一、课程性质
现代科学发展极大地推动了社会生产力的发展，使人类走向信息时代。现代科学技术正在改变着产业结构、经济结构、社会结构、生产方式、生活方式和思维方式。《现代科技发展前沿与展望》课程深入浅出地论述世界现代科技发展的现状、趋势和对策。
二、教学目的
通过本课程学习，要求学生正确理解自然科学、高新技术的有关概念和特征，掌握现代科学的基础知识，了解和把握当代自然科学中所面临的宇宙的起源和演化、地球的起源、 生命的本质与智力的起源、宇宙的结构层次和物质的基本单元几个重大基本问题以及作为支撑现代文明的微电子技术与计算机技术、现代信息技术、新材料技术、激光技术、空间技术、新能源技术、海洋开发技术等八大高新技术，从而开阔学生眼界，扩大知识面，弥补知识结构上的不足和欠缺，提高学员的科学素养，建立学生新的科学的思维方式，让学生了解现代科学技术的相关知识和现代科技发展前沿知识、展望科学技术发展的趋势，了解科技发展中的科学思想、科学精神、科学方法论和科技的社会功能，激发学生的科学兴趣，增强学生获取和运用科技知识的能力，培养学生的创新能力，。
三、课程类别
全校公共限选课
四、课程学分
3个学分
五、课程学时
54个学时
六、课程开课学期
大学二年级下、大学三年级上
七、课程主要内容
第一章 物理学的前沿技术与展望
1.1 物理学发展概况
1.2.1 物理学发展概况
1.2.2 物理学的三大突破
1.2 天体物理学的前沿技术与展望
1.2.1 广义相对论简介
1.2.2 高速世界
1.2.2 宇宙的现状与未来
1.2.3 神秘的黑洞
1.2.4 暗物质和暗能量
1.2.5 天体大撞击
1.2.6 地外生命探索
1.3 微观物理学的前沿技术与展望
1.3.1 物态的多样性
1.3.2 放射性的发现和应用
1.3.3 核裂变与核聚变
1.3.4 放射性同位素
1.3.5 探索微观世界的先进技术
1.4 医用物理学的前沿技术与展望
1.4.1 生物电磁效应
1.4.2 超声波的应用
1.4.3 放射性药物的应用
1.4.4 激光的应用
1.4.5 粒子手术刀
1.4.6 CT与磁共振技术
1.5 激光技术的发展与应用
1.5.1 激光在军事中的应用
1.5.2 激光在空天探测技术中的应用
1.5.3 激光在测量技术中的应用
1.5.4 激光在通信中的应用
1.5.5 激光在工业中的应用
1.5.6 激光在医疗中的应用
1.5.7 激光在生活中的应用
1.6 未来物理学发展走向
第二章 化学的前沿技术与展望
2.1 化学在现代社会杂中的作用
2.1.1 化学与人类的衣、食、住、行
2.1.2 化学与工、农业生产
2.1.3 化学与国防建设
2.2 化学在未来社会中的作用
2.2.1 环境资源开发与利用
2.2.2 推动材料科学的发展
2.2.3 解决人机融合
2.2.4 人类生存质量和生存安全
2.3 化学科学发展的总趋势
2.31 微观与宏观相结合
2.3.2 静态与动态相结合
2.3.3 简单与复杂相结合
第三章 生物科学与生物技术的前沿与展望
3.1生物科学发展前沿及展望
3.1.1 系统生物学
3.1.1.1 基因组学
3.1.1.2 蛋白质组学
3.1.1.3 转录组学
3.1.1.4 代谢组学
3.1.1.5 生物信息学
3.1.1.6 计算生物学
3.1.1.7 医学基因组学
3.1.1.8 肝细胞模型研究
3.1.2 细胞生物学
3.1.2.1.干细胞及干细胞的诱导分化
3.1.2.2 基因表达调控与细胞重新编程
3.1.2.3 细胞信号途径及信号网络
3.1.3 神经及认知科学
3.1.3.1 应用神经技术
3.1.3.2 脑细胞信号控制研究
3.1.3.3 认知研究
3.2生物技术发展前沿及展望
3.2.1 基因克隆技术
3.2.1.1 基因工程医药
3.2.1.2 基因工程疫苗
3.2.1.3 基因工程与转基因生物技术
3.2.1.4 分子诊断与司法鉴定
3.2.2 细胞工程与技术
3.2.2.1 干细胞与再生医学新技术
3.2.2.2 iPS（induced pluripotent stem cell）细胞技术
3.2.2.3 动物干细胞技术
3.2.2.4 干细胞治疗
3.2.2.5 细胞工程与3D打印技术
第四章 计算机科学技术的前沿与展望
4.1 高性能计算机的前沿技术与展望
4.1.1 高性能计算概述
4.1.2 高性能计算机的发展概述
4.1.3 高性能计算机的关键技术
4.1.4 高性能计算机的挑战
4.2 新型计算机的前沿技术与展望
4.2.1 量子计算机
4.2.2 光子计算机
4.2.3 分子计算机
4.2.4 纳米计算机
4.2.5 生物计算机
4.2.6 DNA计算机
4.2.7 神经元计算机
4.3 信息化技术的前沿技术与展望
4.3.1 信息化战争
4.3.2 企业信息化
4.3.3 其他智慧系统
4.4 云计算的前沿技术与展望
4.4.1 云计算概述
4.4.2 云计算的商业模式
4.4.3 云计算机的体系机构及关键技术
4.4.4 云计算的应用及进展
4.5 大数据的前沿技术与展望
4.5.1 大数据概述
4.5.2 大数据的应用及解决方案
4.5.3 大数据的总体架构及关键技术
4.5.4 大数据的发展趋势及挑战
4.6 智能科学的前沿技术与展望
4.6.1 自然智能
4.6.2 人工智能
4.6.3 集成智能
4.6.4 协同智能
4.6.5 智能科学发展的构想
4.7 物联网的前沿技术与展望
4.7.1 物联网概述
4.7.2 物联网的应用及解决方案
4.7.3 物联网的关键技术
4.7.4 物联网的发展趋势及挑战
4.8 移动互联网的前沿技术与展望
4.8.1 移动互联网概述
4.8.2 移动互联网时代的商业模式创新
4.8.3 移动互联网的应用智能科学的关键技术
4.8.4 移动互联网的关键技术智能科学的发展趋势与挑战
4.8.5 移动互联网的发展趋势及挑战
4.9 生物信息技术
4.9.1 生物信息挖掘
4.9.2 序列分析技术
4.9.3 序列比对技术
4.9.4 分子系统发生分析
4.9.5 基因组信息学分析
4.9.6 生物芯片技术
4.9.7 后基因组时代的生物信息技术
4.10 未来计算机技术的发展和构想
第五章 电子、通信与自动控制技术的前沿与展望
5.1 纳米级集成电路
5.1.1 纳米级集成电路
5.1.2 新型信息处理和存储技术
5.1.3 嵌入式传感技术
5.1.4 新型有线/无线通信芯片关键技术
5.2 高分辨率探测成像
5.2.1 雷达探测成像
5.2.2 空间探测成像
5.2.3 工业探测成像
5.3 传感网络与物联网
5.3.1 高性能传感器
5.3.2 传感网络信息论
5.3.3 网络架构与协议体系
5.3.4 信息处理技术与分布式实现
5.4未来无线通信技术
5.4.1 OFDM 技术
5.4.2 MIMO技术
5.4.3 LDPC 编码技术
5.4.4 智能天线技术
5.5 机器人技术
5.5.1 多机器人系统
5.5.2 高性能仿生机器人
5.5.3 机器人实时感知
5.5.4 微操作机器人
5.6 3D制造技术
5.6.1 信息技术
5.6.2 精密机械技术
5.6.3 3D制造新型材料
第六章 能源科学技术的前沿与展望
6.1 能源科学技术的发展现状
6.2 化石能源的利用
6.2.1 传统化石能源走向枯竭
6.2.2 新型化石能源前景广阔
6.3可再生能源研究开发的前沿技术与展望
6.3.1 太阳能的利用
6.3.2 生物质能的开发和利用
6.3.3 海洋能的开发和利用
6.3.4 风能的开发和利用
6.3.5 地热能的开发和利用
6.3.6 燃烧水
6.4 核能转换利用的前沿技术
6.4.1 核能燃料及其特性
6.4.2 核能转换利用的巨大潜力和光明前景
6.4.3 核能开发利用的历程和前沿技术
6.5 新型化石能源开发利用的前沿技术与展望
6.5.1 页岩气的开发与利用
6.5.2 可燃冰的开发与利用
6.6 未来能源发展和利用的构想
第七章 材料科学的前沿技术与展望
7.1 纳米材料的前沿技术与展望
7.1.1 纳米材料的性质
7.1.2 神奇的碳纳米管
7.1.3 富勒烯材料的应用前景
7.2 超导材料的前沿技术与展望
7.2.1 低温超导特性
7.2.2 高温超导
7.2.3 超导的应用前景
7.3 半导体材料的前沿技术与展望
7.3.1 本征半导体与杂质半导体
7.3.2 半导体硅材料
7.3.3 半导体材料的应用前景
7.4 其它新材料的前沿技术与展望
7.4.1 新型金属材料
7.4.2 特种陶瓷材料
7.4.3 新型复合材料
7.4.4 新型高分子材料
7.4.5 生物材料
7.5 航空航天材料的前沿技术与展望
7.5.1 合金材料
7.5.2 复合材料
7.5.3 透波材料、吸波材料
7.5.4 薄膜材料
第八章 航空、航天科学技术的前沿技术与展望
8.1 航空、航天科学技术发展历程与成就
8.2 运载器的前沿技术及展望
8.2.1 大型运载火箭
8.2.2 可重复使用运载器
8.2.3 潜射导弹运载器
8.3 航天器的前沿技术及展望
8.3.1 航天器结构优化设计仿真技术
8.3.2 高精度、高稳定度控制与快速姿态机动控制技术
8.3.3 航天器自主运行技术
8.3.4 深空探测航天器自主GNC 技术
8.3.5 多航天器高精度相对测量、相对控制技术
8.3.6 航天器控制系统先进仿真技术
8.3.7 航天飞机
8.3.8 探测器
8.3.9 高超音速飞行器
8.4卫星系统的前沿技术及展望
8.4.1 纳型/皮型卫星技术
8.4.2 卫星通信系统
8.4.3 卫星导航系统
8.4.4 卫星监测系统
8.5 空间对抗系统的前沿技术及展望
8.5.1 体系对抗条件下的攻防对抗新发展
8.5.2 导弹发射与拦截技术
8.5.3 探测与隐身
8.5.4 Cyberspace 空间对抗技术
8.5.5 新概念武器
8.5.5.1 激光武器
8.5.5.2 粒子束武器
8.5.5.3 微波武器
8.5.5.4 动能武器
8.5.5.5 反物质武器
8.5.6 空天航母
8.5.7 无人攻击机
8.6 载人航天系统的前沿技术及展望
8.6.1 环境控制与生命保障系统
8.6.2 面向航天发射的仿真训练系统
8.6.3 交会对接技术
8.6.4 太空行走
8.6.5 载人航天测控通信系统
8.7 深空探测系统的前沿技术及展望
8.7.1 行星际飞行技术
8.7.2 深空自主导航与控制技术
8.7.3 深空测控通信技术
8.7.4 不同天体表面的巡视移动技术
8.7.5 不同天体表面的软着陆技术
8.7.6 先进能源与热控技术等
8.7.6 太空探测对人类未来的深远影响
8.8 航空、航天科学技术的发展趋势及展望
8.9 未来人类走向太空的构想
第九章 测绘科学技术的前沿技术与展望
9.1 测绘科学技术的发展趋势
9.2 卫星定位测量的前沿技术及展望
9.2.1 现代测绘基准建设
9.2.2 全球导航卫星系统（GNSS）的组建
9.2.3 卫星定位技术的研究热点
9.2.4 GPS 重力相结合的高程测量新方法
9.3 航空航天测绘的前沿技术及展望
9.3.1 无人机航摄遥感系统
9.3.2 高分辨率测绘遥感卫星平台
9.3.3 机载激光雷达技术
9.4 数字化地图制图与地理信息工程的前沿技术及展望
9.4.1 地图制图的数字化、信息化与一体化
9.4.2 地理空间数据同化与空间数据库的构建
9.4.3 可量测的实景影像产品
9.4.4 基于网格服务的地理信息资源共享与协同工作
9.4.5 地球空间信息网络技术
9.5 海洋与航道测绘新技术
9.5.1 海底地形测量
9.5.2 海洋重力与磁力测量
9.5.3 控制测量与海岸地形测量
9.5.4 海洋测绘仪器及软件
