香槟分校EE专业课程体系及内容简介.ppt

EE专业课程体系及内容简介华中科技大学 张林2011.7伊利诺伊大学厄本那 - 香槟分校campzh@1华中科技大学电信系 张林内容1. 我们现存的问题 2. 伊利诺伊大学香槟分校基本情况 3. 学习流程 4. 主干课程 5. 典型课程内容介绍 6. 给我们的启示 7. 电赛与课程设置的关系21. 我们现存的问题• 注重知识传授，轻视能力培养• 学生解决工程实际问题能力差• 理论与实践相脱离• 专业基础知识不扎实• 学生知识面过窄、过专• 学分要求过高，学时数过多，学生没有思考时间问题不少，如何解决？出路在哪？在原有的框框内打转似乎没有太好的办法借鉴国外先进经验也许是一条出路3华中科技大学电信系 张林2. 学校基本情况USNews本科专业排名表1 2011年电电子与通讯讯工程专业专业 本科USNews前10名学校电气/电子/通讯 专业排名综合排名本科在校生人数约麻省理工学院170.41万 斯坦福大学250.66万 伊利诺伊大学厄本那-香槟分校3473万 加州大学伯克利分校4222.5万 佐治亚理工学院5351.4万 密西根大学-安娜堡分校6292.6万 康乃尔大学8151.4万 普渡大学西拉法叶校区9563.1万4华中科技大学电信系 张林2. 学校基本情况院系：电气与计算机工程系（Department of Electrical and Computer Engineering，简称ECE）本科专业：电气工程（Electrical Engineering，EE）计算机工程系（Computer Engineering，CompE）5华中科技大学电信系 张林2. 学校基本情况EE专业涵盖7个领域：• 微电子学/光电子学，纳米技术• 电路• 电力及能源系统• 生物医学成像，声学• 电磁学、光学遥感• 信号处理、通信、控制系统• 计算系统、网络、软件、算法专业划分非常宽泛，不分强、弱电。

第1~5学期基本上是专业基础课程，第6学期开始针对不同专业方向进行选择性学习 实际上大部分限选课也都是比较基础的课程，且要求所选课程至少覆盖3个专业方向，以保证有足够宽的知识面6华中科技大学电信系 张林3. 典型学习流程电气与计算 机工程导论计算系统 导论计算机 工程I数字系 统实验计算机系 统工程模拟信 号处理场与波I工程应用中的概率方法半导体器件电子电路7华中科技大学电信系 张林4. 主干课程ECE110是基础平台课程，然后从两个方向向上延伸都是非常基础的课程，体现了宽口径、重基础的特点8华中科技大学电信系 张林4. 主干课程ECE110是基础平台课程，然后从两个方向向上延伸都是非常基础的课程，体现了宽口径、重基础的特点ECE 110 电气与计算机工程导论ECE 190 计算系统导论ECE 290 计算机工程 IECE 385 数字系统实验ECE 391 计算机系统工程ECE 210 模拟信号处理ECE 310 数字信号处理ECE 330 功率电路与电机ECE 329 场与波IECE 342 电子电路ECE 340 半 导体器件ECE 313 工程应用 中的概率方法9华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（1）ECE 110 - 电气与计算机工程导论4学分，必修，有随课实验，且实验更重要，第2学期开课先修课程：MATH 221 微积分I教学目标：激发学生对专业学习的兴趣，使他们较早接触到电气元件及它们在系统中的应用，并通过分析和设计提高学生解决问题的技能。

10华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（1）ECE 110 - 电气与计算机工程导论课程主要内容：• 绪论• 直流电路• 电磁铁，直流电机• 二极管、三极管• 传感器、反馈和控制• 数字逻辑• 脉宽调制和通信• 基本计算机组成11华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（1）ECE 110 - 电气与计算机工程导论实验内容： • Experiment 1 - 实验台设备• Experiment 2 - I-V 特性，KVL/KCL• Experiment 3 - 小车电机• Experiment 4 - 二极管及二极管电路• Experiment 5 - 三极管• Experiment 6 - 简单的导航电路• Experiment 7 - 调试• Experiment 8 - 分叉导航• Experiment 9 - 脉宽调制• Experiment 10 - 子电路合成（系统集成）12华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（1）ECE 110 - 电气与计算机工程导论特点：很特别的课程。

内容很杂，涉及电路、电磁学、通信、电子学、控制、计算等知识体现了宽口径，大平台特点实验和讲课重点放在设计与实现一个自主移动小车的项目上先实现系统的各个子单元，最后再合成完整的小车系统使学生对专业基本知识构成和应用有了较深刻的认识，可以大大激发他们学习专业知识的兴趣MIT也有类似的专业导论课程对我们来说，实现的难度不小13华中科技大学电信系 张林14华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（2）ECE 190 - 计算系统导论4学分，必修，有随课实验，第3学期开课先修课程：ECE 110 电气与计算机工程导论15华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（2）ECE 190 - 计算系统导论课程主要内容：• 计算机中数的表示• C语言的基本概念• 数字电路：门电路，组合逻辑，存储器，时序逻辑，时钟• LC-3（ Little Machine 3） 微机冯诺曼计算机（最原始的处理器），包含构成实现方式、机器指令、汇编指令、汇编程序设计、I/O基本原理、堆栈 • C语言的原理，深入到实现机理，而不仅仅是如何使用C语言• 数值计算导论• 现代计算机发展新技术简介（发展趋势）配有5个上机实验16华中科技大学电信系 张林特点：也是非常特别的课程。

涉及数字电路、计算机组成原理、C语言三门课程的内容，软、硬件紧密结合，C语言的学习不再“虚”，对计算机的组成原理有了基本了解是一门高效率的课程5. 典型课程内容简介（2）ECE 190 - 计算系统导论17华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（3）ECE 290 - 计算机工程 I3学分，必修，有随课实验，第4学期开课先修课程：ECE 190 计算系统导论课程主要内容：• 信息的表示• 开关代数 • 组合网络分析与设计• 时序网络分析与设计• 二进制算术运算及算术逻辑单元• 计算机组成和机器语言编程• 输入输出• 控制与设计配有7个硬件描述语言仿真实验18华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（3）ECE 290 - 计算机工程 I特点：大部分内容类似我们数电课内容，但延伸至计算机组成与ECE190有部分重叠内容，但不同的是重点放在硬件设计上 19华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（4）ECE 385 - 数字系统实验2学分，必修，第5学期开课先修课程：ECE 110 电气与计算机工程导论ECE 290 计算工程 I20华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（4）ECE 385 - 数字系统实验课程主要内容：• 存储单元• 竞争冒险• 电路（电气）特性（负载、延时等）• 简单组合网络（加法器、多路器等）• 简单时序网络（计数器、移位寄存器等）• 同步和异步时序机• 处理器和控制器• 作为控制器使用的微处理器设计10周每周1个实验和4周的项目设计实验。

课程的前半部分使用标准TTL芯片、导线和实验板进行实验，后半部分使用CAD工具和VHDL进行FPGA实验.21华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（4）ECE 385 - 数字系统实验特点：从最基本的触发器实验到最后的设计项目均以数字系统（计算机）为目标，传统的数字电路已融入数字系统中既有传统硬件实现又有可编程器件实现 22华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（5）ECE 210 - 模拟信号处理4学分，必修，有随课实验，第4学期开课先修课程：ECE 110 电气与计算机工程导论23华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（5）ECE 210 - 模拟信号处理 课程主要内容：• 信号和信号处理系统例子 • 模拟线性时不变系统 • 电路和线性系统 • 直流电路分析回顾：KCL、KVL、受控源 • 电容器和电感器元件 • 运算放大器电路 • 通过线性常系数微分方程表征和求解LSI系统 • 复数和复变量函数 • 阻抗、相量和正弦稳态 • 频率响应和多频率电路 • 傅立叶级数 • 傅立叶变换24华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（5）ECE 210 - 模拟信号处理 课程主要内容：• 调幅无线接收机 • 卷积 • 冲激和冲激响应 • 采样定理和数字信号处理概述 • 稳定性 • 拉斯变换和传递函数 • 微分方程的拉斯变换求解 • 微分方程解的通式 • 有源滤波器设计配有5个实验，包括调幅超外差接收机的实现。

25华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（5）ECE 210 - 模拟信号处理特点：是第1门数学特征明显的ECE专业核心课程以ECE110课程学习的电路分析概念为基础开始课程学习，然后进入到傅立叶和拉普拉斯变换等更抽象的世界课程的学习很大程度上依赖于数学基础课程以电路、模电的基本电路和调幅无线接收机的物理系统为依托，完成理论和方法的学习理论与实际相结合，使信号与系统不再那么抽象课程内容涉及电路、信号与系统、模电等知识，也是一门效率较高的课程 26华中科技大学电信系 张林5. 典型课程内容简介（6）ECE 342 - 电子电路3学分，限选，无随课实验，第6学期及以后开课先修课程：ECE 210 模拟信号处理，ECE 340 半导体器件课程主要内容：• 基本电路分析 • 二极管 • 三极管 • 逻辑电路 • 放大器电路重点在电路原理设计上，而非版图设计大部分内容与我们的模电课相近，但包含少量门电路特点：27华中科技大学电信系 张林6. 给我们的启示伊利诺伊大学课程设置的特点：（1）专业入门性的基础课程，不按传统的、知识纵向的逻辑性和系统性构建，而是突破纵向条状分割，按知识的递进层次进 行横向联合构建。

如ECE110、ECE210、ECE190、ECE290等课程，它们在内容上与传统课程的关系如表2所示ECE110课程中甚至还涉及电磁学、通信和控制领域的知识表2 传统课传统课 程与新课课程内容上的关系ECE110ECE210ECE190ECE290 电路 模电 信号与系统 数电 微机原理 C语言28华中科技大学电信系 张林6. 给我们的启示伊利诺伊大学课程设置的特点：这样做的好处：Ø 可以减少课程数量Ø 新课程中一门课包含传统的多门课的知识，知识构成不再是单一的、割裂的，而是连通的、综合的，为系统的设计建立了很好的知识架构Ø 使学生很早就对专业产生了具体形象的认识，可以大大激发他们的专业学习兴趣Ø 传统的课程内容在不同的新课程中重复出现，有利于知识的牢固掌握且每次出现并不是简单地重复，而是有层次的递进ECE110ECE210ECE190ECE290 电路 模电 信号与系统 数电。