《电工与电子技术》教学大纲.docx

电工与电子技术教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码:05130031课程性质：学科基础必修课学分：3学分学时：48学时（理论40学时，实验8学时）先修课程：高等数学、线性代数、大学物理等后续课程：材料成型检测技术等适用专业：材料成型及控制工程专业开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明本课程是材料成型及控制工程本科专业学生的学科基础必修课。其任务主要是讨论线性、集总参数、非时变电路、电子技术的基本理论与一般分析方法。通过本课程的学习，使学生掌握电路和电机的基本理论知识，了解电子技术的相关概念，具有一定的对电子电路分析、设计能力，并为后续有关专业课程的学习和科研打下必要的基础。同时本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、总结归纳能力等方面起重要作用。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握电路的基本概念、基本定律、基本原理、基本分析方法，熟悉三相异步电动机的启动、调速、制动及继电控制电路组成及工作原理，掌握模拟电子技术和数字电子技术的典型电路应用及分析计算，并能将有关原理和方法应用于解决本专业的实际工程问题。课程目标2：培养学生电工技术应用能力、分析设计能力和逻辑思维能力，能够运用电工技术的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析本专业复杂工程问题，进行技术分析，以获得有效结论。课程目标3：培养学生的实验实践应用能力，能依据电工与电子的基本原理，根据具体的设计要求，结合现有的环境、业界标准和安全规范设计实验方案，通过仿真验证设计方案的可行性，并通过电工电路制作与实测证明方案的正确性；在实践中有良好的劳动习惯，有较强社会责任感，具有创新能力和工匠精神。三、课程目标与毕业要求电工与电子技术课程教学目标对材料成型及控制工程专业毕业要求的支撑见表Io表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3掌握相关自然科学知识、工程基础知识和思维方法，并能将其应用于解决新能源材料与器件专业相关复杂工程问题。课程目标L掌握电路的基本概念、基本定律、基本原理和基本分析方法，熟悉三相异步电动机的启动、调速、制动及继电控制电路组成及工作原理，掌握模拟电子技术和数字电子技术的典型电路应用及分析计算。H2.问题分析2.1能够应用工程科学的基本原理，识别和判断新能源材料与器件专业相关复杂工程问题的关键环节和参数。课程目标2：培养学生电工技术应用能力、分析设计能力和逻辑思维能力，能够运用电工技术的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析本专业复杂工程问题，进行技术分析，以获得有效结论。M4.研究4.2能够选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法，制定实验方案并实施。课程目标3：培养学生的实验实践应用能力，能依据电工与电子的基本原理，根据具体的设计要求，结合现有的环境、业界标准和安全规范设计实验方案，通过仿真验证设计方案的可行性，并通过电工电路制作与实测证明方案的正确性；在实践中有良好的劳动习惯，有较强社会责任感，具有创新能力和工匠精神。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1 .理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点判实验学时对应的课程目标1.电路及其分析方法1.1电路的作用与组成部分、电路模型、电压和电流的参考方向；L2电源的工作状态、基尔霍夫定律、电阻的串联与并联；1.3支路电流法；1.4叠加定理、电源教学要求：（1）理解电路模型、电压和电流的参考方向；（2）掌握电压和电流的参考方向，基尔霍夫定律；（3）理解电路的暂态过程和电源的两种模型及其等效变换；（4）掌握戴维宁定理和用三要素法计算暂态过程。重点：电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、叠加定理、戴维宁定理。难点：叠加定理、戴维宁定理、电路的暂态分析。621、2、3的两种模型及其等效变换；1.5戴维宁定理、电路中电位的计算；1.6电路的暂态分析。2.正弦交流电路2.1正弦电压与电流、正弦量的相量表示法；2.2单一参数的交流电路，电阻、电感、电容元件串联的交流电路；2.3阻抗的串联与并联；2.4电路中的谐振；2.5功率因数的提f三j;2.6三相电路。教学要求：（1）理解正弦量的相量表示法；（2）掌握阻抗的串联与并联及其计算；（3）了解谐振的概念，掌握功率因数提高的方法；（4）了解三相电源、三相电路的联结方式、对称三相电路概念；（5）掌握线电压（电流）与相电压（电流）的关系，对称三相电路的功率的计算。重点：正弦量的相量表示法，电阻、电感、电容元件串联的交流电路，阻抗的串联与并联，三相电路中功率的计算。难点：正弦量的相量表示法，电路中的谐振，三相电路功率的计算。621、2、33.磁路与变压器3.1磁路及其分析方法，交流铁心线圈电路；3.2变压器，电磁铁。教学要求：（1）了解磁路的概念，理解交流铁心线圈；（2）掌握变压器的工作原理。重点：变压器；难点：磁路，变压器的工作原理。41、24.电动机4.1 三相异步电动机的构造、转动原理、电路分析；4.2 三相异步电动机的启动、调速、制动；4.3 三相异步电机的铭牌数据；4.4 单相异步电机。教学要求：（1）了解三相异步电动机的构造、转动原理；（2）掌握三相异步电动机的启动、调速、制动方法；（3）了解三相异步电机的铭牌数据，单相异步电动机。重点：三相异步电动机启动、调速、制动。难点：三相异步电动机的构造、转动原理。21、2、35.继电接触器控制系统5.1 常用控制电器；5.2 鼠笼电动机直接启动的控制线路；5.3 鼠笼电动机正反转的控制线路；5.4 行程控制、时间控制。教学要求（1）了解常用的控制电器；（2）理解行程控制和时间控制；（3）掌握鼠笼电动机直接启动和正反转的控制线路。重点：控制电器，鼠笼电动机直接启动和正反转的控制线路。难点：鼠笼电动机直接启动和正反转的控制线路。21、2、36.半导体器件6.1 半导体的导电特性。6.2 二极管、稳压二极管、双极型晶体管的基本结构、工作原理及主要特性曲线。教学要求（1）了解半导体的导电特性；（2）掌握二极管、稳压二极管、双极型晶体管的符号；（3）理解PN结的单向导电性；（4）了解二极管、稳压二极管、双极型晶体管的基本结构、工作原理及主要特性曲线；（5）掌握晶体管的电流分配和放大作用。重点：二极管、稳压二极管、双极型晶体管的基本结构、工作原理。难点：晶体管的电流分配和放大作用。21、27.基本放大电路7.1 共发射极放大电路的组成；7.2 静态工作点的估算和交流通路的微变等效电路法；7.3 静态工作点的稳定；7.4 射极输出器；7.5 差分放大电路和互补对称功率放大电路。教学要求（1）理解共发射极放大电路的基本结构和工作原理；（2）掌握静态工作点的估算和微变等效电路的分析方法，了解输入、输出电阻的概念，（3）掌握射极输出器的基本特点；（4）了解多级放大路的概念，了解差分放大电路和互补对称功率放大电路的工作原理。重点：静态工作点的估算和微变等效法，静态工作点的稳定，射极输出器。难点：微变等效电路法，差分放大电路，功率放大电路。621、2、38.集成运算放大器8.1 放大电路中的负反馈；8.2 比例、加法、减法、积分、微分等运算电路。教学要求（1）了解集成运算放大器的基本组成；（2）理解负反馈，理想运算放大器；（3）掌握用运算放大器组成的比例、加法、减法运算电路的工作原理。重点：理解理想运算放大器的基本分析方法，比例、加法、减法运算电路的工作原理。难点：比例、加法、减法运算电路。41、2、39.门电路和组合逻辑电路9.1 与门、或门、非门、常见组合逻辑门；9.2 逻辑代数的基本运算法则；9.3 组合逻辑电路的分析和设计。教学要求（1）掌握与门、或门、非门、常见组合逻辑门的逻辑功能；（2）了解TTL集成与非门的电压传输特性和主要参数；（3）掌握逻辑代数的基本运算法则，掌握分析、综合（设计）简单的组合逻辑电路基本方法。重点：逻辑代数的基本运算法则，简单的组合逻辑电路分析与设计的基本方法。难点：TTL集成与非门。421、2、310.触发器和时序逻辑电路10.1 RS触发器，JK触发器，D触发器等双稳态触发器；10.2 集成555定时器、单稳态触发器和多谐振荡器。教学要求（1）掌握RS触发器，JK触发器,D触发器等双稳态触发器的逻辑功能；（2）了解集成555定时器的工作原理，用集成555定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理。重点：RS触发器，JK触发器，D触发器等双稳态触发器的逻辑功能。难点：单稳态触发器和多谐振荡器。41、2、3合计4082 .实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.戴维宁定理实验内容：验证戴维宁定理。实验要求：初步了解和学习常用直流电工仪器仪表的使用方法；学习直流电压、电流的测量方法；用实验数据验证戴维宁定理，加深对定理的理解。21、2、32.三相电路实验内容：（1）负载星形连接电路电压、电流的测量（2）负载三角形连接电路电压、电流的测量实验要求：（1）验证两种接法中线、相电压及线、相电流间的关系（2）理解三相四线制供电系统中中线的作用。21、2、33.晶体管放大电路实验内容：（1）共射极放大电路组成及连接；（2）共射极放大电路静态工作点测试（3）动态参数测试与分析实验要求：（1）对晶体管电大电路具备初步测量、分析和设计能力；（2）熟悉常用电工仪表的使用，具有分析检查与排除故障、解决和处理实验结果的能力21、2、34.基本门电路实验内容：基本门电路逻辑功能测试实验要求：（1）掌握基本门电路的基本使用方法；（2）掌握用实验的方法确定具体电路的真值表。21、2、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、大学MOOC等优质视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解电工学基本概念、基本理论与基本分析方法，掌握电机及继电控制、模拟电子技术和数字电子技术等典型电路的组成及工作原理，在此基础上具有初步的电子、电气系统设计、调整和维护能力。实验教学以学生操作为主，老师辅导为辅。老师着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证及综合实验内容的思路和方案设计等；简要介绍常用仪器设备的使用、维护方法以及安全操作规程，如何分析实验现象和处理数据；在实验前学生应复习并掌握与本实验相关的教学内容，认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守操作规程，认真观察实验现象并记录实验数据，实验结束后，要认真完成实验报告。六、课程资源1 .推荐教材：(1)史仪凯.电工电子技术(第三版)M.北京.科学出版社.2021.082 .参考书：(1)申凤琴电工电子技术基础(第3版)M.北京.机械工业出版社.2019年12月(2)邱关源.电路(第五版)M.北京.高等教育出版社.2006年5月(3) RobertBoylestad著(陈希有等译).电路分析导论M.北京.机械工业出版社.2014.103.期干小(1)电工技术学报,中国电工技术学会主办(2)电工电能新技术,中国科学院电工研究所主办(3)电测与仪表,中国仪器仪表学会电磁测量信息处理仪器分会主办(4) IEEETransactionsonlndustrialElectronics9US(5) IEEETransactionsonpowerElectronics,US4.网络资源：(1)爱课程网.(2)11rWR.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现12(1)根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。(2)以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。552实验12(1)根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；(2)每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。552(3)以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。作业16(1)主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；(2)每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。(3)以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。772期末考核60(1)期末考核方式为大作业，题型为分析计算和电路设计等。(2)期末考核大作业成绩100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。(3)主要考核电路的基本概念、基本定律、基本原理和基本分析方法；三相异步电动机的启动、调速、制动及继电控制电路组成及工作原理；模拟电子技术和数字电子技术的典型电路及应用等内容。30255合计：100分474211八、考核与成绩评定L考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核成绩为100分(权重60%),期末考核类型为大作业；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分(权重40%)；过程性考核和期末考核应涵盖教学内容的重点知识点。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x9090>x8080>x7070>x60x<60课堂表现30积极参与教学活动,踊跃回答问题,准确率大于90%o认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%o偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业40作业完整,思路清晰,准确率大于90%,字迹工整。作业完整，准确率大于80%,字迹工整。不交作业1次以内，准确率大于70%.不交作业2次以内，准确率大于60%.不交作业3次以上，准确率小于60%o实验预习认真，能够熟实验前有预习，能够掌握方法与步骤，实验操作过程正确、规范，遵规守纪、团结协作，实验结果正确、讨论适当实验前有预实验前有练掌握方法习，基本能预习，不能没有预习，与步骤，实够掌握方法掌握方法不能完成实验操作过程与步骤，实与步骤，实验；实验操实验30熟练、规范，验操作过程验操作过作步骤有遵规守纪、基本正确、程基本正误；实验结团结协作，无协作，实确，无协果不正确，实验结果详验结果基本作，实验结没有分析讨实、结论清正确，讨论果基本正论。晰、讨论合理一般确，无讨论