012. 04级天文学专业培养方案（参考）.doc

理学院天文学专业培养方案 一、 专业培养目标 培养学生具有坚实的数学和物理基础和天体物理前沿知识，了解天文学最新 进展，熟练使用计算机，受到全面的素质教育，具有从事本学科以及相关学科研 究的能力。毕业生将获得理学学士学位，适应到国家天文台、研究所和高等学校， 从事科研和教学工作，以及在高科技产业从事科研技术开发工作；可继续攻读本 学科及相关学科的硕士、博士学位。 二、 学制、授予学位及毕业基本要求 学制： 四年 授予学位： 理学学士 毕业基本要求： 修满 160 学分，其中必修学分 130 学分 选修学分 30 学分 三、修读课程 1、通识课： 参照学校关于通识课的课程要求。 2、学科群基础课： In0*(信息技术类课程)：18.5 学分 计算机文化基础（1）、C 语言程序设计（2.5）、数据结构与 数据库（3.5）、微机原理与接口（3.5）、电子线路基础 （4）、电路分析基础（3）电子线路基础实验（1） Ma0*(数学类课程)：8 学分 复变函数（A） （3）、数理方程（A） （3）、计算方法(B)(2) Ph0*(物理类课程)：至少 40 学分 力学（3）、热学（2）、电磁学(4)、理论力学(3)、光学(3)、 原子物理学(3)、电动力学(4)、量子力学 A(4) 、量子力学 B(6)（2 选 1）、等离子体物理导论(2) 、计算物理学(核科 学类)(3)、计算物理学(非核科学类) (3)（2 选 1） 、热力学 与统计物理(4)、固体物理学 A(3)、固体物理学 B(4)（2 选 1）、大学物理―现代技术实验(1)、大学物理－研究性实验(1) 等。 3、专业课： ≥26 学分 实测天体物理学（3） 、天体物理概论（4）、广义相对论（4） 、恒星 物理基础（4） 、星系天文学（4）、宇宙学（I）（4）、天体物理中的 统计方法（4）、Fortran 语言（3）、流体力学（3）、磁流体力学 （3）、普通天文学（3）、太阳物理（3）、天文学史（3） 、天体物理 系列讲座（3） 、文献阅读（3）。 要求跨学科选修课程：由学科点指定，暂不作硬性要求。 本专业主要课程：高等数学、普通物理学、理论物理、电子线路、信息技术、 固体物理学、天体物理等。 四、课程设置的分类及学分比例 课 程 通 类 识 别 学 课 分 比 40 25% 学科群基础课 ≥86 ≥54% 专 ≥26 ≥16% 8 5% 业 课 例 高级课 集中实践环节 合 计 ≥160 五、指导性教学计划： 理学院天文学学专业四年制指导性学习计划表 一 年 秋 课 程 编 号 课程名称 级 春 学时 学分 形势与政策讲座 课 程 编 号 课程名称 学时 学分 1 马克思哲学原理 36/18 3 毛泽东思想概论 36 2 综合英语二级 72 4 法律基础知识 27/10 2 基础体育选项 40 1 小 计 大学生思想修养 27/10 2 数据结构与数据库 54/28 3.5 综合英语一级 72 4 电路分析基础 54 3 基础体育 40 1 微积分（下） 108 6 计算机文化基础 10/20 1 Ph02001 力学 54 3 C 语言程序设计 36/30 2.5 Ph02002 热学 36 2 微积分（上） 108 6 Ph01701 大学物理－基础实验 54 1 线性代数 54 3 24.5 （10）门课 小 二 计 （ ）门课 年 编号 26＋8 级 秋 课程 8 文化素质类课程 春 课程名称 学时 学分 军事理论 课程 课程名称 学时 学分 1 邓小平理论概论 36/18 3 编号 马克思主义政治经济学 36 2 体育选项（2） 40 1 综合英语三级 72 4 微机原理与接口 54/30 3.5 体育选项（1） 40 1 数理方程 54 3 电子线路基础 72 4 计算方法 36 2 电子线路基础实验 40 1 Ph02004 光学 54 3 概率论与数理统计 54 3 Ph02005 原子物理 54 3 复变函数 54 3 Ph02102 电动力学 72 4 Ph02003 电磁学 72 4 Ph01703 大学物理－现代技术实验 54 1 Ph02101 理论力学 54 3 Ph01702 大学物理－综合实验 54 1 小 26＋1 计 （）门课 小 计 （ ）门课 23.5 专业课≥26 学分 三 年 级 秋 课程 编号 课程名称 春 学 时 学分 课程 编号 课程名称 学时 学分 Ph02103 量子力学 A（两选 1）108 6 Ph02105 热力学与统计物理 72 4 Ph02104 量子力学 B（两选 1） 72 4 Ph02204 固体物理 A（两选 1） 72 4 Ph02201 等离子体物理导论 36 2 Ph02205 固体物理 B（两选 1） 54 3 Ph01704 大学物理－研究性实验 54 1 Ph03902 实测天体物理学 54 3 Ph02202 计算物理 A 54 3 Ph03903 广义相对论 A 72 4 Ph03901 天体物理概论 72 4 Ph03904 星系天文学 72 4 Fortran 语言（选修） 36 2 Ph04904 磁流体力学（选修） 54 3 Ph04901 流体力学（选修） 54 3 Ph04905 天体物理中的统计方法 72 4 Ph04902 普通天文学（选修） 54 3 Ph04903 天文学史（选修） 54 3 小 计 （ ）门课 >14 （选修） 小 四 计 年 级 秋 课程 春 学 课程名称 编号 Ph03905 Ph04906 时 恒星物理基础 天体物理系列讲座 （选修） Ph04907 小 文献阅读（选修） 计 （ 合 >18 （ ）门课 ）门课 学分 72 4 54 3 54 3 >4 课程 编号 课程名称 学时 学分 8 毕业论文 Ph04908 Ph04909 小 计 太阳物理（选修） 54 3 宇宙学（1）（选修） 72 4 （ ）门课 >8 160.5 计 注 1：灰色标记的课程表示此课程春、秋季都开课。学生可在 4 年内自行安排选修完毕。 注 2：“数据结构与操作系统”也可以满足“数据结构与数据库”的学习任务要求。 注 3：文化素质类课程从第二学期开始选修，要求学分为 8，其中创新类学分为 2，综合素 质类学分为 2。创新类的 Seminar 课程只有大三和更高年级的选修，其它课程年级不 限。 注 4：选修课程中至少修满 7 学分，方可获得毕业学分。 六、课程介绍： 天文学专业 课 号： 课程名称（中英文）：实测天体物理学 Observational Astrophysics 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）：天体物理概论 适用学科方向：物理学 主要内容： 该课程系统地讲解观测的原理、装置、主要的观测测量和对象， 以及观测资料的初步处理，特别以光学波段为主，详细阐述了光度、 光谱、偏振、图象四大观测内容，同时也介绍了射电、红外、紫外、 X-射线及γ射线各波段的观测设备的特点及观测内容，配合讲课，还 有实测实习。 课 号： 课程名称（中英文）：天体物理概论 An Introduction to Astrophysics 学 时：72 学 分：4 预修课程（课号、课程名称）：普通物理 适用学科方向：物理学 主要内容： 天体物理学是用物理学的理论、方法和技术，研究宇宙中各种天 体的物理性质、化学组成和演化规律的学科。近半个世纪以来科学技 术的迅猛发展，使人类的视野从单一光学波段进入全波段，同时发现 了大量超高能、超高密、超强磁场等极端条件下的壮观天象。本课程 系统介绍天体物理学的基础知识与基本概念，以及 60 年代以来天体 物理学的新进展，并有重点地介绍某些领域的前沿课题。课程主要内 容涉及：恒星的结构与演化、致密星（白矮星、中子星与黑洞）、星 际物质、星系与宇宙学。 课 号： 课程名称（中英文）：恒星物理基础 学 时：72 学 分：4 Stellar Astrophysics 预修课程（课号、课程名称）： 天体物理概论、热力学统计物理、原子物理 适用学科方向：物理学 主要内容： 恒星物理是二十世纪天体物理学的重要成就，是理解星系的基础。 本课程首先介绍了恒星的基本观测特征；然后从基本的物理定律出发， 建立了决定恒星内部结构和外部大气的基本方程组；给出了恒星内部 结构简化模型的解释和数值解法，在此基础上讲解恒星的演化；并在 简化假设的基础上建立了恒星大气模型，用来理解恒星中的谱线形成。 课 号： 课程名称（中英文）：星系天文学 Galactic Astronomy 学 时：72 学 分：4 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 随着地面和空间望远镜设备的发展和使用，星系物理学成为现代 天体物理学中最重要和发展最迅猛的分支之一。本课程的主要内容将 包括：（1）星系分类 ，主要介绍星系的研究历史、星族、星系组成 和主要分类方法；（2）银河系和本星系群 主要介绍银河系结构、恒 星轨道、旋转曲线、银河系质量分布，本星系群成员及其历史和未来； （3 ）旋涡星系 主要介绍光度分布、气体、旋臂和密度波理论、 Tully-Fisher 关系及星系群；（4）椭圆星系 包括光度分布、基面关 系、暗物质和黑洞，星系团；（5）活动星系 分类和结构、能源机制、 标准吸积盘模型、演化以及活动星系核统一模型；（6）星系大尺度 结构 标准宇宙学模型、大尺度结构观测及形成，和（7）星系形成。 课 号： 课程名称（中英文）：宇宙学（I） 学 时：72 学 分：4 Cosmology （I） 预修课程（课号、课程名称）：广义相对论、普通物理 适用学科方向：物理学 主要内容： 系统介绍大爆炸宇宙的观测事实，以及理论基础。介绍最新的微 波背景辐射理论和观测，Sn Ia 超新星的观测，早期宇宙相变，暴涨 模型及其量子场，宇宙大尺度结构的形成。 课 号： 课程名称（中英文）：天体物理中的统计方法 Statistical Methods in Astrophysics 学 时：72 学 分：4 预修课程（课号、课程名称）：天体物理概论 适用学科方向：物理学 主要内容： 本课程主要对天文观测中的数据处理方法进行系统的解释，首先 对各种天文资料的特征进行分析，并对现代统计学方法的要点进行归 纳。在此基础上对在天体物理中经常使用的探索性数据分析、曲线拟 合、误差与信噪比、多变量分析、主成分分析法、统计样本的选取等 进行深入讨论，并对宇宙中物质密度场的空间分布、相关函数、功率 谱等常用方法及研究结果系统地介绍。 课 号： 课程名称（中英文）：流体力学 Fluid mechanics 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 流体力学是天体物理专业所涉及的一门重要课程, 它研究流体 在 运动和平衡时的状态和规律, 主要涉及流体速度、压强、密度等 的变 化规律, 以及流体的粘滞性和其它热力学性质等。课程主要讲 述流体力学的基本方程、流体的旋涡运动、波动理论、粘性流体的性 质、气体动力学基础和湍流理论及其在天体物理中的应用。 课 号： 课程名称（中英文）：磁流体力学 Magnetohydrodynamics (MHD) 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）：电动力学 适用学科方向：物理学 主要内容： 磁流体力学是研究导电流体在电磁场中运动规律及有关效应的 一种宏观理论。它最初是由天体物理的研究发展起来的，并在天体各 个层次的研究中有广泛应用。磁流体力学把流体力学方程和电动力学 方程结合起来描述导电流体在磁场中的运动，并讨论其中产生的许多 新的效应以及影响流体运动的新的过程。磁流体力学的主要应用对象 是等离子体。等离子体只与其宏观平均性质有关的行为都可近似的用 磁流体力学描述。 课 号： 课程名称（中英文）：普通天文学 General Astronomy 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 普通天文学是天文专业的一门基础课，它主要讲述天文学 研究 的基础知识(如天球坐标系、辐射和天文观测仪器等)以及综合展 示 天文学各分支学科特别是太阳系、太阳、恒星和星系的研究成果和 宇宙全貌。主要内容有研究天文学的意义和天文学发展间史、天球坐 标和 时间计量系统、天文观测与仪器、地球和月球、行星和卫星、 太阳系小天体、太阳，及恒星测量、恒星内部结 构、恒星演化、致 密星、双星演化、星际物质和恒星形成、银河系、 星系天文、宇宙 学等。 课 号： 课程名称（中英文）：太阳物理 Solar Physics 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 课程对太阳物理学的各个领域作了比较全面和系统的介绍．主要 内容有太阳的观测方法、太阳能源和内部构造、太阳自转和对流、太 阳大气(光球、色球、日冕和太阳风)结构、太阳大气中的各种活动 （黑子、日珥和耀斑等)的物理过程，以及日地关系和太阳活动预报 问题． 课 号： 课程名称（中英文）：天文学史 History of Astronomy 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 课程介绍人类如何观天，并介绍人类在不同历史时期观测天象之 所见，及这些所见又是怎样影响了人类的信仰和神话；以及伟大的天 文学家为今天的天文学知识所作的贡献。主要有：史前大文学、中外 古代天文学、从几何学到物理学：天文学之转变等。 课 号： 课程名称（中英文）：天体物理系列讲座 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 本课程由约 16 次讲座组成，将邀请活跃在天文学各个方向的 10 到 12 位老师给大家作专题报告。课程内容涉及到高能天体物理、理 论天体物理、天体力学和天体测量学、空间探测、行星科学、太阳物 理、恒星形成、天文仪器等广泛的领域。本课程的学习将有利于学生 们开阔眼界，初步了解天文学的研究前沿和最新进展，以及天文学的 研究方法。 课 号： 课程名称（中英文）：文献阅读 Literature reading 学 时：54 学 分：3 预修课程（课号、课程名称）： 适用学科方向：物理学 主要内容： 通过对一些经典天文和物理的文献阅读，培养学生的初步科研能 力。 七、院系教学主任签字