要的作用。在当今科技迅速发展的年代，培养出适合材料学发展的应用型人 才。 （三）理论教学的基本要求 学习了本课程以后，使学生在知识面方面得到扩展，在基本技能方面得到提 高，到独立调研文献和市场分析的能力。了解材料的分类标准；理解材料学的基 本理论，理解材料学在科学技术发展的重要作用；掌握相应的材料制备技术和分
析方法。 (四)实践教学要求（包括但不限于以下内容） 无。 (五)教学学时分配数 学时分配 章次 各章名称 总学时 讲课实验上机课外小计 1 第一章材料引言 12 12 12 2 第二章材料结构 12 12 12 3 第三章晶体结构 16 16 16 4 第四章晶体缺陷 16 16 16 5 第五章相图 复习与习题课 总计 72 72 72 (六)大纲内容 第一章材料引言 教学目的与要求：要求学生了解材料的分类，掌握材料学的研究方法，达到 能够独立设计材料的能力，能应用所学知识对材料学问题进行解释。 教学重点：材料的发展历程、材料的分类、纳米材料、聚合物材料、金属铸 造工艺、材料的环境效应、生物医学材料 教学难点：半导体材料的导电理论、金属相变理论、磁性理论 第二章材料结构 教学目的与要求：要求学生了解材料结构的基本知识，掌握原子核外电子的 排布规则，能熟练计算原子间化学键的键能大小和电负性。 教学重点：原子间的化学键、电子的排布规律、离子键、共价键、分子键和 氢键 教学难点：化学键键能的计算、金属键 2
2 析方法。 （四）实践教学要求（包括但不限于以下内容） 无。 （五）教学学时分配数 章次 各章名称 总学时 学时分配 讲课 实验 上机 课外 小计 1 第一章 材料引言 12 12 12 2 第二章 材料结构 12 12 12 3 第三章 晶体结构 16 16 16 4 第四章 晶体缺陷 16 16 16 5 第五章 相图 8 8 8 复习与习题课 8 8 8 总计 72 72 72 （六）大纲内容 第一章 材料引言 教学目的与要求：要求学生了解材料的分类，掌握材料学的研究方法，达到 能够独立设计材料的能力，能应用所学知识对材料学问题进行解释。 教学重点：材料的发展历程、材料的分类、纳米材料、聚合物材料、金属铸 造工艺、材料的环境效应、生物医学材料 教学难点：半导体材料的导电理论、金属相变理论、磁性理论 第二章 材料结构 教学目的与要求：要求学生了解材料结构的基本知识，掌握原子核外电子的 排布规则，能熟练计算原子间化学键的键能大小和电负性。 教学重点：原子间的化学键、电子的排布规律、离子键、共价键、分子键和 氢键 教学难点：化学键键能的计算、金属键
第三章晶体结构 教学目的与要求：要求学生了解品体结构的分类，掌握品面和晶面间距的算 法，能熟练运用晶体学理论进行材料设计，能解释材料的硬度和熔点与晶体微结 构的关系。 教学重点：晶体结构的特点、七大晶系十四种空间点阵、晶体中质点的堆积、 晶格填充率、晶向指数和晶面指数 教学难点：晶体相变、晶带轴定律的应用、晶面间距的计算 第四章晶体缺陷 教学目的与要求：要求学生了解晶体缺陷的形成原因，掌握晶体缺陷的分类， 能熟练运用晶体学理论对晶体缺陷的数量进行控制。 教学重点：点缺陷、热缺陷、非化学计量缺陷、杂质缺陷 教学难点：缺陷反应方程式、缺陷浓度的计算 第五章相图 教学目的与要求：要求学生了解相图的基本理论，掌握相变的条件，能运用 相变理论对物质的相进行控制。 教学重点：相律、一元相图、二元相图、三元相图 教学难点：晶体的析晶过程、三元相图理论 (七)课程有关说明 课程大纲的设置为专业服务，坚持以就业为导向，加强对学生应用能力的培 养，提高学生的素养，与同事和睦相处的能力，加强强化职业道德建设。面对当 今科技社会，培养出适应21世纪社会对材料要求的人才，建立完善的《纳米材 料与应用》的教学大纲。根据新的教学大纲要求，参考国内有关教材，结合新的 教学理念、方法和手段，编写新教材。 在进行本课程学习前应结合材料物理学、固体物理学等课程进行学习，积极 应用所学知识分析影响材料性能的因素。在教学过程中难点和重点突出，对于重 点和难点要用心讲解，做到深入浅出。考核方式将闭卷考试和课堂考察相结合
3 第三章 晶体结构 教学目的与要求：要求学生了解晶体结构的分类，掌握晶面和晶面间距的算 法，能熟练运用晶体学理论进行材料设计，能解释材料的硬度和熔点与晶体微结 构的关系。 教学重点：晶体结构的特点、七大晶系十四种空间点阵、晶体中质点的堆积、 晶格填充率、晶向指数和晶面指数 教学难点：晶体相变、晶带轴定律的应用、晶面间距的计算 第四章 晶体缺陷 教学目的与要求：要求学生了解晶体缺陷的形成原因，掌握晶体缺陷的分类， 能熟练运用晶体学理论对晶体缺陷的数量进行控制。 教学重点：点缺陷、热缺陷、非化学计量缺陷、杂质缺陷 教学难点：缺陷反应方程式、缺陷浓度的计算 第五章 相图 教学目的与要求：要求学生了解相图的基本理论，掌握相变的条件，能运用 相变理论对物质的相进行控制。 教学重点：相律、一元相图、二元相图、三元相图 教学难点：晶体的析晶过程、三元相图理论 （七）课程有关说明 课程大纲的设置为专业服务，坚持以就业为导向，加强对学生应用能力的培 养，提高学生的素养，与同事和睦相处的能力，加强强化职业道德建设。面对当 今科技社会，培养出适应 21 世纪社会对材料要求的人才，建立完善的《纳米材 料与应用》的教学大纲。根据新的教学大纲要求，参考国内有关教材，结合新的 教学理念、方法和手段，编写新教材。 在进行本课程学习前应结合材料物理学、固体物理学等课程进行学习，积极 应用所学知识分析影响材料性能的因素。在教学过程中难点和重点突出，对于重 点和难点要用心讲解，做到深入浅出。考核方式将闭卷考试和课堂考察相结合
加强对学生综合能力的培养 (八)主要教学方法与媒体要求 拓展教学方法，在做好课堂教学的同时，调动学生的积极性开展课堂讨论， 并积极应用新的教学方法和教学手段。 (九)使用教材及主要参考书 1.赵品主编：《材料科学基础》（第1版），武汉理工大学出版社，1999年8 月版。 2.谢希文主编：《材料科学基础》（第1版），武汉理工大学出版社，1999 年1月版。 3.莫淑华主编：《材料科学基础》（第1版），哈尔滨工业大学出版社，2012 年8月版。 4.曾燕伟主编：《材料科学基础》（第1版），武汉理工大学出版社，2015 年3月版。 (十)推荐的教学网站和相关专业文献网站 相关专业课程教师建设的网络空间。 (十一)其他 通过开展课堂讨论加深学生对所学知识的理解，并培养学生实事求是勇于创 新的精神，合理布置课后作业，对为消化的知识进行巩固和加强。建立相应的试 题库，每年考试题从试题库中选取，并不断完善试题库。考核方式采用闭卷考试 和课堂考察结合的方式，并在设定内容时考虑考研学生的需求，加入考研大纲中 纳米材料与应用的相关内容。 制订：力热教研室 执笔人：闫海龙2015年7月13日 审核人：秦萍 2015年7月16日
4 加强对学生综合能力的培养。 （八）主要教学方法与媒体要求 拓展教学方法，在做好课堂教学的同时，调动学生的积极性开展课堂讨论， 并积极应用新的教学方法和教学手段。 （九）使用教材及主要参考书 1. 赵品主编：《材料科学基础》（第 1 版），武汉理工大学出版社，1999 年 8 月版。 2. 谢希文主编：《材料科学基础》（第 1 版），武汉理工大学出版社，1999 年 1 月版。 3. 莫淑华主编：《材料科学基础》（第 1 版），哈尔滨工业大学出版社，2012 年 8 月版。 4. 曾燕伟主编：《材料科学基础》（第 1 版），武汉理工大学出版社，2015 年 3 月版。 （十）推荐的教学网站和相关专业文献网站 相关专业课程教师建设的网络空间。 （十一）其他 通过开展课堂讨论加深学生对所学知识的理解，并培养学生实事求是勇于创 新的精神，合理布置课后作业，对为消化的知识进行巩固和加强。建立相应的试 题库，每年考试题从试题库中选取，并不断完善试题库。考核方式采用闭卷考试 和课堂考察结合的方式，并在设定内容时考虑考研学生的需求，加入考研大纲中 纳米材料与应用的相关内容。 制 订：力热教研室 执笔人：闫海龙 2015 年 7 月 13 日 审核人：秦萍 2015 年 7 月 16 日
信阳师范学院物理电子工程学院 《MATLAB程序设计》课程教学大纲 课程名称：MATLAB程序设计 课程编号：04310022 课程性质：专业方向课 适合专业：应用物理学 先修课程：大学计算机基础，高等数学 开设学期：第五学期 考核方式：考查或考试 总学时：36 学分：2 (一)课程教学目标 《MATLAB基础》课程是一门重要的计算机仿真语言课程。其主要任务是使 学生学习MATLAB中的矩阵运算、多项式处理、控制语句、绘制二维、三维图形 和一些常用函数及工具箱等：实验课是本课程重要的教学环节，其目的是使学生 掌握MATLAB的基本编程技巧，热练地编写MATLAB程序；熟悉SimuLink仿真的 基本方法和元件构成：了解MATLAB符号运算工具箱的使用方法，使学生具备一 定的使用MATLAB语言进行编程和仿真的能力。 (二)课程的目的与任务 通过本课程的学习使得学生能够掌握： 1.理解MATLAB系统的基本组成，掌握MATLAB软件的安装、启动、关闭 以及基本的数值计算等： 2.掌握如何应用MATLAB软件产生矩阵，并对矩阵进行数值操作，比如： 矩阵合并、矩阵行操作、矩阵列操作以及矩阵元素操作等。掌握产生特 5
5 信阳师范学院物理电子工程学院 《MATLAB 程序设计》课程教学大纲 课程名称：MATLAB 程序设计 课程编号：04310022 课程性质：专业方向课 适合专业：应用物理学 先修课程：大学计算机基础，高等数学 开设学期：第五学期 考核方式：考查或考试 总 学 时：36 学 分：2 (一)课程教学目标 《MATLAB 基础》课程是一门重要的计算机仿真语言课程。其主要任务是使 学生学习 MATLAB 中的矩阵运算、多项式处理、控制语句、绘制二维、三维图形 和一些常用函数及工具箱等；实验课是本课程重要的教学环节，其目的是使学生 掌握 MATLAB 的基本编程技巧，熟练地编写 MATLAB 程序；熟悉 SimuLink 仿真的 基本方法和元件构成；了解 MATLAB 符号运算工具箱的使用方法，使学生具备一 定的使用 MATLAB 语言进行编程和仿真的能力。 （二）课程的目的与任务 通过本课程的学习使得学生能够掌握： 1. 理解 MATLAB 系统的基本组成，掌握 MATLAB 软件的安装、启动、关闭 以及基本的数值计算等； 2. 掌握如何应用 MATLAB 软件产生矩阵，并对矩阵进行数值操作，比如： 矩阵合并、矩阵行操作、矩阵列操作以及矩阵元素操作等。掌握产生特
定矩阵的函数的使用方法，比如：rand,randn,,randi,,magic等： 3.掌握基本的绘图函数，能够对特定数据进行绘图。掌握图编辑技巧，添 加注释，坐标轴等。能够应用绘图函数plot,plot3,mesh,surf等绘制2-D, 3-D图像 4.掌握MATLAB基本的语法格式、语义规则。能够应用MATLAB编写脚本 文件与函数。掌握基本的语句格式，比如：循环语句，控制语句，条件 判断语句等。 5.掌握如何建立基本的数据分析框架流程等，能够应用MATLAB进行特定 数据的分析，建立数据分析的基本模型等。 6.掌握基本的图像用户界面建立的基本方法，基本技巧等。理解创建图像 用户界面的基本步骤。掌握MATLAB指导建立GUI界面的基本方法，步 骤等。能够应用GU1界面解决简单的科学问题。 三、课程教学基本要求 本课程理论教学的基本要求是使学生了解MATLAB的操作环境，掌握 MATLAB编程语言的基本语法，掌握MATLAB基本的语法格式、语义规则。能够 应用MATLAB编写脚本文件与函数。掌握如何应用MATLAB软件产生矩阵，并对 矩阵进行数值操作，比如：矩阵合并、矩阵行操作、矩阵列操作以及矩阵元素操 作等。掌握基本的绘图函数，能够对特定数据进行绘图。掌握图编辑技巧，添加 注释，坐标轴等。能够绘制二维曲线，三维曲面等。掌握基本的数据分析框架流 程，能够利用MATLAB进行简单的数据分析。通过本课程的学习，旨在提高学生 解决实际问题的能力、软件应用能力，培养学生严谨、规范、理论联系实际的科 学态度，为他们今后从事专业学习、科研活动和继续深造打下扎实的基础。本门 课程的主要教学内容包括：概述、矩阵与阵列、绘图、编程、数据分析、创建图 像用户界面以及桌面工具与开发环境等章节内容，为未来从事面向对象应用程序 开发工作打下坚实的基础。 四、教学学时分配数
6 定矩阵的函数的使用方法，比如：rand，randn, randi, magic 等； 3. 掌握基本的绘图函数，能够对特定数据进行绘图。掌握图编辑技巧，添 加注释，坐标轴等。能够应用绘图函数 plot, plot3, mesh, surf 等绘制 2-D， 3-D 图像 4. 掌握 MATLAB 基本的语法格式、语义规则。能够应用 MATLAB 编写脚本 文件与函数。掌握基本的语句格式，比如：循环语句，控制语句，条件 判断语句等。 5. 掌握如何建立基本的数据分析框架流程等，能够应用 MATLAB 进行特定 数据的分析，建立数据分析的基本模型等。 6. 掌握基本的图像用户界面建立的基本方法，基本技巧等。理解创建图像 用户界面的基本步骤。掌握 MATLAB 指导建立 GUI 界面的基本方法，步 骤等。能够应用 GUI 界面解决简单的科学问题。 三、课程教学基本要求 本课程理论教学的基本要求是使学生了解 MATLAB 的操作环境，掌握 MATLAB 编程语言的基本语法，掌握 MATLAB 基本的语法格式、语义规则。能够 应用 MATLAB 编写脚本文件与函数。掌握如何应用 MATLAB 软件产生矩阵，并对 矩阵进行数值操作，比如：矩阵合并、矩阵行操作、矩阵列操作以及矩阵元素操 作等。掌握基本的绘图函数，能够对特定数据进行绘图。掌握图编辑技巧，添加 注释，坐标轴等。能够绘制二维曲线，三维曲面等。掌握基本的数据分析框架流 程，能够利用 MATLAB 进行简单的数据分析。通过本课程的学习，旨在提高学生 解决实际问题的能力、软件应用能力，培养学生严谨、规范、理论联系实际的科 学态度，为他们今后从事专业学习、科研活动和继续深造打下扎实的基础。本门 课程的主要教学内容包括：概述、矩阵与阵列、绘图、编程、数据分析、创建图 像用户界面以及桌面工具与开发环境等章节内容，为未来从事面向对象应用程序 开发工作打下坚实的基础。 四、 教学学时分配数
本课程教学总时数为36学时（上机实验18学时），具体课时分配见课时分配表： 学时安排 章次 内容 小计 讲课上机 1 概述 1 0 2 矩阵与阵列 6 6 12 3 绘图 3 3 6 编程 6 9 5 数据分析 3 5 6 图像用户界面 0 1 1 桌面工具与开发环境 0 1 合计 18 18 36 五、大纲内容： 第1章MATLAB简介 教学目的与要求 1.理解Matlab的工作环境以及帮助系统： 2.学握Matlab的工作环境。 教学内容 1.MATLAB为什么被称为理工科黄金软件'： 2.MATLAB和其他高级语言有什么不同： 3.MATLAB的运行环境。 教学提示：多媒体教学，课堂授课与上机操作结合 教学重点和难点：MATLAB软件的安装与调试 第2章矩阵与阵列 教学目的与要求 1.掌握变量和数组、多维数组定义： 2.掌握数组元素的存取： 3.掌握保留字符、数据形式和显示： 4.掌握变量和数组运算
7 本课程教学总时数为 36 学时（上机实验 18 学时），具体课时分配见课时分配表： 章次 内容 学时安排 小计 讲课 上机 1 概述 1 0 1 2 矩阵与阵列 6 6 12 3 绘图 3 3 6 4 编程 4 6 9 5 数据分析 2 3 5 6 图像用户界面 1 0 1 7 桌面工具与开发环境 1 0 1 合计 18 18 36 五、 大纲内容： 第 1 章 MATLAB 简介 教学目的与要求 1.理解 Matlab 的工作环境以及帮助系统； 2.掌握 Matlab 的工作环境。 教学内容 1. MATLAB 为什么被称为‘理工科黄金软件’； 2. MATLAB 和其他高级语言有什么不同； 3. MATLAB 的运行环境。 教学提示：多媒体教学,课堂授课与上机操作结合 教学重点和难点：MATLAB 软件的安装与调试 第 2 章 矩阵与阵列 教学目的与要求 1.掌握变量和数组、多维数组定义； 2.掌握数组元素的存取； 3.掌握保留字符、数据形式和显示； 4.掌握变量和数组运算