电子信息科学与技术导论电子信息科学与技术导论黄载禄 汪 文 周建国 李 璋 杨维民 葛 华 刘新华 编第二版PPT“十二五” 普通高等教育本科国家级规划教材 高等教育出版社（2016年8月 ）*2说明 ：编制本PPT的目的是为讲课教师提供备课素材 ，供讲课教师制作讲课教案选材提供参考。绪言提纲*3三、“导论”课的教学目标与教学内容四、“导论”课的主要教学思想一、为什么要开设“导论”课？五、关于“导论”课的教学建议二、电子信息科学技术的发展状况一、为什么要开“导论”课？*41、指导学生学习2、介绍电子信息科学技术的发展 我们专业是干什么的？ 我们毕业后从事什么工作？ 我们学习的课程有什么用？ 当前电子信息技术是什么状况？*5学生困惑？为解决学生学习困惑，通过“导论”课指导学生学习 是设置导论课的教学目的。1、指导学生学习*62、介绍电子信息科学技术的发展1 信息2 材料3 能源“信息”成为社会发展进步的三大支柱之一电子信息科学技术正在推动实现当代社会的信息化， 正在改变人们的生产方式、工作方式、学习方式、交 往方式、生活方式、战争方式、思维方式，正在导致 人类社会向信息化社会迈进。*7二、电子信息科学技术的发展状况1、电子信息科学技术的发展导致专业融合2、电子信息科学技术的学科领域3、学科领域与产业*81、电子信息科学技术的发展导致专业融合(1) 大规模集成电路的发展一块芯片就是一个电子信息系统导致专业必须宽口径。片上系统使得电子信息整机与电子器件、电路技术在“一块芯片” 中融合。一个“信息系统”通常是计算机、通信和控制系统的结合 ，从而导致多学科的交叉，促使专业课程设置和教学计划的改革。 学生需要具有多学科的知识结构。芯片多层结构芯片内布线通信系统一 块 芯 片 是*9(2) 硬件系统的软件化，使计算机技术已融入到了电子信 息技术与工程的各个领域。（一些）电子信息系统=“CPU+ 软件”。智能手机软交换：计算机+软件=交换机计算机的课程已成为信息类各专业的主要课程，各专业 的教学计划的差别已越来越小，学生就业领域相互覆盖 、业务领域之间已交叉融合。*10（3） 网络（包括：互联网、物联网、无线网和云计算） 和智能手机技术的迅猛发展，使网络成为了社会活动， 及各行各业的公共平台。VOIP: 电 话与互联网 融合IPTV: 电视与 互联网融合TPTV*11云计算物联网计算机技术与互联网结合传感器网、光电技术 、微波技术融入物联 网通信网的融合*12信息系统电子科学与技术控制科学与工程计算机科学与技 术电磁场与微波光电技术信息与通信工程信号电路系统2、电子信息科学技术的学科领域（1）基础学科发 展形成信息系统学基础学科*13集成 电路网络软件技术信息系统电子科学与技术控制科学与工程计算机科学与技 术电磁场与微波光电技术信息与通信工程（2）电子信息科学发展形成了信息系统学科的融合*143、学科领域与产业微电子产业通信产业（含专业软件 ） 计算机硬件产业软件产业数字家电产业互联网产品光电子产业学科产业对应电子科学与技术信息与通信工程计算机科学与技术光电技术控制科学与工程电磁场与微波*15网络技术的发展与普及，使工业生产、 农业生产、城市管理、交通运输、物流和社 区都实现了高度信息化，使得电子信息科学 技术中的各学科专业，如：通信、计算机、 控制科学与光电技术等都共存于相同的网络 环境，构成了学习和就业的共同平台。大规模集成电路、硬件系统软件化和信息 网络技术导致了信息类专业的融合，而当前 的专业设置、教学计划、学生学习的课程需 不断适应学科技术的发展变化。小 结*16三、“导论”课的教学目标与教学内容1、当前的“导论”课状况4 、“导论”课的教学目标2、“导论”课的学科定位3、 “导论”课的主要知识领域定位5 、 “导论”课的主要章节*171、当前“导论”课状况课程名称教材或讲义通信工程 专业导论计算机 专业导论电子信息工程专业导论光电子导论专业导论学科导论自动化 学科概论信息技术导论信息科学 与技术导论信息科学技术概论讲课 方式讲座（约24学时 ）（1）概况*181、当前“导论”课状况（续）评述：专业“导论”和学科“导论”的教学目标通常是 定位于某一专业或某一学科，较难从电子信息科学与 技术的全貌出发来组织教学，因而不易反映电子信息 科学技术的当前的发展状况。（2）内容侧重情况分类介绍专业教学计划、业务领域。介绍某些学科的发展动态或学术思想。介绍信息科学本身的概念和信息学科内涵。分类*192、 “导论”课（本教材）的学科定位定位于电子信息科学技术的四大主干学科和光学 工程中的光电信息技术。建立电子信息科学与技术的整体知识构架电子科学 与技术信息与 通信工程计算机 科学与技术控制 科学与工程光电信息 技术本“导论”课教材的学科定位3、 导论课的主要知识领域定位“导论”课的主要 知 识 领 域213546879信号与信号处理电磁场与微波信息与通信工程计算机科学与技术互联网与物联网自动化与控制科学集成电路与微电子信息安全光电信息技术*21“导论”课的教学目标是帮助学生建立电子信息科学 与技术的整体知识构架，从而建立宽广的专业视野， 培养创新思维，并了解所学课程和工程应用之间关联 ，增强学生学习的主动性，为学生的学习和择业提供 方向性指导。电子信息技术发展，导致学科之间的融合、产业与 学科的交叉，使得“专业导论”和局限于某一学科的“ 概论”一般都较难反映当前电子信息科学技术发展的 实际状况，需要有一门介绍学科全貌的课程，它应 建立在“信息类”所有专业和学科之上，并能反映当 前学科和专业的交叉融合和发展走向。4 、 “导论”课的教学目标*225 、“导论”课的主要章节全书共分十一章全书章节的前后安排，虽然有体系方面的考虑，但联系 不十分紧密，因而学习或者阅读时可以前后颠倒。第一章 概述主要是基础知识，有助于 对后续章节的理解第二章 消息的数字化及应用 第三章 电磁波及应用第四章 信息与通信工程 第五章 计算机科学与技术 第六章 互联网与物联网 第七章 自动化与控制科学 第八章 微电子学与集成电路 第九章 微波器件与微波集成电路 第十章 光电信息技术 第十一章 网络信息安全着重介绍电子信息技术 的各主要领域 的基本概 念、发展历程、今后的 发展趋势和应用等。小结：“导论”课的教学内容*231， 大规模集成电路“片上系统”使得一块集成电路芯片就能 实现一个电子信息系统，这一系统可能是多学科（四个电子信 息学科+光学工程）、多知识领域（信号、电路、计算机、通信 、网络、微波和光电子等）的集成，形成了多学科、多知识领 域的交叉融合，加上网络技术和软件技术广泛应用，使得原有 的学科划分和专业划分已不能适应当前的技术发展状况。2， “导论”课的教学内容，宜定位于电子信息科学技术中广 泛应用的各主要“知识领域”，以帮助学生构建电子信息科学技 术的整体构架。从整体构架出发了解树干和枝叶，了解“专业” 、学科及与产业的关联。3， 各知识领域的发展互相影响、相互促进，也影响学科划 分和专业设置，因而同学们在学习“导论”课时应不局限于当前 的学科划分和所设置的专业，同时要关注未来的发展。*24四、“导论”课的主要教学思想2、 以知识领域为背景介绍学科融合特点3、 培养学生的创新思维4、 介绍未来的发展走向1、 以多个学科为主线组织教学*25对象 一年级新生或二年级学生 只要求高中以上基础知识 联系实际，力求通俗易懂 多讲故事，介绍技术发展缘由1、 以多学科为主线组织教学建立电子信息科学与技术的整体知识构架电子科学 与技术信息与 通信工程计算机 科学与技术控制 科学与工程光电信息 技术学科定位*262、 以知识应用为背景介绍学科融合特点知识领域应用课程了解课程 设置指 导 就 业介绍学科融合是“导论”课教学的重要思想学 科 融 合*273、 培养学生的创新思维正确的创新思维引导走向成功之路发明 来自实践创新 源于需求理论 是创新的基础意志 决定创新成败创新思维成功电子信息技术对人类社会进步 的巨大贡献。1906年电子管发明开 启电子时代无线广播、无 线通信诞生1947年晶体三极管发明开 启固体电子学时代（前后）雷达、 电视诞生1958年 集成电路诞生开 启了微电子时代移动通信 、彩色电 视 大发展1964年激光发明开启 光电子时代大规模集成电路、卫星 、个人电脑、互联网、 进入知识经济时代 树立科学发展观，培养创新才能！从学科的发展历程和重大发明家身上学习创新思维发明家电话发明家贝尔：不懂电，是语言学家，1876年，28岁时发 明电话，开创了有线通信新时代。麦克斯韦尔1854年从剑桥大学毕业，10年的努力，1864年推 导出描述电磁场运动规律的波动方程，开创了无线通信的新 时代。无线通信最初还是由无线电业余爱好者推动的。弗莱明、弗雷斯特在电灯泡基础上分别于1904、1906年发明 电真空二极管、三极管，从此跨入了电子时代。麦克斯韦贝尔1947年巴丁、布拉坦和肖克利制造出了世界上第一只点接触 型锗晶体三极管，从此跨入了固体电子学时代。弗莱明电灯泡基础上的 发明第一只晶体管巴丁、布拉坦 和肖克利发明家（续1）梅曼1960年梅曼发 明红宝石激光 器1958年工程师杰克基尔比在一块6.45平方毫米硅片 上集成了12个元件，制成了一个RC移相振荡器。 这是世界上第一块集成电路芯片。 基尔比介绍重大发明，培养创新思 维。华人科学家高锟 1966年提出光纤 理论，随后发明 光纤，获2009年 诺贝尔物理学奖 。*314、 介绍未来的发展走向WT-1型量子路由器和WT-2型量子交换机16个量子位的硅芯片量子计算机样图石墨烯晶体结构实现量子计算已经不是原理 性的探索，而是在物理上解 决实现技术方面的难题。我国的量子通信已投入 小范围试运行，量子通 信是21世纪正在到来的 通信技术的革命。石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发 电子工业革命。英国科学家已宣布他们用石 墨烯制造出一种只有1个原子厚、10个原子 宽的超微型晶体管。美国科学家宣布已制成 石墨烯集成电路。开拓视野，树立创新大目 标。当前电子信息科学技术正处在新的大突破的前夜 ！*32五、关于 “导论”课的教学建议1、教学要求2、指导学生学习*33（1）通读教材，不要求理解技术细节。（2）介绍教学计划，了解课程类型1、教学要求*34了解课程类型对创新能力的影响*35人文 素质人文素 质2、指导学生学习学生人文素质的组成和修养*36学生业务能力的组成*37教学计划和课程设置是决定学生的知识结构和能力的主要 因素。*38学生自我能力培养方法*39不同类型课程应采用不同的学学习方法结语*401，在当前电子信息科学技术已发展到了前所未有高度，在人类 正进入信息化社会的背景下，电子信息科学技术已构成了一个庞 大的学科知识环境，知识更新快。“信息类”专业的教学计划课 程多，专业交叉、学科交叉明显，导论课介绍这些知识背景，将 有利于学生了解专业方向、课程设置和自主学习。3，同学们结合“导论”课的学习，联系专业教学计划、课程、 学科和应用，同时考察电子信息技术相关产业的技术状况，自主 学习，注意培养自己的创新能力，相信能对同学们的学习、择业 等起到指导作用。这即是本“导论”课希望达到的教学目标。2，研究电子信息科学技术的新发展，建立正确的创新思维，是 当前教学研究的重要任务之一。导论课是培养学生创新思维的第 一门课程。前言（完 ）