北京航空航天大学《电子电路i》电子电路教学安排

北京航空航天大学《电子电路(1)》教学安排国家级一流本科课程建设与教学实施汇报Contents汇报目录北京航空航天大学《电子电路(1)》教学安排与课程建设01课程概述与历史沿革02教学团队与师资建设03教学内容与知识体系04教学方法与模式创新05实践教学与科教融合06教学成果与人才培养07未来规划与持续改进CHAPTER01课程概述与历史沿革溯源1954年航空无线电专业，铸就电子信息类核心基石COURSEPOSITIONING课程定位与学科枢纽作用《电子电路(1)》作为电子信息类专业的核心基础课，承担着承上启下的关键枢纽作用，直接决定了学生复杂电子系统工程设计能力的上限。北京航空航天大学·校园主楼核心必修模块—面向电子信息类各方向本科生及留学生开设，是专业培养方案中不可替代的核心必修模块工程化延伸—以数学、物理学和电路分析为先修基础，将抽象的数理方程转化为具体的工程电路模型先导课地位—作为高频电子线路与脉冲数字电路的先导课，为后续复杂系统级设计奠定坚实的底层硬件认知能力素质融合—课程目标不仅限于知识传授，更强调知识、能力、素质的有机融合与高级工程思维的培养COURSEHISTORY跨越半个多世纪的历史沿革从1954年航空无线电专业的萌芽，到1979年正式建课，再到2020年获批首批国家级一流本科课程，《电子电路(1)》历经数十年迭代，始终紧跟国家电子信息技术发展步伐，完成了从传统基础课向国家级标杆课程的跨越。1954依托北航航空无线电专业萌芽，奠定服务国家航空航天与电子信息战略的初衷1979正式独立设立为《电子电路(1)》，确立其作为电子信息类专业核心基础课的地位2003获评国家级精品课程，标志着课程在教学内容与方法改革上达到全国领先水平2016获批国家精品资源共享课程，数字课程在高教社立项，实现优质教学资源的全国辐射202012月获批首届国家级一流本科课程，确立了新时代背景下课程的国家级标杆地位CourseHighlights国家级课程的三大核心特色课程团队通过科研反哺教学、深化混合式教学改革以及依托国家级实验平台，构建了'理论-仿真-实战'三位一体的特色育人体系，有效破解了传统电路课程理论脱离实际的痛点，显著提升了学生的工程创新与系统级设计能力。科研反哺教学将国家重大课题与集成电路前沿成果转化为教学案例，保持课程内容的时代性与挑战性引导学生early-in-lab，参与真实芯片组研制，实现从"学知识"向"做科研"的思维跃迁前沿转化混合式教学改革全面采用线上线下混合式教学模式，重构课堂时间分配，提升高阶认知环节的互动深度以问题为牵引开展探究式教学，培养学生自主构建知识体系与解决复杂工程问题的能力探究式教学国家级平台支撑依托空天电子信息国家级实验教学示范中心，提供从器件级到系统级的全链路硬件验证环境设计验证、系统、综合开放创新三层次实践体系，强化EDA仿真等现代电路设计方法的运用全链路验证Chapter02教学团队与师资建设名师领衔、老中青传帮带，打造国家级高水平教学梯队TEAMCOMPOSITION名师领衔的高水平师资结构课程团队由国家级教学名师张晓林教授领衔，汇聚了10位高职称、高荣誉的骨干教师。团队结构老中青结合、理论与实验师资配置均衡，形成了强大的教学合力与示范效应，为课程的高质量交付提供了坚实的人才保障。课堂教学实景01团队共10人，由国家级教学名师张晓林教授领衔，包含教授3人、副教授5人、实验师2人02拥有国家级教学名师1人、北京市教学名师1人，名师效应显著提升了课程的教学标准与影响力03团队教师荣获校立德树人卓越奖1人、'我爱我师'十佳教师2人，彰显了深厚的师德师风底蕴04理论与实验师资深度协同，确保课堂教学与工程实践环节的无缝衔接与高质量落地Teaching&Research教研成果与国家级教材建设团队坚持教学与教研相长，将长期的教学实践经验凝练为高水平教材与教学成果奖。13部教材的出版与多项国家级教学成果奖的斩获，标志着团队在电子电路教学领域的理论沉淀与模式创新已获得国家级层面的高度认可。立体化教材建设累计出版教材13部，含国家级规划教材3部、省部级规划教材1部，构建立体化教学资源库13部国家级教学成果奖由课程负责人领衔，荣获国家级教学成果一等奖1项、二等奖2项，引领全国同类课程改革方向1+2项北京市教学成果多次斩获北京市教学成果一等奖，持续推动区域乃至全国电子信息基础课程教学标准升级一等奖产业前沿融入教材内容紧跟集成电路产业发展，将"无生产线模式"等前沿工程理念融入基础理论教学体系产教融合YOUTHFACULTYDEVELOPMENT以赛促教的青年教师培养机制团队将教学竞赛作为青年教师成长的"加速器"，通过老专家的深度指导与团队磨课机制，促使青年教师在实战中重塑教学理念。常态化磨课机制建立常态化团队磨课与专家指导机制，将备赛过程转化为深度思考"如何讲好一堂课"的教研过程教研转化竞赛佳绩团队教师在全国高校青年教师电子技术基础授课竞赛、实验案例设计竞赛中累计获一等奖11人次11人次一等奖骨干成长青年教师杨昕欣等通过竞赛历练，深刻领会系统教学法，迅速成长为深受学生欢迎的骨干力量系统教学法成果反哺竞赛成果直接反哺日常课堂，确保新老教师在教学标准、工程视野与授课质量上的高度一致性高度一致性Chapter03教学内容与知识体系从半导体微观机理到宏观系统应用，构建硬核知识图谱COURSEOBJECTIVES对标国家标准的工程化教学目标课程大纲以教育部教指委基本要求为底线，以培养解决复杂工程问题的综合能力为高线。通过知识、能力、素质的深度融合，引导学生从被动的知识接收者转变为具备工程化思维、创新意识与正确价值观的主动探究者。核心模块全覆盖严格覆盖教育部教指委要求的半导体基础、单元电路、反馈原理、集成运放及电源变换等核心模块，确保学生建立完整的模拟电子技术知识体系，为后续专业课程学习与工程实践奠定坚实基础。CoreModules探究式教学坚持知识、能力、素质有机融合，以真实工程问题为牵引开展探究式教学，引导学生主动思考、动手实践，摒弃死记硬背的应试模式，培养批判性思维与终身学习能力。Inquiry-Based工程化思维注重培养工程化与系统化思维方式，要求学生在设计电路时必须综合考量性能指标、制造成本与长期可靠性的工程折中，形成面向实际应用的解决方案能力。EngineeringThinking前沿融入课堂持续将学术研究与芯片科技发展前沿成果引入课堂，结合产业最新动态与技术创新案例，保持课程内容的时代性与高阶挑战性，激发学生探索未知的热情。Cutting-EdgeCOREMODULES核心知识模块拆解：器件与基础电路课程前三章构建了模拟电子学的底层逻辑：从半导体器件的微观物理模型出发，推导基本单元电路的宏观特性，最终引入频率响应维度，帮助学生建立从静态工作点到动态频域分析的完整电路认知框架。第1章：半导体基础剖析PN结机理与晶体管特性，建立器件的非线性模型与工程化近似分析方法引入现代半导体工艺参数，让学生理解器件物理极限对电路系统设计的底层制约半导体第2章：基本单元电路深度解析共射、共集、共基等基础放大组态的优劣，掌握多级放大器的级联设计原则探讨输出级电路的功率与效率匹配，建立从信号放大到功率驱动的完整链路概念单元电路第3章：频率特性引入电容效应与高频等效模型，突破低频理想假设，揭示电路带宽与增益的内在矛盾教授波特图与零极点分析法，赋予学生评估和优化电路动态频域响应的工程工具频率响应COURSEARCHITECTURE核心知识模块拆解：系统与集成应用课程后四章实现了从分立电路向集成系统级设计的跨越。通过集成运放应用、反馈稳定化理论、MOS模拟集成电路及电源技术的系统讲授，赋予学生驾驭复杂模拟系统、解决实际工程干扰与稳定性难题的高阶能力。CHAPTER04🔧集成运放与反馈原理剖析集成运放内部架构与外部线性/非线性应用，掌握现代模拟系统核心器件的使用范式。涵盖差分输入级、恒流源偏置、频率补偿等关键电路设计要点。CHAPTER05⚡反馈稳定化理论深究负反馈对电路性能的改善及自激振荡消除，建立系统稳定性分析与补偿的工程直觉。重点掌握波特图判据、相位裕度设计及频率补偿网络配置方法。CHAPTER06🔬MOS模拟集成电路切入MOS模拟集成电路基础，对接现代CMOS工艺主流，为芯片级设计奠定理论与方法基础。包括MOS管小信号模型、电流镜、差分对及有源负载等核心单元电路。CHAPTER07🔋稳压电源技术探讨稳压电源的高精度与高效率技术，解决电子系统"心脏"的供电质量与热管理难题。涵盖线性稳压、开关电源拓扑及LDO设计中的损耗优化与噪声抑制策略。TEACHINGINNOVATION'电路-算法-系统'融合教学体系团队打破传统单一电路视角的局限，首创'电路-算法-系统'融合教学体系。引导学生在系统级架构下定义电路指标，用算法思维优化电路性能，从而培养出具备全局视野和顶层设计能力的复合型集成电路拔尖人才。01融合教学框架：构建'电路-算法-系统'融合教学框架，要求学生从系统级需求出发逆向推导电路模块的性能指标02协同优化机制：引入数字信号处理与算法概念，让学生理解模拟前端电路与后端数字算法的协同优化机制03产业需求对接：对接国家集成电路产业需求，培养符合国际规范且具备中国特色的'无生产线模式'芯片设计人才04本研一体化：实施本研课程一体化设计，打通从电路级到系统级的能力链路，为后续深造与工程实战注入新动能集成电路芯片设计工程实景CURRICULUMARCHITECTURE核心课程群的生态衔接与贯通《电子电路(1)》在专业培养方案中发挥着关键的"承上启下"枢纽作用。团队通过统筹规划电子线路核心课程群的教学标准，实现了从基础理论到高频、数字、通信等高阶专业课的无缝衔接，保障了人才培养知识体系的严密性。向上承接数理基础承接高等数学、大学物理与电路分析基础，将抽象的数理方程转化为可测量的工程电路模型，建立从理论到实践的桥梁。向下支撑专业核心直接支撑《电子电路(2)》(高频)、《脉冲数字电路》等专业课，奠定信号处理与通信系统的硬件基石，确保知识递进连贯。统筹制定教学标准团队统筹制定"电子线路、电子技术"核心课程群教学基本要求，系统梳理知识点脉络，消除课程间的知识断层与重复。贯通完整能力闭环贯通《嵌入式系统》与《现代通信理论》等后续课程，形成从底层器件到顶层系统的完整能力闭环，培养系统级工程思维。CHAPTER04教学方法与模式创新破解"魔电"难题，重塑探究式与混合式课堂新生态PEDAGOGYREFORM以问题为牵引的探究式教学团队彻底摒弃'满堂灌'的知识灌输模式，全面推行以工程问题为牵引的探究式教学。工程挑战先导每章设置工程挑战问题，如音频系统啸叫排查，激发主动探究反馈稳定性的底层逻辑啸叫排查角色身份转变引导学生从解题者向设计者转变，在参数权衡与性能折中中建立工程化思维参数权衡开放性研讨增设开放性研讨环节，鼓励提出非标准答案的电路拓扑，培养批判性思维电路拓扑价值观融入将国家重大工程的卡脖子技术难题转化为课堂探究案例，融入科技报国价值观卡脖子攻关TEACHINGMODEL线上线下混合式教学模式重构依托国家精品资源共享课的数字资产，课程全面实施混合式教学，重构了课堂时间分配。将低阶知识传递前置到线上，把宝贵的线下课堂聚焦于高阶认知、难点答疑与深度研讨，实现了教学效率与互动质量的双重飞跃。课前线上预习学生通过国家级资源平台完成基础概念学习与自测，系统自动反馈知识盲区国家级平台线下课堂翻转教师聚焦核心难点与工程案例剖析，开展高频次互动答疑，提升课堂信息密度高阶认知课后线上拓展提供EDA仿真作业与前沿文献阅读，满足学有余力学生的个性化深度学习需求EDA仿真数据驱动学情分析利用平台学习行为数据，精准定位共性薄弱点，动态调整后续教学策略精准定位TEACHINGREFORM破解"魔电"难题的课堂教学改革针对课程概念抽象、难度大的"魔电"痛点，团队通过生动类比降维解析、半实物仿真实时验证以及理论研讨一体化设计，大幅降低了学生的认知门槛，成功将一门"畏途"课程转变为深受学生欢迎的"金课"。电子电路实验室·示波器电路测试实操场景生动类比降维解析以"水流与阀门"比喻电流与晶体管，将抽象微观物理现象具象化，有效降低学生的认知门槛半实物仿真实时验证引入半实物仿真技术，课堂实时演示参数摄动对电路波形的影响，建立直观的动态工程直觉理论·实验·研讨一体化实施理论教学、工程设计实验与研讨一体化排课，打破理论课与实验课的时间与空间割裂共性难点靶向讲解建立"错题本"与共性难点知识库，针对历届学生认知卡点进行靶向讲解，显著提升及格率与优秀率TEACHINGPHILOSOPHY系统思维与顶层设计能力的塑造课程团队始终将"系统级视角"作为教学的最高准则，要求学生跳出单一器件与电路的局限，从整体系统需求出发定义模块指标。这种"顶层设计"思维的塑造，为学生未来主导复杂芯片与电子系统研发奠定了决定性的认知基础。系统角度分析倡导"从系统角度分析电路"的核心理念，要求学生在设计前端必须明确系统级指标与边界条件。系统级指标真实案例驱动引入芯片研发真实案例，论证"满足系统要求"才是产品成功的标志，培养商业与工程双重视角。双重视角多维约束考量通过综合性课程设计，强制学生考量功耗、面积、噪声等多维系统约束，摒弃理想化的纸上谈兵。功耗·面积·噪声实战反馈印证校友苏琳琳等行业领军人才的实战反馈，印证了系统思维在解决高端"卡脖子"工程难题中的核心价值。卡脖子攻关CHAPTER05实践教学与科教融合依托国家级示范中心，打造"紧耦合、实战型"育人平台PRACTICALSYSTEM三层次递进式实验教学体系依托空天电子信息国家级实验教学示范中心，课程构建了"验证-系统-综合创新"三层次递进式实践体系。该体系彻底打破了传统实验"按方抓药"的僵化模式，引导学生从被动验证走向自主系统级设计，实现了工程实战能力的阶梯式跃升。基础验证实验VERIFY聚焦核心器件特性与基本单元电路的参数测量，夯实学生对理论模型的工程化验证能力规范仪器仪表使用与电路排故流程，培养严谨的工程测试习惯与数据误差分析意识参数测量模块系统实验SYSTEM要求完成多级放大器、滤波器等模块级联设计，考察学生对阻抗匹配与级间干扰的系统把控引入EDA仿真与硬件实测的对比环节，训练学生排查寄生参数与非理想效应的实战经验级联设计综合开放创新实验INNOVATION学生自主命题并设计完整电子系统，经历从需求定义到硬件调试的全生命周期依托科教融合平台，优秀项目可直接对接国家重大工程子课题，实现科研实战全生命周期TeachingInnovationEDA仿真与现代电路设计方法融入课程将EDA仿真技术深度嵌入教学全流程，强制推行"先仿真优化、后硬件实测"的现代工程设计范式。工业级仿真工具引入全面引入SPICE等工业级EDA仿真工具，要求学生完成电路直流工作点、瞬态与频域响应的虚拟验证SPICE仿真-实测闭环分析推行"仿真-实测"闭环对比分析，引导学生探究仿真模型与物理硬件之间的寄生参数与非理想差异ClosedLoop可靠性思维培养利用参数扫描与蒙特卡洛分析功能，培养学生评估电路良率与容差设计的现代工程可靠性思维MonteCarlo产业工作流对接对接集成电路产业标准工作流，为学生后续进入MPW流片与复杂芯片设计奠定坚实的软件工具基础MPWPlatform·MPWService科教融合平台与MPW流片服务支撑团队紧扣国家高端集成电路"卡脖子"需求，构建了面向多专业的交叉融合科教平台，并牵头建立全国高校MPW服务中心。01建成面向多专业的交叉融合科教平台，覆盖集成电路设计、封装测试和应用全链条，支撑"无生产线模式"人才培养02发起建立服务全国高校和科研院所的MPW服务中心，降低学生芯片流片的资金与渠道门槛03基于建构主义理论构建"紧耦合"平台，促使学生在真实工程约束下自主重构并深化理论知识体系04依托平台资源，本科生即可参与从前端设计到后端版图验证的芯片全生命周期开发，积累稀缺工程经验半导体晶圆实验室·科教融合实训场景国家重大工程反哺教学的实战标杆将国家重大工程需求转化为教学实战，学生在战略级课题中锻造使命感与硬核工程能力。需求降维转化紧扣国家"卡脖子"高端集成电路设计需求，将国家重大工程子课题降维转化为本科生创新实践项目卡脖子需求深度参与攻坚学生深度参与国家地面数字电视广播标准及芯片研制，承担系统架构与模拟电路设计国家标准系统达标获奖研制系统达到各项严苛性能指标并稳定运行，助力国家标准发布，获中国工程院突出贡献奖工程院奖工程能力质变学生深刻理解系统指标分配与底层电路实现的映射关系，实现工程能力的质变能力质变CHAPTER06教学成果与人才培养屡获国家级殊荣，孕育集成电路产业领军人才Achievements&Impact国家级教学成果与全国示范效应课程团队累计斩获3项国家级教学成果二等奖与4项北京市一等奖，并入选首批国家级一流本科课程，确立了北航在全国电子电路教学领域的引领地位。国家级教学成果奖以本课程改革为主形成的教学成果，3次荣获国家级教学成果二等奖，4次获北京市教学成果一等奖3项国家级首批国家级一流课程2020年获批首届国家级一流本科课程，标志着课程在理念、内容、方法及评价等全维度达到国家顶尖水平2020年获批数字课程全国开放数字课程在高等教育出版社获立项并面向全国开放，累计惠及数十万校内外学习者与留学生数十万学习者教学模式辐射推广团队制定的核心课程群教学基本要求与"电路-算法-系统"融合模式，被多所兄弟院校借鉴与推广电路-算法-系统ALUMNIIMPACT赋能职业生涯的拔尖创新人才案例《电子电路(1)》不仅传授专业知识，更通过高强度的系统级科研训练，重塑了学生的工程认知与底层逻辑。这种深厚的专业底蕴与系统思维，成为校友们在集成电路研发、战略产业投资等多元领域跨界发展、精准决策的核心竞争力。01科研筑基校友路程（98级本科/10级博士）依托课程科教平台参与国家数字电视标准研究，奠定系统架构分析能力数字电视标准02跨界洞察扎实的底层硬件认知使其在转型战略产业投资基金后，能精准评估硬科技项目的技术壁垒与商业价值硬科技投资03终身学习课程培养的"厚基础、宽口径"特质，赋予学生跨越单一技术栈、适应快速迭代产业环境的终身学习力厚基础·宽口径04产业矩阵历届毕业生在航空航天、集成电路、通信设备等战略新兴领域担任技术骨干，形成强大的校友产业矩阵战略新兴领域CURRICULUMINNOVATION面向芯片全生命周期的特色培养模式直面国家集成电路产业'卡脖子'痛点，团队创建了面向'无生产线模式'（Fabless）芯片全生命周期的特色人才培养体系。通过贯通设计、封装、测试与应用全链路，培养出懂架构、精电路、知工艺的复合型拔尖人才，精准填补了产业界的高端人才缺口。01构建覆盖芯片前端设计、后端版图、封装测试到系统应用的全生命周期教学链路，打破单一设计视角02深度对接'无生产线模式'（Fabless）产业现状，培养学生与Foundry代工厂协同开发的工程沟通与规范意识03通过卓越工程师计划和特色专