4.成都信息工程學(xué)院謝明元-電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程cdio系列教材建設(shè)

1、電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程CDIO系列教材建設(shè),成都信息工程學(xué)院 謝明元,內(nèi)容提要,一、編寫(xiě)背景,,知識(shí)、能力、素質(zhì)一體化培養(yǎng)的思路，基于問(wèn)題、基于案例、基于項(xiàng)目的教學(xué)改革,制定工程人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),“面向工業(yè)界、面向未來(lái)、面向世界”,重新架構(gòu)課程體系,構(gòu)建“知識(shí)、能力、素質(zhì)”一體化的人才培養(yǎng)體系,,嚴(yán)格的學(xué)科導(dǎo)向的教學(xué)計(jì)劃，沒(méi)有明確的能力要求,以學(xué)科為中心的一體化的教學(xué)計(jì)劃，整合了能力和項(xiàng)目要求,修訂課程教學(xué)大綱,將每一門(mén)課程對(duì)“知識(shí)、能

2、力、素質(zhì)”培養(yǎng)的具體貢獻(xiàn)落實(shí)到知識(shí)點(diǎn)、能力要求和教學(xué)方法、手段的改進(jìn)中。,通過(guò)細(xì)化能力培養(yǎng)要求，并將其落實(shí)到具體的課程和教學(xué)環(huán)節(jié)之中；,將專業(yè)學(xué)習(xí)與素質(zhì)教育、理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外、教書(shū)與育人、學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新思維培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合的理念融入課程的教學(xué)之中。 注重知識(shí)和理解、技能和能力、判斷和態(tài)度的提升，需要教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，需要教學(xué)資源的重新分配（兼顧能力培養(yǎng)和學(xué)科知識(shí)，壓縮學(xué)時(shí)）,CDIO的改革需要新

3、思路教材的支持，提供學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)的一種參考； 需要成果的固化，以便于總結(jié)、分析、改進(jìn)、推廣,8,二、指導(dǎo)思想,在強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)體系完整的同時(shí)，重視工程素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)，精選教材內(nèi)容，注重形式的生動(dòng)性，以學(xué)生理解與應(yīng)用知識(shí)為目標(biāo)，理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、應(yīng)用分析和學(xué)生課外實(shí)踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，提高學(xué)生綜合應(yīng)用系統(tǒng)知識(shí)的能力 。,落實(shí)工程教育一體化改革中，將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合、課內(nèi)與課外有機(jī)結(jié)合、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合、學(xué)習(xí)習(xí)

4、慣與創(chuàng)新思維培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的一體化培養(yǎng) 的改革思路。,,將能力、素質(zhì)教育融入專業(yè)知識(shí)教育中，將素質(zhì)教育融入大學(xué)教育的整個(gè)過(guò)程之中將理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐集成于同一學(xué)習(xí)空間，使學(xué)生提高學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)的目的性和應(yīng)用能力通過(guò)項(xiàng)目、問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生更多地“做”、“問(wèn)”，而不只是“聽(tīng)”和“看”，培養(yǎng)創(chuàng)新精神,三、基本架構(gòu),電子基礎(chǔ)系列教材： “電路分析基礎(chǔ)”、 “模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、

5、 “數(shù)字電路與數(shù)字邏輯”、 “信號(hào)與系統(tǒng)”、 “單片機(jī)原理及應(yīng)用” 共五本教材,全書(shū)形成以理論做基礎(chǔ)、以實(shí)踐促提高、以能力為特色的編寫(xiě)理念。,教材采用基本原理結(jié)合典型工程應(yīng)用實(shí)例的結(jié)構(gòu),引入新技術(shù)，精選內(nèi)容，保證基礎(chǔ)，突出工程應(yīng)用。每章有貫穿始終的典型工程應(yīng)用案例，有目標(biāo)設(shè)定、目標(biāo)測(cè)評(píng)、思考題、實(shí)踐與提高、工程訓(xùn)練項(xiàng)目和習(xí)題，并有小結(jié)和英文術(shù)語(yǔ)表。,整套教材，整體

6、統(tǒng)一，各有特色。,理論習(xí)題小結(jié),目標(biāo)工程（應(yīng)用）引例理論目標(biāo)測(cè)評(píng)工程（應(yīng)用）案例分析習(xí)題理論題工程實(shí)踐題英文,與傳統(tǒng)教材的比較（從形式上）,1、電路分析基礎(chǔ),四、具體內(nèi)容,本書(shū)以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，突出基本理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，強(qiáng)化知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的有機(jī)融合。以電路理論與分析方法和理論與方法在工程中的應(yīng)用為主線，以典型工程實(shí)例需解決的問(wèn)題引出各章節(jié)內(nèi)容，使學(xué)生在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下學(xué)習(xí)理論和方法。同時(shí)，各章都設(shè)置工程應(yīng)用實(shí)

7、例分析與電路設(shè)計(jì)內(nèi)容，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握基本理論的同時(shí)，學(xué)習(xí)實(shí)際電路分析與設(shè)計(jì)的方法，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。通過(guò)合理安排教材內(nèi)容，在保證基本理論知識(shí)的前提下，兼顧計(jì)算機(jī)輔助電路分析和電路仿真方法的學(xué)習(xí)。力求處理好強(qiáng)化基本理論掌握與淡化技巧性解題訓(xùn)練、有限課時(shí)安排與教材內(nèi)容增加的矛盾。,特色：（1）既明確每章節(jié)的知識(shí)目標(biāo)，又明確能力目標(biāo)。每章開(kāi)篇都提出本章知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，并設(shè)置知識(shí)與能力測(cè)評(píng)練習(xí)，引導(dǎo)教師和學(xué)生的教學(xué)進(jìn)程，評(píng)價(jià)教學(xué)

8、效果。（2）精選內(nèi)容，強(qiáng)化基礎(chǔ)，突出知識(shí)的工程應(yīng)用。內(nèi)容安排上采用以基本原理、基本理論結(jié)合典型工程應(yīng)用實(shí)例的結(jié)構(gòu)方式。（3）結(jié)合時(shí)代背景，融合了計(jì)算機(jī)輔助電路分析和電路仿真的內(nèi)容，使學(xué)生在掌握手工分析計(jì)算的同時(shí)，練習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)輔助分析與電路仿真方法。（4）為便于教材使用者學(xué)習(xí)和練習(xí)，每章有既有手工分析與計(jì)算習(xí)題，也有工程訓(xùn)練項(xiàng)目和習(xí)題、計(jì)算機(jī)輔助分析與仿真題，并有小結(jié)。（5）將配套實(shí)驗(yàn)與能力培養(yǎng)統(tǒng)籌考慮，大量增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。,

9、第一章 電路的基本概念和定律引例 用電安全1.1 電路分析概述1.2 電路和電路模型1.3 電路變量1.4 基爾霍夫定律1.4.1電路名詞1.4.2基爾霍夫電流定律1.4.3基爾霍夫電壓定律……1.7 技術(shù)實(shí)踐1.7.1用電安全分析1.7.2電費(fèi)計(jì)算1.8 計(jì)算機(jī)輔助分析本章小結(jié),第四章 一階電路的時(shí)域分析引例 閃光燈電路4.1 動(dòng)態(tài)元件4.2動(dòng)態(tài)電路的方程及其解4.3 電路的初始值……4.6

10、 一階電路的全響應(yīng)-三要素法4.7 階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)4.8 技術(shù)實(shí)踐4.8.1閃光燈電路分析4.8.2 延時(shí)電路4.8.3 繼電器電路4.8.4 汽車點(diǎn)火電路4.9 計(jì)算機(jī)輔助分析本章小結(jié),,,,,2、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ),優(yōu)化、重組“脈沖與數(shù)字電路”、“HDL可編程邏輯器件”、 “數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等內(nèi)容，突出數(shù)字電路基本概念和基本方法，完成配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。 以數(shù)字邏輯電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主線，以計(jì)算機(jī)模型

11、為貫穿整個(gè)教材的典型應(yīng)用綜合實(shí)例，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論的同時(shí)，了解各章節(jié)單元電路在完整數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的作用?；貧w數(shù)電本質(zhì)，講清原理，達(dá)到原理結(jié)合應(yīng)用，避免當(dāng)前出現(xiàn)的把工程課程編程解題訓(xùn)練課程的致命弊端。 適應(yīng)CDIO培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行精煉、更新內(nèi)容、強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、淡化解題技巧及卡偌圖等分析，突出應(yīng)用。,特色:（1）引入新技術(shù)，精選內(nèi)容，強(qiáng)化基礎(chǔ)，突出工程應(yīng)用。內(nèi)容安排上采用以基本原理、基本理論結(jié)合典型工程應(yīng)用實(shí)例的結(jié)構(gòu)

12、方式；（2）減少了數(shù)字邏輯門(mén)內(nèi)部電路的分析，淡化了小規(guī)模數(shù)字邏輯器件的電路設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了可編程邏輯器件的應(yīng)用和數(shù)字邏輯電路的VHDL描述；（3）為便于教材使用者學(xué)習(xí)，每章有目標(biāo)、目標(biāo)測(cè)評(píng)、思考題、實(shí)踐與提高、工程訓(xùn)練項(xiàng)目和習(xí)題，并有小結(jié)和英文術(shù)語(yǔ)表；（4）將配套實(shí)驗(yàn)與能力培養(yǎng)統(tǒng)籌考慮，大量增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；,（5）將“HDL與可編程邏輯器件”及“EDA技術(shù)”知識(shí)完全融入“數(shù)字邏輯電路”的教學(xué)和應(yīng)用中，使教學(xué)內(nèi)容緊跟新技術(shù)的發(fā)展，更具有

13、先進(jìn)性；（6）以一個(gè)“8位模型計(jì)算機(jī)”為實(shí)例貫穿整個(gè)教材的相關(guān)章節(jié)，使學(xué)生不僅能夠掌握單元數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與分析，而且能夠從宏觀上把握數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析方法；（7）適合CDIO工程教育創(chuàng)新培養(yǎng)模式和卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃；（8）通過(guò)教材中的工程訓(xùn)練項(xiàng)目和配套的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)讓學(xué)生的第二課堂成為教學(xué)活動(dòng)的主體之一，有效的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。,3、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ),全書(shū)以電子分頻擴(kuò)音機(jī)工程分析貫穿始終，統(tǒng)領(lǐng)每個(gè)章節(jié)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

14、 教材引入用Multisim直接舉例或者課堂演示，且每章附有習(xí)題和工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練項(xiàng)目。 在現(xiàn)有內(nèi)容上增加了D類功放相關(guān)知識(shí)；第七章：直流穩(wěn)壓電源，新增了PFC電路；第八章：模擬電子系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，主要介紹電子設(shè)計(jì)中EMI、EMC基礎(chǔ)知識(shí)及電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，并舉了大量工程實(shí)例進(jìn)行分析；最后是附錄。 回歸模電本質(zhì)，原理結(jié)合應(yīng)用，避免當(dāng)前出現(xiàn)的把工程課程變成解題訓(xùn)練課程的致命弊端。滲透CDIO工程教育理念。適

15、應(yīng)CDIO培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行精煉、更新內(nèi)容、強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、淡化解題技巧及三集管模型分析，突出應(yīng)用。,21,特色：（1）與時(shí)俱進(jìn)，內(nèi)容安排上采用以基本原理、基本理論結(jié)合典型工程應(yīng)用實(shí)例的結(jié)構(gòu)方式。在保證基本知識(shí)點(diǎn)不削弱的前提下引入新器件新技術(shù)，精煉內(nèi)容，強(qiáng)化基礎(chǔ)，突出工程應(yīng)用；（2）減少了半導(dǎo)體器件內(nèi)部分析和分立元件電路知識(shí)，加強(qiáng)了基于器件外部特性及集成電路為主的各種應(yīng)用和電路分析，集知識(shí)和應(yīng)用于一體；（3）適當(dāng)引入模擬電路系統(tǒng)的概念

16、和電磁兼容性的基礎(chǔ)知識(shí)，這些知識(shí)對(duì)模擬電路實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用有著重要的指導(dǎo)意義；（4）為便于教材使用者學(xué)習(xí)，每章內(nèi)容上都有目標(biāo)、目標(biāo)測(cè)評(píng)、思考題、實(shí)踐與提高、工程訓(xùn)練項(xiàng)目和習(xí)題，將知識(shí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)一體化設(shè)計(jì)，增加了設(shè)計(jì)性項(xiàng)目訓(xùn)練題目，有利于加強(qiáng)知識(shí)和能力的結(jié)合，著重培養(yǎng)工程意識(shí)。,4、單片機(jī)原理及應(yīng)用,整合《微機(jī)原理》、《微機(jī)接口與應(yīng)用》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》三門(mén)課程，側(cè)重微處理器學(xué)習(xí)應(yīng)用一款價(jià)值CPU的目的，理解CPU組成原理，原理結(jié)合應(yīng)

17、用，避免當(dāng)前出現(xiàn)的把工程課程編程解題訓(xùn)練課程的致命弊端。對(duì)內(nèi)容進(jìn)行精煉、更新內(nèi)容、突出應(yīng)用。 完整及使用工程實(shí)例，教學(xué)與應(yīng)用直接銜接。 教材中推廣proteus仿真軟件及keil編譯軟件應(yīng)用，所有實(shí)例均有仿真原理圖及程序。 通過(guò)匯編理解微處理器原理，C51則突出實(shí)際應(yīng)用，精心挑選具有工程適用性的案例，根據(jù)目前涉及微機(jī)系統(tǒng)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，增加并強(qiáng)調(diào)了c51應(yīng)用，同時(shí)保留51匯編，所有的案例均用C5

18、1和51匯編以表格對(duì)比的方式完成，方便學(xué)生的的對(duì)照對(duì)比學(xué)習(xí)，即掌握了匯編，又能掌握C51。,特色：1）充分反映新理論新技術(shù)。力求充分反映單片機(jī)應(yīng)用的新理論新技術(shù),淘汰以往教科書(shū)中已被實(shí)踐證明落后的內(nèi)容，增加新理論、新技術(shù)、新的應(yīng)用實(shí)例，使讀者能盡量站在本學(xué)科的學(xué)術(shù)前沿。2）在教材中強(qiáng)調(diào)具體工程案例分析，保證案例的完整性、實(shí)用性是這次教材編寫(xiě)的一大特色，目前市面上的教材的案例分析部分工程適用性較差，很多程序只是片段，而且基本上都是用5

19、1匯編完成案例的軟件編寫(xiě)部分，且不具備通用性。我們?cè)诒敬谓滩木帉?xiě)中，組織了具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的教師團(tuán)隊(duì)，精心挑選具有工程適用性的案例，根據(jù)目前涉及微機(jī)系統(tǒng)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，增加并強(qiáng)調(diào)了c51應(yīng)用，同時(shí)保留51匯編，所有的案例均用C51和51匯編以表格對(duì)比的方式完成，方便學(xué)生的的對(duì)照對(duì)比學(xué)習(xí)，即掌握了匯編，又能掌握C51。,5、信號(hào)與系統(tǒng),貫穿CDIO工程教育模式，重組教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)工程項(xiàng)目；“夯實(shí)基礎(chǔ)，結(jié)合工程，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用”，即：保證學(xué)生掌握