《電工與電子技術(shù)及實驗》課程教學(xué)大綱

《電工與電子技術(shù)及實驗》教學(xué)大綱課程編號：13180023英文名稱：ElectricandElectronicTechniqueandExperiment學(xué)分：2.5學(xué)時：總學(xué)時48學(xué)時，其中理論32學(xué)時，實踐16學(xué)時先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對象：新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第3學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程是新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課（必修），主要介紹電路的基本概念、基本定律及分析方法；單相正弦交流電路；三相電路；半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識；晶體管及基本放大電路；集成運算放大器及應(yīng)用；數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)；組合邏輯電路等內(nèi)容。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握電工電路和電子技術(shù)的基本概念、基本原理和基本分析方法，分析問題和解決問題的能力得到鍛煉和提高，初步具備電工電子技術(shù)工程人員的素質(zhì)，為深入學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事有關(guān)技術(shù)的實際工作打下基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1能夠運用電路基本原理，建立新能源材料與器件對象的模型，識別和表達與電能、電學(xué)特性等相關(guān)技術(shù)要素。課程目標(biāo)2能夠通過實驗設(shè)計，對開發(fā)的材料或器件的性能進行測試，驗證是否滿足特定需求，提出優(yōu)化措施。課程目標(biāo)3能夠借助文獻研究和電路基本原理，分析新能源材料與器件領(lǐng)域問題的復(fù)雜性并抽取關(guān)鍵特征，設(shè)計實驗方案。課程目標(biāo)4能夠結(jié)合新能源材料與器件復(fù)雜工程問題的背景和科學(xué)原理，理解電路實驗、技術(shù)、工具、資源在工程實踐中的局限性。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重2-2能夠運用力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、電學(xué)、材料學(xué)等工程基礎(chǔ)知識和科學(xué)基本原理，建立新能源材料與器件對象的模型，識別和表達相關(guān)技術(shù)要素課程目標(biāo)1H3-2能夠通過實驗設(shè)計，提出開發(fā)滿足特定需求的材料或器件，體現(xiàn)創(chuàng)新性課程目標(biāo)2L4-1能夠借助文獻研究和新能源材料與器件學(xué)科相關(guān)原理，分析問題域的復(fù)雜性并抽取關(guān)鍵特征，設(shè)計實驗方案課程目標(biāo)3H5-3能夠結(jié)合新能源材料與器件復(fù)雜工程問題的背景和科學(xué)原理，理解實驗、技術(shù)、工具、資源在新能源材料與器件工程實踐中的局限性。課程目標(biāo)4M（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點應(yīng)是一一對應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論教學(xué)序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1電路的基本概念和基本定理1.1電路和電路模型1.2電路的基本物理量1.3電阻、電感、電容元件及其特性1.4電源元件1.5基爾霍夫定律基本要求：(1)熟練掌握電流、電壓、電功率等基本物理量的概念；(2)熟練掌握電壓、電流參考方向及關(guān)聯(lián)參考方向與功率之間的關(guān)系；(3)熟練掌握電阻、電容、電感、電壓源、電流源等基本電路元件的性質(zhì)；(4)熟練掌握和使用歐姆定律，基爾霍夫定理，并能利用其解決一般的電路問題。重點：基爾霍夫定理難點：電壓、電流參考方向德育要求：科學(xué)精神2講授式討論式課程目標(biāo)12直流電阻性電路分析2.1電阻電路的等效變換2.2電源的等效變換2.3支路電流法2.4疊加定理2.5戴維南定理基本要求：(1)掌握等效變換的基本概念；(2)熟練掌握電阻串并聯(lián)等效變換，電壓源和電流源的等效變換；(3)掌握用支路電流法分析電路求解電路；(4)熟練掌握疊加原理、戴維南定理求解電路。重點：支路電流法難點：疊加定理德育要求：工匠精神2講授式練習(xí)式啟發(fā)式課程目標(biāo)13正弦交流電路分析3.1正弦交流電的基本概念3.2正弦交流電的三要素3.3正弦電量的相量表示法3.4單一參數(shù)正弦交流電路3.5電路基本定律的相量形式3.6簡單正弦交流電路的分析計算3.7正弦交流電路的功率基本要求：(1)了解正弦量的三要素及其相量法表示，R、L、C元件電壓與電流關(guān)系及相量表示；(2)理解單一參數(shù)的交流電路及電路基本定律的相量形式；(3)掌握阻抗的概念，掌握相量分析法，功率的概念及計算。重點：單一參數(shù)的交流電路分析難點：交流電壓、電流的向量計算德育要求：不畏困難、勇于創(chuàng)新4講授式討論式課程目標(biāo)14三相交流電路及其應(yīng)用4.1三相電源4.2三相電路負(fù)載的連接基本要求：(1)了解三相電源的產(chǎn)生和聯(lián)結(jié)。(2)掌握三相負(fù)載Y連接和D連接的特點和應(yīng)用。(3)掌握線電壓和相電壓，線電流和相電流的概念和關(guān)系。(4)了解中線的作用。重點：三相負(fù)載的連接方式難點：三相負(fù)載的連接方式德育要求：工程倫理4講授式討論式課程目標(biāo)1、2、35電動機、繼電-接觸器控制5.1電動機概述5.2三相異步電動機5.3常用控制電器5.4三相異步鼠籠型電動機的常用控制基本要求：(1)掌握三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用；(2)了解三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)；(3)了解常用的低壓控制電器及其應(yīng)用。(4)了解三相異步電動機的起?？刂萍罢崔D(zhuǎn)控制。重點：安全用電難點：三相異步電機的啟?？刂频掠螅阂?guī)范意識2講授式討論式課程目標(biāo)46半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用6.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識6.2半導(dǎo)體二極管基本要求：(1)了解半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識；(2)掌握二極管的應(yīng)用。重點：PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦噪y點：二極管電路分析德育要求：愛國精神、大國青年責(zé)任擔(dān)當(dāng)2講授式練習(xí)式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、2、37半導(dǎo)體三極管及其放大電路7.1雙極型晶體管基本要求：(1)掌握半導(dǎo)體三極管的外特性，了解其基本結(jié)構(gòu)和其主要參數(shù)；(2)了解基本共射極放大電路的組成、工作原理及分析方法。重點：三極管放大電路難點：三極管工作原理德育要求：規(guī)范意識4講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1、2、38集成運算放大器及其應(yīng)用10.1集成運算放大器簡介10.3運算放大電路基本要求：(1)掌握集成運算放大器的電壓傳輸特性及其主要參數(shù)的意義；(2)知曉反饋及負(fù)反饋的概念；(3)掌握運算放大器的基本分析方法。(4)熟練掌握用運算放大器組成的比例﹑加減﹑運算電路的工作原理；(5)了解積分、微分電路。重點：運算放大電路分析難點：負(fù)反饋電路分析德育要求：愛國精神4講授式討論式課程目標(biāo)1、2、39組合邏輯電路9.1數(shù)制與碼制9.2邏輯門電路基本要求：(1)了解什么是數(shù)字電路。(2)掌握數(shù)制(2,8,10,16)之間的相互轉(zhuǎn)換。(3)掌握與、或、非、與非門等基本邏輯及邏輯門。重點：邏輯門電路分析難點：數(shù)字轉(zhuǎn)換德育要求：工匠精神4講授式討論式課程目標(biāo)410時序邏輯電路的分析10.1基本RS觸發(fā)器10.2常見觸發(fā)器的動作特點基本要求：(1)了解時序邏輯電路的特征。(2)掌握基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和時序分析方法。(3)掌握D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的分析方法。重點：觸發(fā)器的基本概念難點：JK觸發(fā)器電路分析德育要求：耐心細(xì)致的工作精神4講授式討論式課程目標(biāo)1、2、3合計322.實驗教學(xué)序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1電路元件的伏安特性測定理想電流源的伏安特性；測定理想電壓源的伏安特性；測定實際電源的伏安特性；測定線性電阻的伏安特性；必修。2驗證課程目標(biāo)1、22常用電子儀器的使用和測量掌握示波器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源及毫伏表的正確使用方法；必修。2驗證課程目標(biāo)3、43電路基本定理研究驗證疊加原理、戴維南定理；必修。2驗證課程目標(biāo)14交流電參數(shù)的實驗測量日光燈的I、U和P，計算r、X和L；測電容和電阻的阻抗，計算r、C值；必修。2驗證課程目標(biāo)35三相電路研究（強電）測量星型連接各電壓和電流的值；測量三角形連接各電壓和電流的值；必修。2驗證課程目標(biāo)26單級放大電路測量放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真電壓；必修。2驗證課程目標(biāo)47基本運算放大電路反相比例運算；比例積分運算；反相比例加法運算；減法運算；必修。2綜合課程目標(biāo)2、3、48集成邏輯門電路測試與非門的邏輯功能；取任一“與非”門做電壓傳輸特性；觀察與非門控制特性；測試“或”門、“異或”門的邏輯功能；必修。2綜合課程目標(biāo)2、3、4合計16四、課程教學(xué)方法圍繞課程目標(biāo)和“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，以問題和進階項目為驅(qū)動，采用線上線下融合、虛實融合、“科教”融合以及思政內(nèi)容與專業(yè)知識有機融合的途徑，通過課內(nèi)理論教學(xué)、課內(nèi)實驗教學(xué)以及課外學(xué)習(xí)三個環(huán)節(jié)，促成課程目標(biāo)的達成。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時作業(yè)（包含線上、線下）成績、實驗和期末考試等組成，均按百分制計分，其中期末考試成績占60%、實驗成績占20%、平時成績占20%。2.課程目標(biāo)達成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）課程目標(biāo)4（分值）合計1平時成績1055202實驗05105203期末考試255201060課程目標(biāo)對應(yīng)分值3510352040（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析相關(guān)電路問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析相關(guān)電路問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對相關(guān)電路問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對相關(guān)電路問題進行識別、分析。2.實驗環(huán)節(jié)考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分課程論文(1)遵守實驗室紀(jì)律。(2)能夠按時完成實驗要求的功能，并有較強的創(chuàng)新意識。(3)電路設(shè)計方案合理，實驗數(shù)據(jù)分析清晰，報告符合規(guī)范。(1)遵守實驗室紀(jì)律。(2)能夠按時完成實驗基本要求的功能。(3)電路設(shè)計方案基本合理，實驗數(shù)據(jù)分析基本清晰，報告符合規(guī)范。(1)遵守實驗室紀(jì)律。(2)能夠按時完成實驗基本要求的功能。(3)電路設(shè)計方案基本合理，沒有實驗數(shù)據(jù)分析，報告基本符合規(guī)范。(1)遵守實驗室紀(jì)律。(2)不能按時完成實驗要求的功能。(3)電路設(shè)計方案不夠合理，沒有實驗數(shù)據(jù)分析，報告不符合規(guī)范。3.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計期末考核試題，綜合檢驗學(xué)生對課程相關(guān)知識的