电子类专业基础课程CDIO系列教材建设

1、电子类专业基础课程电子类专业基础课程CDIOCDIO系列教材建设系列教材建设 成都信息工程学院成都信息工程学院 谢明元谢明元内容提要内容提要指导思想指导思想编写背景编写背景具体内容具体内容基本架构基本架构一、编写背景一、编写背景传统教材的缺陷传统教材的缺陷理论与应用脱节理论与应用脱节“卓越工程师教育培养计划卓越工程师教育培养计划”对课程进行了整对课程进行了整合合将将CDIO工程教育理念融入课程的教学之中工程教育理念融入课程的教学之中 知识、能力、素质一体化培养的思路，基于问题、基于案例、基于项目的教学改革知识、能力、素质一体化培养的思路，基于问题、基于案例、基于项目的教学改革需要将工程教育的做

2、法，形成学生受益的成果需要将工程教育的做法，形成学生受益的成果制定工程人才培养标准制定工程人才培养标准“面向工业界、面向未来、面向世界面向工业界、面向未来、面向世界”“卓越工程师卓越工程师教育培养教育培养计划计划”通用标准通用标准CDIO能力大纲能力大纲ABET EC-2000华盛顿协议华盛顿协议人才培养标准人才培养标准 学校办学理念学校办学理念与与办学定位办学定位专业基础专业基础与与特色特色重新架构课程体系重新架构课程体系 构建构建“知识、能力、素质知识、能力、素质”一体化的人才培养体系一体化的人才培养体系严格的学科导向严格的学科导向的教学计划，没的教学计划，没有明确的能力要有明确的能力要求

3、求以学科为中心的以学科为中心的一体化的教学计一体化的教学计划，整合了能力划，整合了能力和项目要求和项目要求修订课程教学大纲修订课程教学大纲 将每一门课程对将每一门课程对“知识、能力、素质知识、能力、素质”培养的具体贡献培养的具体贡献落实到知识点、能力要求和教学方法、手段的改进中。落实到知识点、能力要求和教学方法、手段的改进中。 通过细化能力培养要求，并将其落实到具体的课程和通过细化能力培养要求，并将其落实到具体的课程和教学环节之中；教学环节之中； 将将专业学习与素质教育专业学习与素质教育、理论与实践理论与实践、课内与课外课内与课外、教书与教书与育人育人、学习能力与创新思维培养学习能力与创新思维

4、培养有机结合的理念融入课程的教学有机结合的理念融入课程的教学之中。之中。 注重知识和理解、技能和能力、判断和态度的提升，需要教注重知识和理解、技能和能力、判断和态度的提升，需要教学思路、教学内容、教学方法、教学手段的改革，需要教学资源学思路、教学内容、教学方法、教学手段的改革，需要教学资源的重新分配（的重新分配（兼顾能力培养和学科知识兼顾能力培养和学科知识，压缩学时），压缩学时） CDIO CDIO的改革需要新思路教材的支持，提供学生学习、的改革需要新思路教材的支持，提供学生学习、教师教学的一种参考；教师教学的一种参考； 需要成果的固化，以便于总结、分析、改进、推广需要成果的固化，以便于总结、

5、分析、改进、推广8二、指导思想二、指导思想 在强调学科知识体系完整的同时，重视工程素养和能力在强调学科知识体系完整的同时，重视工程素养和能力的培养，精选教材内容，注重形式的生动性，以学生理解与的培养，精选教材内容，注重形式的生动性，以学生理解与应用知识为目标，理论教学、实验教学、应用分析和学生课应用知识为目标，理论教学、实验教学、应用分析和学生课外实践能力培养相结合，提高学生综合应用系统知识的能力外实践能力培养相结合，提高学生综合应用系统知识的能力 。 落实工程教育一体化改革中，将理论与实践有机结合、落实工程教育一体化改革中，将理论与实践有机结合、课内与课外有机结合、知识传授与能力培养有机结合

6、、学习课内与课外有机结合、知识传授与能力培养有机结合、学习习惯与创新思维培养有机结合，实现知识、能力、素质的一习惯与创新思维培养有机结合，实现知识、能力、素质的一体化培养体化培养 的改革思路。的改革思路。将将能力、素质教育融入专业知识教育中能力、素质教育融入专业知识教育中，将素质教育融，将素质教育融入大学教育的整个过程之中入大学教育的整个过程之中将将理论学习和工程实践集成于同一学习空间理论学习和工程实践集成于同一学习空间，使学生提，使学生提高学科知识学习的目的性和应用能力高学科知识学习的目的性和应用能力通过项目、问题的驱动，通过项目、问题的驱动，让学生更多地让学生更多地“做做”、“问问”，而不

7、只是而不只是“听听”和和“看看”，培养创新精神，培养创新精神三、基本架构三、基本架构电子基础系列教材：电子基础系列教材： “电路分析基础电路分析基础”、 “模拟电子技术基础模拟电子技术基础”、 “数字电路与数字逻辑数字电路与数字逻辑”、 “信号与系统信号与系统”、 “单片机原理及应用单片机原理及应用” 共五本教材共五本教材全书形成以理论做基础、以实践促提高、以能力为特色的编写理念。 教材采用教材采用基本原理结合典型工程应用实例基本原理结合典型工程应用实例的结构的结构引入新技术，精选内容，保证基础，突出工程应用。每章有引入新技术，精选内容，保证基础，突出工程应用。每章有贯穿始终的典型工程应用案例

8、，有目标设定、目标测评、思贯穿始终的典型工程应用案例，有目标设定、目标测评、思考题、实践与提高、工程训练项目和习题，并有小结和英文考题、实践与提高、工程训练项目和习题，并有小结和英文术语表。术语表。整套教材，整体统一，各有特色。 理论理论习题习题小结小结目标目标工程（应用）引例工程（应用）引例理论理论目标测评目标测评工程（应用）案例分析工程（应用）案例分析习题习题理论题理论题工程实践题工程实践题英文英文与传统教材的比较与传统教材的比较（从形式上）从形式上）1 1、电路分析基础、电路分析基础四、具体内容四、具体内容 本书以能力培养为导向，突出基本理论与实际应用的结合，强化知识传授与能力培养的有机

9、融合。以电路理论与分析方法和理论与方法在工程中的应用为主线，以典型工程实例需解决的问题引出各章节内容，使学生在问题的驱动下学习理论和方法。同时，各章都设置工程应用实例分析与电路设计内容，帮助学生在学习掌握基本理论的同时，学习实际电路分析与设计的方法，提高学生应用知识的能力。通过合理安排教材内容，在保证基本理论知识的前提下，兼顾计算机辅助电路分析和电路仿真方法的学习。力求处理好强化基本理论掌握与淡化技巧性解题训练、有限课时安排与教材内容增加的矛盾。 特色：（1）既明确每章节的知识目标，又明确能力目标。每章开篇都提出本章知识目标和能力目标，并设置知识与能力测评练习，引导教师和学生的教学进程，评价教

10、学效果。（2）精选内容，强化基础，突出知识的工程应用。内容安排上采用以基本原理、基本理论结合典型工程应用实例的结构方式。（3）结合时代背景，融合了计算机辅助电路分析和电路仿真的内容，使学生在掌握手工分析计算的同时，练习和掌握计算机辅助分析与电路仿真方法。（4）为便于教材使用者学习和练习，每章有既有手工分析与计算习题，也有工程训练项目和习题、计算机辅助分析与仿真题，并有小结。（5）将配套实验与能力培养统筹考虑，大量增加设计性实验。第一章第一章 电路的基本概念和定律电路的基本概念和定律引例引例 用电安全用电安全1.1 电路分析概述1.2 电路和电路模型1.3 电路变量1.4 基尔霍夫定律1.4.1

11、电路名词1.4.2基尔霍夫电流定律1.4.3基尔霍夫电压定律1.7 1.7 技术实践技术实践1.7.11.7.1用电安全分析用电安全分析1.7.21.7.2电费计算电费计算1.8 计算机辅助分析本章小结第四章第四章 一阶电路的时域分析一阶电路的时域分析引例引例 闪光灯电路闪光灯电路4.1 动态元件4.2动态电路的方程及其解4.3 电路的初始值4.6 一阶电路的全响应-三要素法4.7 阶跃响应与冲激响应4.8 4.8 技术实践技术实践4.8.14.8.1闪光灯电路分析闪光灯电路分析4.8.2 4.8.2 延时电路延时电路4.8.3 4.8.3 继电器电路继电器电路4.8.4 4.8.4 汽车点火

12、电路汽车点火电路4.9 计算机辅助分析本章小结 2 2、数字逻辑设计基础、数字逻辑设计基础 优化、重组优化、重组“脉冲与数字电路脉冲与数字电路”、“HDL可编程逻辑可编程逻辑器件器件”、 “数字系统设计基础数字系统设计基础”等内容，等内容，突出数字电路基本突出数字电路基本概念和基本方法，完成配套的实验教学改革。概念和基本方法，完成配套的实验教学改革。 以数字逻辑电路和系统设计为主线，以计算机模型为以数字逻辑电路和系统设计为主线，以计算机模型为贯穿整个教材的典型应用综合实例，贯穿整个教材的典型应用综合实例，帮助学生在学习基本理帮助学生在学习基本理论的同时，了解各章节单元电路在完整数字系统设计中的

13、作论的同时，了解各章节单元电路在完整数字系统设计中的作用。用。回归数电本质，讲清原理，达到原理结合应用，避免当前回归数电本质，讲清原理，达到原理结合应用，避免当前出现的把工程课程编程解题训练课程的致命弊端。出现的把工程课程编程解题训练课程的致命弊端。 适应适应CDIO培养目标，对内容进行精炼、更新内容、强培养目标，对内容进行精炼、更新内容、强调基础、淡化解题技巧及卡偌图等分析，突出应用。调基础、淡化解题技巧及卡偌图等分析，突出应用。特色:（1）引入新技术，精选内容，强化基础，突出工程应用。内容安排上采用以基本原理、基本理论结合典型工程应用实例的结构方式；（2）减少了数字逻辑门内部电路的分析，淡

14、化了小规模数字逻辑器件的电路设计，加强了可编程逻辑器件的应用和数字逻辑电路的VHDL描述；（3）为便于教材使用者学习，每章有目标、目标测评、思考题、实践与提高、工程训练项目和习题，并有小结和英文术语表；（4）将配套实验与能力培养统筹考虑，大量增加设计性实验；（5）将）将“HDL与可编程逻辑器件与可编程逻辑器件”及及“EDA技术技术”知识知识完全融入完全融入“数字逻辑电路数字逻辑电路”的教学和应用中，使教学内容的教学和应用中，使教学内容紧跟新技术的发展，更具有先进性；紧跟新技术的发展，更具有先进性；（6）以一个）以一个“8位模型计算机位模型计算机”为实例贯穿整个教材的相为实例贯穿整个教材的相关章

15、节，使学生不仅能够掌握单元数字电路的设计与分析，关章节，使学生不仅能够掌握单元数字电路的设计与分析，而且能够从宏观上把握数字系统的设计和分析方法；而且能够从宏观上把握数字系统的设计和分析方法；（7）适合）适合CDIO工程教育创新培养模式和卓越工程师培养工程教育创新培养模式和卓越工程师培养计划；计划；（8）通过教材中的工程训练项目和配套的网络教学平台）通过教材中的工程训练项目和配套的网络教学平台让学生的第二课堂成为教学活动的主体之一，有效的培养让学生的第二课堂成为教学活动的主体之一，有效的培养学生的创新能力。学生的创新能力。 3 3、模拟电子技术基础、模拟电子技术基础 全书以电子分频扩音机工程分

16、析贯穿始终，统领每个全书以电子分频扩音机工程分析贯穿始终，统领每个章节相关知识点。章节相关知识点。 教材引入用教材引入用Multisim直接举例或者课堂演示，且每章直接举例或者课堂演示，且每章附有习题和工程设计训练项目。附有习题和工程设计训练项目。 在现有内容上增加了在现有内容上增加了D类功放相关知识；第七章：直流类功放相关知识；第七章：直流稳压电源，新增了稳压电源，新增了PFC电路；第八章：模拟电子系统分析与电路；第八章：模拟电子系统分析与设计，主要介绍电子设计中设计，主要介绍电子设计中EMI、EMC基础知识及电子系统基础知识及电子系统设计的相关知识，并举了大量工程实例进行分析；最后是附设计

17、的相关知识，并举了大量工程实例进行分析；最后是附录。录。 回归模电本质，原理结合应用，避免当前出现的把工回归模电本质，原理结合应用，避免当前出现的把工程课程变成解题训练课程的致命弊端。渗透程课程变成解题训练课程的致命弊端。渗透CDIO工程教育理工程教育理念。适应念。适应CDIO培养目标，对内容进行精炼、更新内容、强调培养目标，对内容进行精炼、更新内容、强调基础、淡化解题技巧及三集管模型分析，突出应用。基础、淡化解题技巧及三集管模型分析，突出应用。 21特色：特色：（1）与时俱进，内容安排上采用以基本原理、基本理论结合）与时俱进，内容安排上采用以基本原理、基本理论结合典型工程应用实例的结构方式。

18、在保证基本知识点不削弱的前典型工程应用实例的结构方式。在保证基本知识点不削弱的前提下引入新器件新技术，精炼内容，强化基础，突出工程应用；提下引入新器件新技术，精炼内容，强化基础，突出工程应用；（2）减少了半导体器件内部分析和分立元件电路知识，加强）减少了半导体器件内部分析和分立元件电路知识，加强了基于器件外部特性及集成电路为主的各种应用和电路分析，了基于器件外部特性及集成电路为主的各种应用和电路分析，集知识和应用于一体；集知识和应用于一体；（3）适当引入模拟电路系统的概念和电磁兼容性的基础知识，）适当引入模拟电路系统的概念和电磁兼容性的基础知识，这些知识对模拟电路实际设计应用有着重要的指导意义

19、；这些知识对模拟电路实际设计应用有着重要的指导意义；（4）为便于教材使用者学习，每章内容上都有目标、目标测评、思为便于教材使用者学习，每章内容上都有目标、目标测评、思考题、实践与提高、工程训练项目和习题，将知识与实践能力考题、实践与提高、工程训练项目和习题，将知识与实践能力培养一体化设计，增加了设计性项目训练题目，有利于加强知培养一体化设计，增加了设计性项目训练题目，有利于加强知识和能力的结合，着重培养工程意识。识和能力的结合，着重培养工程意识。 4 4、单片机原理及应用、单片机原理及应用 整合整合微机原理微机原理、微机接口与应用微机接口与应用、单片机原理单片机原理与应用与应用三门课程，侧重微

20、处理器学习应用一款价值三门课程，侧重微处理器学习应用一款价值CPU的目的目的，理解的，理解CPU组成原理，原理结合应用，避免当前出现的把工组成原理，原理结合应用，避免当前出现的把工程课程编程解题训练课程的致命弊端。对内容进行精炼、更新程课程编程解题训练课程的致命弊端。对内容进行精炼、更新内容、突出应用。内容、突出应用。 完整及使用工程实例，教学与应用直接衔接。完整及使用工程实例，教学与应用直接衔接。 教材中推广教材中推广proteus仿真软件及仿真软件及keil编译软件应用，所有实编译软件应用，所有实例均有仿真原理图及程序。例均有仿真原理图及程序。 通过汇编理解微处理器原理，通过汇编理解微处理

21、器原理，C51则突出实际应用，精心则突出实际应用，精心挑选具有工程适用性的案例，根据目前涉及微机系统工程项目挑选具有工程适用性的案例，根据目前涉及微机系统工程项目的特点，增加并强调了的特点，增加并强调了c51应用，同时保留应用，同时保留51汇编，所有的案汇编，所有的案例均用例均用C51和和51汇编以表格对比的方式完成，方便学生的的对汇编以表格对比的方式完成，方便学生的的对照对比学习，即掌握了汇编，又能掌握照对比学习，即掌握了汇编，又能掌握C51。 特色：特色：1）充分反映新理论新技术。力求充分反映单片机应用的）充分反映新理论新技术。力求充分反映单片机应用的新理论新技术新理论新技术,淘汰以往教科

22、书中已被实践证明落后的内淘汰以往教科书中已被实践证明落后的内容，增加新理论、新技术、新的应用实例，使读者能尽容，增加新理论、新技术、新的应用实例，使读者能尽量站在本学科的学术前沿。量站在本学科的学术前沿。2）在教材中强调具体工程案例分析，保证案例的完整性、在教材中强调具体工程案例分析，保证案例的完整性、实用性是这次教材编写的一大特色，实用性是这次教材编写的一大特色，目前市面上的教材的案目前市面上的教材的案例分析部分工程适用性较差，很多程序只是片段，而且基本例分析部分工程适用性较差，很多程序只是片段，而且基本上都是用上都是用51汇编完成案例的软件编写部分，且不具备通用性。汇编完成案例的软件编写部分，且不具备通用性。我们在本次教材编写中，组织了具有丰富工程经验的教师团我们在本次教材编写中，组织了具有丰富工程经验的教师团队，精心挑选具有工程适用性的案例，根据目前涉及微机系队，精心挑选具有工程适用性的案例，根据目前涉及微机系统工程项目的特点，增加并强调了统工程项目的特点，增加并强调了c51应