电子信息类专业导论（第3版）课程教学大纲

北航学院《电子信息工程导论》课程大纲课程基本信息课程编号：B2F020390课程中文名称：电子信息工程导论课程英文名称：IntroductiontoElectronicandInformationEngineering开课学期：秋季学分/学时：1.5/24（理论课时）课程性质：核心通识课面向大类：信息大类先修课程：无建议后续课程：《电子设计基础训练》适用专业/开课对象：信息大类一年级学生任课教师：张有光、黄勤、张岩、张玉玺、陈鹏辉团队负责人：张有光 核准院长：王俊一、课程的性质、目的和任务本课程是面向信息大类一年级新生导论课，包括信息技术发展历史与知识结构的演变、信息科学创新与科学思维方法、信息伦理与信息哲学概览，电子信息发展历史与电子信息类专业的内涵、培养目标与要求，培养其电子信息专业兴趣。其次，跳出专业局限，理解通识教育与专业教育的关系，理解大学教育尤其是工程教育内涵，激发学生的内在自觉性，尽早实现从中学过渡到大学生活，主动寻求教育资源，探索中认识自我、认识社会，找到属于自己的成长道路。本课程通过课堂教学、课后查找资料、研讨与学习以及课后总结，培养学生：1、了解信息技术发展历史与知识结构的演变、信息科学创新与科学思维方法、信息伦理与职业道德素养。2、了解电子信息类专业发展历史与未来发展趋势，理解本专业与信息产业、安全、环境、法律之间关系。3、了解电子信息类专业的培养目标、毕业要求与课程体系，理解通识教育与专业教育的关系，理解大学教育内涵。4、了解电子信息类专业知识、能力与素质的培养途径，主动寻求教育资源，探索中认识自我、认识社会，找到属于自己的成长道路。表1课程目标对信息大类培养方案的支撑关系大类培养方案要求课程目标对大类培养方案的支撑关系6、工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和信息领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任目标1、27、环境和发展：能够理解和评价针对信息领域复杂工程问题的对环境、社会的影响。目标1、2、38、职业规范：具有坚定正确的政治方向，良好的思想品德、社会公德和职业道德；具有人文社会科学素养、社会责任感，以及对航空航天的高度使命感；具有良好的身体素质和心理素质，达到国家规定的大学生体育和军事训练合格标准，能履行建设祖国和保卫祖国的神圣义务。目标1、2、310、沟通：能够就信息领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达个人见解。熟练掌握一门外语，具有较强的听说读写能力，并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。课程目标3、412、终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。能及时了解信息最新理论、技术及国际前沿动态。课程目标1、2、3、4二、课程内容、基本要求及学时分配本课程分为12次课，每次2学时，以智能手机作为出发点，追溯移动通信、计算之芯、集成电路、信息存储、数码影像与智能显示、人机交互、移动互联与应用软件的发展历史与人物故事，理解信息科学创新与科学思维方法、信息伦理与信息哲学。在此基础上，诠释未来工程师的知识、能力与素质要求，电子信息类专业培养目标与毕业要求。介绍大学教育理念与教学方法，探寻个性化的成长途径。

表2课程内容安排、基本要求和学时分配一览表序号教学内容基本要求及重点和难点学时教学方式对应的教学目标1大学怎么读：课程学习方法、专业实验实践学习方法、社团与社会实践中学习，自主学习，探寻个性化的成长道路。目标：了解专业与通识、有用与无用，强调基础与鼓励创新，追求规则优秀与听从内心需求，敢于尝试与善于总结，碎片化学习与深层次学习相结合。重点和难点：课程、实验与科技实践学习方法，自我总结习惯与探寻个性化的成长道路。2课堂教学目标42移动通信：从智能手机谈起，移动通信诞生前夜，1G模拟移动通信，2G数字移动通信，3G与CDMA技术，4G与移动互联基本要求：了解蜂窝移动通信发展动力，市场需求与移动通信技术发展，通过人物故事理解知识能力素质，技术创新、知识产权与信息技术标准。重点和难点：蜂窝结构、多址技术、信息与编码、通信技术标准2课堂教学目标1、23计算机简史与智能处理器：从大型计算机、个人计算机到智能手机的计算体系结构演变，通用处理器、图形处理器、基带处理器与AI处理器。基本要求：了解计算体系架构、微处理器RISC与CISC指令集，CPU、GPU与AI、BPU之间的关系。重点和难点：微处理器结构与指令集，存储体系架构与存储机理2课堂教学目标1、24互联网与网络新经济：互联网构想，TCP/IP，万维网与网页浏览器，门户网站与搜索引擎，博客与维基百科、社交网络、电子商务、云计算与大数据基本要求：了解互联网发展历史，进一步理解互联网思维与互联网精神，了解网络的协同效应，大数据的特点，数据、算力、算法三者构成的生产力。重点和难点:云计算与大数据、AI、互联网思维2课堂教学目标155G移动业务与关键技术：5G移动业务与技术要求信道编码、通信天线基本要求：了解5G移动业务3种模式，多媒体通信、大规模物联网和高可靠低时延通信；关键技术有信道编码、边缘计算、软件定义网络，中国企业群体突破。重点和难点:3种业务模式、信道编码技术、软件定义网络2课堂教学目标16移动应用软件：移动应用生态，类平台化应用软件、智能手机操作系统，移动应用丰富生活。目标：了解操作系统、编译技术、程序设计方法及其软件生态系统的发展历程，应用软件-游戏软件、社交软件、个性化推荐、位置服务。重点和难点：微结构与操作系统、计算思维、软件生态系统2课堂教学目标17数码影像与智能显示：数码影像与智能手机，图像传感器与智能处理，薄膜晶体管TFT-LED，有机发光二极管OLED目标：了解图像的获取机理、数字化与图像处理算法，图像获取的自动化与AI。了解液晶显示机理，发明故事与产业发展历程。重点和难点：图像处理算法、液晶显示机理、8人机交互：提升人类智能：图形交互GUI，触控交互，传感器与物联网，人机自然交互与人工智能AI基本目标：UI设计理念、人机自然交互与AI、传感器原理与MEMS传感器重点和难点：图像处理算法、液晶显示机理、人机自然交互2课程教学目标19集成电路：晶体管与集成电路的发明，摩尔定律，集成电路设计与EDA、集成电路制造工艺与装备、封装测试，IDM、Fabless与Foundry等产业模式基本要求：了解集成电路发展历史，晶体管与集成电路的发明，描述集成电路快速发展的摩尔定律，支撑摩尔定律是新型器件-机理、材料与结构，集成电路设计与电子设计自动化EDA，片上系统SOC与软硬件协同设计、FPGA与IP模式、Fabless与Chipless，工艺制造与装备、IDM与Foundry，封装与测试。重点和难点：晶体管器件、集成电路设计、SOC、摩尔定律2课堂教学目标110信息存储：记忆的场所：机械硬盘、固态硬盘、内存DRAM与磁性随机存储发展历史基本要求：了解存储器架构，从硬盘到内存，机械硬盘的存储机理与结构，闪存的存储机理与体系结构，静态随机存储SRAM与动态随机存储DRAM，新型存储器磁性随机存储。重点和难点：存储体系架构与存储机理11未来工程背景与培养目标要求：科学、技术、工程与经济社会发展对工程师的要求不断变化，基本的知识架构、重要的能力素质，哪些是大学重点培养？目标：了解未来10至30年工程的社会背景，理解未来工程师的知识、能力与素质要求，毕业要求与培养目标重点和难点：电子信息知识体系结构，能力与素质要求，思维能力、价值观等2课程教学目标3、412大学教育理念、工程教育：通识教育与人格形成，教学与科研相统一，关注基础与服务社会，工程的迭代性，人机融合与人本主义、机器思维目标：了解大学的功能与定位，通识教育与专业教育相结合，理论与实践相结合，课内与课外相结合，在交往中、实践中，注意观察学习、反思总结中持续改进。重点和难点：研究型教学方法、综合实验实践、教师引导与学生自主探索相结合，空杯心态与自我突破。2课程教学目标3、4三、教学方法本课程是大班课，主讲教师力图用通俗的语言、生动的画面，从学生经验出发，诠释抽象的专业知识和深奥的教育理念。通过追溯电子信息科学技术从概念到产业化的历程，将著名科学家、工程师、企业家的人物故事、产业案例以及我校的科研成就等蕴含其中，激发学习热情、树立信心，帮助同学们确立自己的发展目标。以自身的丰富教学经历，诠释课程、实验、实践学习方法，帮助同学探寻个性化的成长智力。要求同学在课前自学教材、视频公开课等，带着大学学习过程中的问题来到教室。考虑大班教学的特点，启发性、互动性适度结合。每次课程预留探究问题，通过思考、查阅资料，鼓励同学们以团队合作方式探寻大学之道、理解专业内涵与个人经验的关系等，形成课后小结报告，在课程结束时汇集所有小结报告，在系统思考的基础上形成综合性的大报告。四、课内外教学环节及基本要求课前：要求同学们预习视频课和MOOC、电子信息工程导论教材以及辅助参考书，带着问题走进课堂。课内：要求认真听课，积极参与课堂互动以及展示自己的研讨成果，鼓励同学面对大学中问题自己寻求解决途径，并将自己的体会分享给大家。课后：结合课堂讲解与讨论，用自己的实践经验诠释学习观点及其对电子信息类专业、大学教育认识上的改变，每2次课程要求写一份小结报告，累计5份课后小结报告。全课程结束后，对探究问题的体会、电子信息专业的理解、大学与中学教育差别的认识，写1份课程总结报告。五、考核方式及成绩评定根据学生在课堂上参与度、研讨问题的展示报告，5次课后小结报告（10%）以及全课程结束后的总结报告（50%）给出成绩，也即总成绩=5×10%+50%。考核评价：分为优秀（≥90）、良好（80~89）、中等（70~79）、合格（60-69）与不合格（＜60）5个等级。六、教材和参考资料1、《电子信息工程导论—从智能手机谈起》，张有光，国家精品视频公开课，爱课程网站/2、《电子信息工程导论》，张有光、黄勤、张岩，中国MOOC网，/course/BUAA-1461104173学习强国-慕课频道-工学慕课（2022年4月24日上线）3、《大学怎么读》，张有光，张芳，陈鹏辉，智慧树网站/courseHome/1000073368/121475/18#teachTeam学习强国-慕课频道-工学或教育学慕课（2022年9月1日上线）主要教材：1、《电子信息类专业导论》（第3版）张有光编著，电子工业出版社，20232、《大学怎么读—以电子信息类专业为例》，张有光等编著，电子工业出版社，2021参考资料：1、《信息简史》詹姆斯·格雷克著，高博译，人民邮电出版社，20132、《创新者：一群技术狂人和鬼才程序员如何改变世界》沃尔克·艾斯克森著，关嘉伟等译，中信出版社，20173、《互联网伦理：信息时代的道德重构》迈克尔·奎因著，王益民译，电子工业出版社，20184、《图灵的大教堂-数字宇宙开启智能时代》乔治·戴森著，盛杨灿译，浙江人民出版社