《電介質(zhì)物理A》教學(xué)大綱

《電介質(zhì)物理A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：21130091課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時：48學(xué)時（理論48學(xué)時）先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、大學(xué)物理等后續(xù)課程：電纜及光纜材料、電纜工藝原理及應(yīng)用、電氣絕緣測試及診斷技術(shù)等適用專業(yè)：電纜工程開課單位：電纜工程學(xué)院一、課程說明《電介質(zhì)物理A》是電纜工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課。本課程主要講授電介質(zhì)四大基本參數(shù)及其物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握電纜工程中所需電介質(zhì)物理的基本理論、基本知識和基本技能，為后續(xù)課程奠定必要的理論基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識的深入學(xué)習(xí)，強調(diào)培養(yǎng)運用基礎(chǔ)理論知識解決生產(chǎn)實際問題的能力，兼顧新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強能力”的人才。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握直流和交流下電介質(zhì)的宏觀與微觀極化機(jī)理及理論、電介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿理論，能夠利用這些理論分析電纜制造與運行中所遇到的問題；能夠?qū)﹄娎|工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題所涉及的各類物理現(xiàn)象、原理、結(jié)構(gòu)、運行特性進(jìn)行實驗研究和驗證。課程目標(biāo)2：能正確運用電介質(zhì)物理中理論知識指導(dǎo)電纜制造中材料與結(jié)構(gòu)的選擇等知識分析工程需求，了解電纜絕緣的影響因素，能夠選擇合適的絕緣材料與結(jié)構(gòu)，并能夠設(shè)計或改進(jìn)電纜制造中工藝參數(shù)；運用電纜工程相關(guān)的電介質(zhì)理論、電氣絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計原理以及光纖光纜檢測技術(shù)等專業(yè)知識，解決電纜工程絕緣中的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)3：理解電纜有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；控制電纜質(zhì)量使產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策；通過電介質(zhì)物理學(xué)習(xí)，使得學(xué)生對電介質(zhì)物理發(fā)展歷程有了全面了解，使得學(xué)生清楚掌握我國在該領(lǐng)域的研究所處的地位，樹立科學(xué)的發(fā)展榮辱觀，為助推該學(xué)科在國際上聲譽提升明確自己的責(zé)任感和使命感。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電介質(zhì)物理A》課程教學(xué)目標(biāo)對電纜工程畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.1掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的基礎(chǔ)知識，領(lǐng)會數(shù)學(xué)、自然科學(xué)的重要思想和思維方法，理解工程問題的數(shù)理本質(zhì)及其表述方法。課程目標(biāo)1：掌握直流和交流下電介質(zhì)的宏觀與微觀極化機(jī)理及理論、電介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿理論，能夠利用這些理論分析電纜制造與運行中所遇到的問題。H2.問題分析2.3能夠根據(jù)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，并結(jié)合文獻(xiàn)研究，比較不同的解決方案，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2：能正確運用電介質(zhì)物理中理論知識指導(dǎo)電纜制造中材料與結(jié)構(gòu)的選擇等知識分析工程需求，了解電纜絕緣的影響因素，能夠選擇合適的絕緣材料與結(jié)構(gòu)，并能夠設(shè)計或改進(jìn)電纜制造中工藝參數(shù)；運用電纜工程相關(guān)的電介質(zhì)理論、電氣絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計原理以及光纖光纜檢測技術(shù)等專業(yè)知識，解決電纜工程絕緣中的復(fù)雜工程問題。H4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對電纜工程領(lǐng)域相關(guān)的復(fù)雜問題選擇研究路線，設(shè)計實驗方案。課程目標(biāo)1：能夠?qū)﹄娎|工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題所涉及的各類物理現(xiàn)象、原理、結(jié)構(gòu)、運行特性進(jìn)行實驗研究和驗證。H6.工程與社會6.1了解產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)和現(xiàn)代企業(yè)管理體系，熟悉電纜工程領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。課程目標(biāo)3：理解電纜有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；控制電纜質(zhì)量使產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策；通過電介質(zhì)物理學(xué)習(xí)，使得學(xué)生對電介質(zhì)物理發(fā)展歷程有了全面了解，使得學(xué)生清楚掌握我國在該領(lǐng)域的研究所處的地位，樹立科學(xué)的發(fā)展榮辱觀，為助推該學(xué)科在國際上聲譽提升明確自己的責(zé)任感和使命感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)課程目標(biāo)1.靜電場基本定律和在恒定電場下電介質(zhì)的極化1.1靜電場基本理論1.2電介質(zhì)的分類1.3克勞休斯方程和分子極化率1.4電介質(zhì)的有效電場和克勞修斯-莫索締方程1.5鐵電體教學(xué)要求：理解電介質(zhì)極化基本概念，掌握電介質(zhì)極化理論；熟悉各類物質(zhì)的極化特征與極化行為。重點：庫倫定律；高斯定理；電介質(zhì)極化和極化強度；莫索締有效電場和克勞修斯-莫索締方程。難點：電介質(zhì)極化理論方程。101、2、32.在交變電場作用下的介質(zhì)極化和介質(zhì)損耗2.1極化的建立過程和吸收電流復(fù)介電常數(shù)2.2交變電場下電介質(zhì)的損耗2.3復(fù)介電常數(shù)與柯爾-柯爾圖2.4松弛時間的分布2.5氣體電介質(zhì)的損耗2.6液體電介質(zhì)的損耗2.7固體電介質(zhì)的損耗2.8不均勻電介質(zhì)的界面極化和損耗2.9電介質(zhì)在光頻范圍的色散和吸收教學(xué)要求：了解交變電場下極化基本概念和基本規(guī)律；理解極化過程；熟悉介電常數(shù)、介電損耗以及介電松弛過程。重點：交變電場下電介質(zhì)極化行為與表征參數(shù)。難點：電介質(zhì)的動態(tài)極化機(jī)理。161、2、33.電介質(zhì)的電導(dǎo)3.1概述3.2氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)3.3液體電介質(zhì)的電導(dǎo)3.4固體電介質(zhì)的電導(dǎo)3.5固體電介質(zhì)的表面電導(dǎo)教學(xué)要求：了解導(dǎo)電能帶理論；理解電介質(zhì)電導(dǎo)的特征；理解電導(dǎo)與溫度、雜質(zhì)的關(guān)系。重點：電介質(zhì)電導(dǎo)基礎(chǔ)知識。難點：電介質(zhì)載流子濃度與遷移率影響機(jī)理。101、2、34.電介質(zhì)的擊穿4.1概述4.2氣體電介質(zhì)的擊穿4.3液體電介質(zhì)的擊穿4.4固體電介質(zhì)的擊穿教學(xué)要求：了解老化過程與分類；理解電樹的形成過程與特征；理解固體電擊穿的物理行為。重點：電老化過程與機(jī)理。難點：固體電擊穿的基礎(chǔ)理論。121、2、3合計48五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、習(xí)題講解、視頻資源等教學(xué)手段，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力，完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。六、課程資源1.推薦教材自編講義。2.參考書（1）金維芳.電介質(zhì)物理講義[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2007.（2）陳季丹,劉子玉.電介質(zhì)物理[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2011.（3）張良瑩,姚熹.電介質(zhì)物理[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2000.（4）尹之文.電介質(zhì)物理學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,2003.（5）KwanChiKao.DielectricPhenomenainSolids[M].Elsevler,2004.3.期刊（1）高電壓技術(shù),國家高電壓計量站、中國電機(jī)工程學(xué)會.（2）絕緣材料,桂林電器科學(xué)研究所.（3）J.Phy.DAppl.Phys.,IOPPublishingLtd.（4）Appl.Phys.Lett.,AmericanInstituteofPhysics.（5）物理學(xué)報,中國科學(xué)院物理研究所、中國物理學(xué)會.4.網(wǎng)絡(luò)資源（1）中國大學(xué)視頻公開課：/course/XJTU-1463199167?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_.（2）電子科技大學(xué)：/wlxt/course.aspx?courseid=0971.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)1234過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭獭?322作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭獭?662章節(jié)測試10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭獭?322期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核直流和交流下電介質(zhì)的宏觀與微觀極化機(jī)理及理論、電介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿理論等內(nèi)容及學(xué)生綜合應(yīng)用、分析等能力；（3）考試題型為：選擇題、填空題、論述題、計算和分析題等?！獭獭?0201010合計：100分32322016八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、章節(jié)測試、期末考試等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為選擇題、填空題、論述題、計算和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能分值不超過50%，綜合應(yīng)用知識分值不低于50%；課堂表現(xiàn)、作業(yè)、章節(jié)測試等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25筆記完整，積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，