电子信息类:风驰“电”掣,携“光”同行

2022-05-27 10:00陈怡然
求学·理科版 2022年6期
关键词:电子信息专业课电路

陈怡然

和无数十八九岁的少年一样,我抱着“黎明之前,黑暗最深”的信念,经历了高中三年的磨砺。终于,来自南京理工大学的一纸录取通知书,使得辛勤耕耘的土壤中开出了花。结合学校学科发展和办学特色,我填报了南京理工大学的电子信息类专业,来到了电子工程与光电技术学院。经过在学院中两年多的学习,我深刻感受到了电子信息科学与技术的力量,接下来,我就和同学们聊一聊电子信息类专业的学习体验吧。

小提示

电子信息类是一个包含了20个专业的专业大家庭:电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程、信息工程、广播电视工程、水声工程、电子封装技术、集成电路设计与集成系统、医学信息工程、电磁场与无线技术、电波传播与天线、电子信息科学与技术、电信工程及管理、应用电子技术教育、人工智能、海洋信息工程、柔性电子学、智能测控工程。

一、打好专业的地基

在学习电子信息类的专业课之前,我们必须先要学习几门基础课。虽然这些基础课的知识可能我们之后都不会再用到,但是身为一名理工科学子,我们必须先打好专业的地基,以利于我们向专业的更高处发展。

记得刚开始上工程制图这门课时,不少同学都感到很苦恼。课堂上,同学们纷纷拿出手机录制老师讲解三视图的过程;下课后,同学们又跑到模具教室,拿起立体化模型,细细观察、琢磨,慢慢感悟,将实物转化为平面上的形状。因为这门基础课十分考验空间想象能力,而画工图又是一个漫长而考验耐心的事情,所以画工图画到深夜也再正常不过了。我们同学间流传着一张动图表情包,表情包上配有“室友半夜偷偷擦你工图”的文字,调侃中带着心酸,因为一张工图有可能就是我们努力几天的成果。不得不承认,这门课是我在专业道路上遇到的第一个考验。

如果说工程制图是一个小山包,那么C++程序与设计就可以称得上是一座需要攀登的高山了。对于大多数没有编程语言基础的同学来说,从入门到掌握C++是一个比较艰难的过程。从课本练习到上机操作,再到课后花大量时间敲代码,虽然我的耐心不断地受到考验,但是看到程序正常运行时的喜悦也是无可替代的。在这门课里,我认识了很多编程“大佬”,他们当中有的从初中就开始学习编程了,也十分享受敲代码所带来的乐趣。编程“大佬”们把我们的每个疑问都解答得十分透彻,在给我们讲题的时候,他们身上仿佛都笼罩着光芒。其实不同的编程语言间有着很多相通之处,C++程序与设计这门课之所以很重要,是因为它是我们以后学习其他编程语言(比如在大型课程设计中使用到的Verilog语言)的基础。

在完成C++程序与设计理论考试之后,我们还要进行一次C++上机课程设计,并且就自己的课程设计完成一次答辩。课程设计要求我们阅读相关编程书籍,设计出一款具有特定功能的程序,有实际应用类的财政收支记录,也有休闲游戏类的五子棋等,五花八门。在课程设计中,我们渐渐体会到编程的强大和魅力。

你或许听说很多刚进入大学的小伙伴挂在了“高数”这棵树上,或许听过一句话叫“听物理,如雾里,雾里看物理。”——这是因为大学把高中的知识点向更深处延展了,所以理工科思维和数学、物理基础是非常重要的。我们同学间常常会互相探讨,或是和老师们交流,每一次的探讨或交流后都会有新的灵光闪现。慢慢地,這些本让人望而生畏的理科知识,逐渐就会产生一股吸引力了。如果还想在课程的基础上向更深处挖掘,同学们可以参加学科竞赛。我有幸参加过数学竞赛、物理竞赛,在竞赛中收获了新知,拓展了知识面。竞赛是对专业基本能力的一种考验,也是自身能力的一种展示。

由于电子信息类的特点,我们会有许多需要进行动手操作的课程,大学物理实验课便是其中之一。学院里有着丰富的教学资源,我们可以利用实验室里精密的仪器开展一次次的实验。这门课程涵盖了光学与电子的相关知识,在学习理论知识后,我们可以亲自动手测量数据来验证定理。我们做过“牛顿环”、衍射光栅、声速测量等许多实验,在实验过程中一步步探索光与电的神秘。我记得在这门课程的最终考核里,我抽到了“牛顿环”实验,和其他同学一起,在屋内昏暗的灯光中一边紧张地调试仪器,一边记录实验数据和写报告总结。由于同学们在高中较少接触实验仪器,因此在大学里培养动手能力很重要。

二、实习课初体验

在考查理论知识应用的实验课中,还穿插着两门实习课程:电子工艺实习与金属工艺实习(简称“电工实习”和“金工实习”)。电工实习中,我们能体验到许多电子加工形式,比如在一块小小的金属板上满满地焊上小电阻,再一个一个地拆掉,在这个过程中,我们逐渐成为一个个熟练的“小焊工”。之后,我们便可以亲手焊接收音机芯片,用自己制作成功的收音机收听不同的声音,那种奇妙的感觉不言而喻。我们还会学习使用机器加工制作PCB(印制线路板),再用它来制作拼装青苹果外形的小音箱,然后将小音箱通过耳机线连接手机,播放音乐。使用自己亲手制作的小音箱,感觉播放的音乐都变得格外好听。

相比电工实习,金工实习有更多的学习项目,内容也更加丰富。我体验了小锤子的加工过程:亲手磨平小锤子的棱角,刻上属于自己的印章;亲手将它放在高温炉中锻造;戴着手套用钳子将它从高温炉中掏出并细细打磨;亲手对锤柄进行螺纹的加工和钻孔;最后得到了一把属于自己的小锤子。我们跟着老师傅一起学习电焊知识,戴上焊接面具,感受电焊时的火花四溅。每一门工艺都包含着无数工匠的付出,“匠心”“工匠精神”是我对金工实习最深刻的感受,老师傅们精益求精与专心致志的精神给予我们深深的鼓舞。

三、初探专业课

在电子工程与光电技术学院,大一、大二时期尚未进行专业分流,我们同属于电子信息类,学习的专业课是一样的,期末考试使用同一套试卷,所有人一起参与综测排名。当时我们学习的第一门专业课是电路,直到现在我仍然对那本厚厚的课本记忆犹新。万事开头难,在与电路斗智斗勇的过程中,我们需要有百折不挠的毅力和决心。课本十几章的内容围绕着电路展开,通过电阻、电感与电容搭建出各种不同作用的电路图,从基尔霍夫定律到运算放大器、三相电路,每一章都容纳了许多的知识点。对于这门与专业紧密联系的课程,学习的过程别提是多么的艰辛了,期末考试的试卷更是难得让人目瞪口呆。幸运的是,在学习的过程中,有老师同学们与我同行,大家互帮互助,再困难的过程似乎也并不那么难熬了。

与电路相配套的还有电路综合实验。我们进入电路实验室,将理论模型用一个个真实的元器件搭建出来,感受电路的神奇和魅力。我们做过许多实验,如三相电路、交流阻抗测量、串并联谐振等。最终考核时,我抽到了戴维南等效定理的验证实验,由于平时常和同学们一起去实验室操作,因此我很顺利地完成了实验。电路课程虽然结束了,但电路的“进阶版”——模拟电子线路(简称“模电”)正在不远处等着我们。它又被称为“魔鬼电路”“魔法电路”,是电路的延伸,既一脉相承又变化万千。犹记得学习模电这门课程的时候正值盛夏,炎热的天气让人燥热难耐,复杂的模电知识更是让人焦躁不安。模电主要围绕着放大器展开,包括晶体管及其基本应用电路、场效应管及其基本放大电路、信号的运算和处理电路等内容,我们要在千变万化的各种“电路迷宫”中找到解题的出口。

四、专业分流电与光

如果说高考后的志愿填报是人生道路的一个交叉路口,那么大二后进行的专业分流也一样。专业分流大致分为“电”与“光”两个大方向,若是选择“光”,可以选择光电信息科学与工程、电子科学与技术这两个专业;若是选择“电”,则有通信工程、电子信息工程这两个专业可以选择。

生活中随处都可以见到光的身影,我们拿出手机拍摄照片记录美景、人物、事件,使用到的相机镜头离不开光学设计。往更远处思考,我们身处浩瀚宇宙之间,想要观测宇宙里的大千世界,要用到专业的天文望远镜,其也与光学紧密相连。在这个信息科技飞快发展的社会中,光电结合的新技术能够帮助我们更高效、更便捷地获取图像、视频等信息。在我们学院,光电信息科学与工程专业对应的一级学科是光学工程,是首批国家级一流本科专业建设点,学科实力雄厚。光电信息科学与工程的专业课主要有光学与光电信号转换、物理光学、激光、光辐射测量等,同学们可以深入地对光电相关技术进行学习和研究。电子科学与技术专业的所有本科课程都围绕光电成像系统设计而展开,专业课的理论性很强,包含光学和电子类的知识,但大体上更偏向光学,有部分专业课与光电信息科学与工程的相同。

关于“电”方向下的两个专业,通信工程的本科课程围绕通信系统与网络而开设,学生需要学习的专业课有通信原理、通信电子线路、电磁场与电磁波、射频毫米波等,还有一些大型的实验课;电子信息工程着眼于电子信息系统,课程安排与通信工程大致相同,特有的专业课有雷达信号处理等,同时实践类课程会更多一些。

在专业分流中,我选择了通信工程专业。我们正处于“万物互联”的时代,曾有这样的一句话:“在万物互联的时代,独善其身越来越不可能,将一个个漂流的孤岛,连成共享繁荣的大陆,才可能在天下为公中牵手大同。”我十分赞同这样的表述。就现阶段的通信技术来说,我们最熟悉的便是智能手机,它已经成为生活中必不可少的工具。就个人而言,想要借助智能手机获取有用的信息或与他人交流,如看短视频、和同学聊天、用地图导航等,都需要在手机上安装各类网络软件。虽然目前通信技术正在高速发展,但仍有一些难关需要攻克。比如,怎样才能以更高的速度传输信息,怎样才能让文件储存更加便捷,怎样才能减少文件在设备上所占的空间,怎样才能保证数据传输过程的安全,等等,这些都是至关重要的问题。从更高的层面来说,通信技术是社会发展的保障,只有不断发展通信技术,才能更好地推动我国经济建设和科技进步。

不管在专业分流中选择“电”还是“光”,只要遵循自己内心的渴望,结合自身的能力和特点做出选择,我相信每一位电子信息类专业学子的前途都是光明的。在自己选择的道路上向前走,拿出一往无前的勇气,我相信自己终有一天会闪闪发光。

五、谈谈考试周

理工科专业的考试周常常让很多同学“破防”,“每到期末破大防”成了理工科学子的常态。经历几个学期的学习,我深刻感受到考试周带来的压力。每逢期末,通宵自习室就变得拥挤起来,走廊上拿着书边走边背的人也多了起来,咖啡的香气也在教室里萦绕。到了凌晨,教室里依旧有理工科学子在伏案自习。对于课程多、学习难度大的电子信息类专业学子来说,学习专业课平时下足功夫还不够,考试周也要全力以赴去复习。我一直记得高中老师对我们说过的一句话:“阶段不可逾越。”考试周也许煎熬,但我覺得这也是必经之路,是大学生活中的一种磨砺与考验。

我们总是赶一个接一个的“DDL”(deadline,即“最终期限”),同学间常说一句话:“DDL是第一生产力。”最难的时候是备考模拟电子线路、数字电路、高频电子线路、数字信号处理、通信原理……一门接一门考试的到来,一个接一个实验的“轮番伺候”,一篇接一篇万字实验报告要写。在学习的路上,我们有时候会感到累,但是我们有家人、朋友、老师相伴,这让努力跟坚持都变得不那么沉重。对于我来说,既然已经选择了成为一名“电光人”,那便专注在这条专业道路上前行,向万物智联的新世界前进。

我希望各位学弟学妹也能够结合自身所长,在志愿填报时做出一个不留遗憾的选择。其实,不论选择什么专业,未来我们都有机会在自己的领域中有所建树,熠熠生光。电与光的神奇与魅力等待着大家探索,期待“未来已达,星辰开花”的那一天。

院校链接

南京理工大学是隶属于工业和信息化部的全国重点大学,学校由创建于1953年的新中国军工科技最高学府——中国人民解放军军事工程学院(简称“哈军工”)分建而成。1995年,学校成为国家首批“211工程”重点建设高校;2000年,学校获批成立研究生院;2011年,学校获批建设“985工程优势学科创新平台”;2017年,学校入选“双一流”建设高校,“兵器科学与技术”学科入选“双一流”建设学科;2018年,王泽山院士获得国家最高科学技术奖,同年,学校成为工业和信息化部、教育部和江苏省共建高校。

电子工程与光电技术学院依托于现代信息技术领域两大主干基础学科——电子和光学,于1992年10月组建而成。学院设有通信工程系、电子工程系、光学工程系、光电技术系、探测与控制工程系和电工电子教学实验中心、国防重点学科实验室、无线通信与传感网研究所、微纳光电子器件及应用研究所、实验室管理中心等教学、科研机构。

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