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1、華中科技大學(xué)電信系 張林,1,EE專業(yè)課程體系及內(nèi)容簡介,華中科技大學(xué) 張林,2011.7,伊利諾伊大學(xué)厄本那 - 香檳分校,,2,內(nèi)容,1. 我們現(xiàn)存的問題2. 伊利諾伊大學(xué)香檳分?；厩闆r3. 學(xué)習(xí)流程4. 主干課程5. 典型課程內(nèi)容介紹6. 給我們的啟示7. 電賽與課程設(shè)置的關(guān)系,華中科技大學(xué)電信系 張林,3,1. 我們現(xiàn)存的問題, 注重知識傳授，輕視能力培養(yǎng) 學(xué)生解決工程實際問題能力差 理論與實踐相脫離 專業(yè)基礎(chǔ)知識不扎實 學(xué)生知識面過窄、過專 學(xué)分要求過高，學(xué)時數(shù)過多，學(xué)生沒有思考時間,問題不少，如何解決？出路在哪？ 在原有的框框內(nèi)打轉(zhuǎn)似乎沒有太好的辦法 借鑒國外先進經(jīng)驗也許是

2、一條出路,華中科技大學(xué)電信系 張林,4,2. 學(xué)?；厩闆r,USNews本科專業(yè)排名,表1 2011年電子與通訊工程專業(yè)本科USNews前10名,華中科技大學(xué)電信系 張林,5,2. 學(xué)校基本情況,院系：,電氣與計算機工程系 （Department of Electrical and Computer Engineering，簡稱ECE）,本科專業(yè)：,電氣工程（Electrical Engineering，EE） 計算機工程系（Computer Engineering，CompE）,華中科技大學(xué)電信系 張林,6,2. 學(xué)校基本情況,EE專業(yè)涵蓋7個領(lǐng)域：,微電子學(xué)/光電子學(xué)，納米技術(shù) 電路

3、 電力及能源系統(tǒng) 生物醫(yī)學(xué)成像，聲學(xué) 電磁學(xué)、光學(xué)遙感 信號處理、通信、控制系統(tǒng) 計算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、軟件、算法,專業(yè)劃分非常寬泛，不分強、弱電。第15學(xué)期基本上是專業(yè)基礎(chǔ)課程，第6學(xué)期開始針對不同專業(yè)方向進行選擇性學(xué)習(xí)。 實際上大部分限選課也都是比較基礎(chǔ)的課程，且要求所選課程至少覆蓋3個專業(yè)方向，以保證有足夠?qū)挼闹R面。,華中科技大學(xué)電信系 張林,7,3. 典型學(xué)習(xí)流程,電氣與計算機工程導(dǎo)論,計算系統(tǒng)導(dǎo)論,計算機工程I,數(shù)字系統(tǒng)實驗,計算機系統(tǒng)工程,模擬信號處理,場與波I,工程應(yīng)用中的概率方法,半導(dǎo)體器件,電子電路,華中科技大學(xué)電信系 張林,8,4. 主干課程,ECE110是基礎(chǔ)平臺課程

4、，然后從兩個方向向上延伸。都是非?；A(chǔ)的課程，體現(xiàn)了寬口徑、重基礎(chǔ)的特點。,華中科技大學(xué)電信系 張林,9,4. 主干課程,ECE110是基礎(chǔ)平臺課程，然后從兩個方向向上延伸。都是非?；A(chǔ)的課程，體現(xiàn)了寬口徑、重基礎(chǔ)的特點。,ECE 110 電氣與計算機工程導(dǎo)論,ECE 340 半導(dǎo)體器件,華中科技大學(xué)電信系 張林,10,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（1）ECE 110 - 電氣與計算機工程導(dǎo)論,4學(xué)分，必修，有隨課實驗，且實驗更重要，第2學(xué)期開課 先修課程：MATH 221 微積分I 教學(xué)目標(biāo)： 激發(fā)學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，使他們較早接觸到電氣元件及它們在系統(tǒng)中的應(yīng)用，并通過分析和設(shè)計提高學(xué)

5、生解決問題的技能。,華中科技大學(xué)電信系 張林,11,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（1）ECE 110 - 電氣與計算機工程導(dǎo)論,課程主要內(nèi)容：, 緒論 直流電路 電磁鐵，直流電機 二極管、三極管 傳感器、反饋和控制 數(shù)字邏輯 脈寬調(diào)制和通信 基本計算機組成,華中科技大學(xué)電信系 張林,12,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（1）ECE 110 - 電氣與計算機工程導(dǎo)論,實驗內(nèi)容：, Experiment 1 - 實驗臺設(shè)備 Experiment 2 - I-V 特性，KVL/KCL Experiment 3 - 小車電機 Experiment 4 - 二極管及二極管電路 Experiment 5 - 三

6、極管 Experiment 6 - 簡單的導(dǎo)航電路 Experiment 7 - 調(diào)試 Experiment 8 - 分叉導(dǎo)航 Experiment 9 - 脈寬調(diào)制 Experiment 10 - 子電路合成（系統(tǒng)集成）,華中科技大學(xué)電信系 張林,13,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（1）ECE 110 - 電氣與計算機工程導(dǎo)論,特點：,很特別的課程。內(nèi)容很雜，涉及電路、電磁學(xué)、通信、電子學(xué)、控制、計算等知識。體現(xiàn)了寬口徑，大平臺特點。 實驗和講課重點放在設(shè)計與實現(xiàn)一個自主移動小車的項目上。先實現(xiàn)系統(tǒng)的各個子單元，最后再合成完整的小車系統(tǒng)。 使學(xué)生對專業(yè)基本知識構(gòu)成和應(yīng)用有了較深刻的認識

7、，可以大大激發(fā)他們學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。MIT也有類似的專業(yè)導(dǎo)論課程。 對我們來說，實現(xiàn)的難度不小。,華中科技大學(xué)電信系 張林,14,華中科技大學(xué)電信系 張林,15,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（2）ECE 190 - 計算系統(tǒng)導(dǎo)論,4學(xué)分，必修，有隨課實驗，第3學(xué)期開課 先修課程：ECE 110 電氣與計算機工程導(dǎo)論,華中科技大學(xué)電信系 張林,16,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（2）ECE 190 - 計算系統(tǒng)導(dǎo)論,課程主要內(nèi)容：, 計算機中數(shù)的表示 C語言的基本概念 數(shù)字電路：門電路，組合邏輯，存儲器，時序邏輯，時鐘 LC-3（ Little Machine 3） 微機馮諾曼計算機（最原始

8、的處理器），包含構(gòu)成實現(xiàn)方式、機器指令、匯編指令、匯編程序設(shè)計、I/O基本原理、堆棧 C語言的原理，深入到實現(xiàn)機理，而不僅僅是如何使用C語言 數(shù)值計算導(dǎo)論 現(xiàn)代計算機發(fā)展新技術(shù)簡介（發(fā)展趨勢） 配有5個上機實驗,華中科技大學(xué)電信系 張林,17,特點：,也是非常特別的課程。涉及數(shù)字電路、計算機組成原理、C語言三門課程的內(nèi)容，軟、硬件緊密結(jié)合，C語言的學(xué)習(xí)不再“虛”，對計算機的組成原理有了基本了解。 是一門高效率的課程。,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（2）ECE 190 - 計算系統(tǒng)導(dǎo)論,華中科技大學(xué)電信系 張林,18,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（3）ECE 290 - 計算機工程 I,3學(xué)分，

9、必修，有隨課實驗，第4學(xué)期開課 先修課程：ECE 190 計算系統(tǒng)導(dǎo)論,課程主要內(nèi)容：, 信息的表示 開關(guān)代數(shù) 組合網(wǎng)絡(luò)分析與設(shè)計 時序網(wǎng)絡(luò)分析與設(shè)計 二進制算術(shù)運算及算術(shù)邏輯單元 計算機組成和機器語言編程 輸入輸出 控制與設(shè)計 配有7個硬件描述語言仿真實驗,華中科技大學(xué)電信系 張林,19,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（3）ECE 290 - 計算機工程 I,特點：,大部分內(nèi)容類似我們數(shù)電課內(nèi)容，但延伸至計算機組成。與ECE190有部分重疊內(nèi)容，但不同的是重點放在硬件設(shè)計上。,華中科技大學(xué)電信系 張林,20,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（4）ECE 385 - 數(shù)字系統(tǒng)實驗,2學(xué)分，必修，第5學(xué)期

10、開課 先修課程：ECE 110 電氣與計算機工程導(dǎo)論 ECE 290 計算工程 I,華中科技大學(xué)電信系 張林,21,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（4）ECE 385 - 數(shù)字系統(tǒng)實驗,課程主要內(nèi)容：, 存儲單元 競爭冒險 電路（電氣）特性（負載、延時等） 簡單組合網(wǎng)絡(luò)（加法器、多路器等） 簡單時序網(wǎng)絡(luò)（計數(shù)器、移位寄存器等） 同步和異步時序機 處理器和控制器 作為控制器使用的微處理器設(shè)計,10周每周1個實驗和4周的項目設(shè)計實驗。課程的前半部分使用標(biāo)準(zhǔn)TTL芯片、導(dǎo)線和實驗板進行實驗，后半部分使用CAD工具和VHDL進行FPGA實驗.,華中科技大學(xué)電信系 張林,22,5. 典型課程內(nèi)容

11、簡介,（4）ECE 385 - 數(shù)字系統(tǒng)實驗,特點：,從最基本的觸發(fā)器實驗到最后的設(shè)計項目均以數(shù)字系統(tǒng)（計算機）為目標(biāo)，傳統(tǒng)的數(shù)字電路已融入數(shù)字系統(tǒng)中。 既有傳統(tǒng)硬件實現(xiàn)又有可編程器件實現(xiàn)。,華中科技大學(xué)電信系 張林,23,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（5）ECE 210 - 模擬信號處理,4學(xué)分，必修，有隨課實驗，第4學(xué)期開課 先修課程：ECE 110 電氣與計算機工程導(dǎo)論,華中科技大學(xué)電信系 張林,24,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（5）ECE 210 - 模擬信號處理,課程主要內(nèi)容：, 信號和信號處理系統(tǒng)例子 模擬線性時不變系統(tǒng) 電路和線性系統(tǒng) 直流電路分析回顧：KCL、KVL、受控源

12、電容器和電感器元件 運算放大器電路 通過線性常系數(shù)微分方程表征和求解LSI系統(tǒng) 復(fù)數(shù)和復(fù)變量函數(shù) 阻抗、相量和正弦穩(wěn)態(tài) 頻率響應(yīng)和多頻率電路 傅立葉級數(shù) 傅立葉變換,華中科技大學(xué)電信系 張林,25,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（5）ECE 210 - 模擬信號處理,課程主要內(nèi)容：, 調(diào)幅無線接收機 卷積 沖激和沖激響應(yīng) 采樣定理和數(shù)字信號處理概述 穩(wěn)定性 拉斯變換和傳遞函數(shù) 微分方程的拉斯變換求解 微分方程解的通式 有源濾波器設(shè)計 配有5個實驗，包括調(diào)幅超外差接收機的實現(xiàn)。,華中科技大學(xué)電信系 張林,26,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（5）ECE 210 - 模擬信號處理,特點：,是第1門數(shù)學(xué)特征

13、明顯的ECE專業(yè)核心課程。以ECE110課程學(xué)習(xí)的電路分析概念為基礎(chǔ)開始課程學(xué)習(xí)，然后進入到傅立葉和拉普拉斯變換等更抽象的世界。課程的學(xué)習(xí)很大程度上依賴于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 課程以電路、模電的基本電路和調(diào)幅無線接收機的物理系統(tǒng)為依托，完成理論和方法的學(xué)習(xí)。理論與實際相結(jié)合，使信號與系統(tǒng)不再那么抽象。 課程內(nèi)容涉及電路、信號與系統(tǒng)、模電等知識，也是一門效率較高的課程,華中科技大學(xué)電信系 張林,27,5. 典型課程內(nèi)容簡介,（6）ECE 342 - 電子電路,3學(xué)分，限選，無隨課實驗，第6學(xué)期及以后開課 先修課程：ECE 210 模擬信號處理，ECE 340 半導(dǎo)體器件,課程主要內(nèi)容：, 基本電

14、路分析 二極管 三極管 邏輯電路 放大器電路,重點在電路原理設(shè)計上，而非版圖設(shè)計。大部分內(nèi)容與我們的模電課相近，但包含少量門電路。,特點：,華中科技大學(xué)電信系 張林,28,6. 給我們的啟示,伊利諾伊大學(xué)課程設(shè)置的特點：,（1）專業(yè)入門性的基礎(chǔ)課程，不按傳統(tǒng)的、知識縱向的邏輯性和系統(tǒng)性構(gòu)建，而是突破縱向條狀分割，按知識的遞進層次進行橫向聯(lián)合構(gòu)建。如ECE110、ECE210、ECE190、ECE290等課程，它們在內(nèi)容上與傳統(tǒng)課程的關(guān)系如表2所示。ECE110課程中甚至還涉及電磁學(xué)、通信和控制領(lǐng)域的知識。,表2 傳統(tǒng)課程與新課程內(nèi)容上的關(guān)系,華中科技大學(xué)電信系 張林,29,6. 給我們的啟

15、示,伊利諾伊大學(xué)課程設(shè)置的特點：,這樣做的好處：,可以減少課程數(shù)量 新課程中一門課包含傳統(tǒng)的多門課的知識，知識構(gòu)成不再是單一的、割裂的，而是連通的、綜合的，為系統(tǒng)的設(shè)計建立了很好的知識架構(gòu) 使學(xué)生很早就對專業(yè)產(chǎn)生了具體形象的認識，可以大大激發(fā)他們的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣 傳統(tǒng)的課程內(nèi)容在不同的新課程中重復(fù)出現(xiàn)，有利于知識的牢固掌握。且每次出現(xiàn)并不是簡單地重復(fù)，而是有層次的遞進。,,表2 傳統(tǒng)課程與新課程內(nèi)容上的關(guān)系,華中科技大學(xué)電信系 張林,30,6. 給我們的啟示,伊利諾伊大學(xué)課程設(shè)置的特點：,這樣做的不足：,有些知識的學(xué)習(xí)達不到傳統(tǒng)課程內(nèi)容的深度或廣度。 如，模電和電路，但數(shù)電的情況則相反。,,表

16、2 傳統(tǒng)課程與新課程內(nèi)容上的關(guān)系,開設(shè)后續(xù)的限選課進行彌補。如，ECE342 電子電路。,華中科技大學(xué)電信系 張林,31,6. 給我們的啟示,伊利諾伊大學(xué)課程設(shè)置的特點：,（2）ECE110是大學(xué)第2學(xué)期的專業(yè)導(dǎo)論課，特色鮮明，與我們很多學(xué)校泛泛而談的專業(yè)導(dǎo)論課有本質(zhì)的差別。 課程內(nèi)容覆蓋面很廣，涉及很寬的知識面。 最重要的是配合具體的實驗項目，最終要完成一個具有自主移動能力的小車系統(tǒng)。這在目前國內(nèi)高校是沒有的。實際上MIT也有類似的專業(yè)導(dǎo)論課程，而且開設(shè)了兩門。 開設(shè)這樣的導(dǎo)論課難度相當(dāng)大，弄不好適得其反。,華中科技大學(xué)電信系 張林,32,6. 給我們的啟示,伊利諾伊大學(xué)課程設(shè)置的

17、特點：,（3）ECE210的課程名稱為“模擬信號處理”，內(nèi)容涉及電路理論、信號與系統(tǒng)、模電知識，數(shù)學(xué)知識是它的重要前提。 與傳統(tǒng)的信號與系統(tǒng)課程不同，課程有很強的具體物理系統(tǒng)為支撐，實驗中包括最終完成一個調(diào)幅超外差無線接收機設(shè)計實現(xiàn)。理論與實際相結(jié)合，理論不再那么抽象。 也是一門高效率的課程，比傳統(tǒng)課程省出了不少學(xué)時。,華中科技大學(xué)電信系 張林,33,6. 給我們的啟示,伊利諾伊大學(xué)課程設(shè)置的特點：,（4）ECE190 計算系統(tǒng)導(dǎo)論，內(nèi)容涉及數(shù)電、計算機組成原理、C語言三門傳統(tǒng)課程的內(nèi)容。但既不是傳統(tǒng)的C語言課，也不是微機原理，更不是數(shù)電課程。 C語言內(nèi)容占比略大，但重點不在語言

18、本身，而是強調(diào)計算系統(tǒng)的構(gòu)成及實現(xiàn)原理，即關(guān)注的是計算機實現(xiàn)的本質(zhì)問題。 課程的軟、硬件結(jié)合緊密，C語言的學(xué)習(xí)不再“虛”。 后續(xù)課程ECE290計算機工程 I 則是傳統(tǒng)數(shù)電課程向計算機組成原理的延伸，更注重計算機的硬件實現(xiàn)。,華中科技大學(xué)電信系 張林,34,6. 給我們的啟示,幾點啟示：,（1）更注重知識面的寬廣度和知識的綜合應(yīng)用能力； （2）更注重解決實際問題的能力； （3）更注重系統(tǒng)級的分析設(shè)計能力； （4）使學(xué)生更早地對所學(xué)專業(yè)有清晰的認識； （5）可以明顯減少學(xué)時。,為解決我們的問題提供了有價值的參考,華中科技大學(xué)電信系 張林,35,7. 電賽與課程設(shè)置的關(guān)系,如果借鑒伊利諾伊大學(xué)設(shè)置我們的課程，至少有以下幾點好處： （1）寬廣的知識面和知識的綜合應(yīng)用能力符合電賽的目的之一； （2）第2學(xué)期后，學(xué)生便可進入狀態(tài)，一課和二課能很好結(jié)合； （3）解決實際問題的能力和系統(tǒng)級的分析設(shè)計能力與電賽目的吻合度很高。 以上也從另一面說明電賽的人才培養(yǎng)方向是正確的。,