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课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系

课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系

《电工电子学》课程教学大纲

一、基本信息

课程编号:03A03041

课程名称:电工电子学

英文名称: Electrical Engineering and Electronics

课程类型: □通识必修课 □通识核心课 □通识选修课 □学科基础课

■专业基础课 □专业必修课 □专业选修课 □实践环节

总学时:64

讲课学时:48

实验学时:16

学 分:3.5

适用对象:材料科学与工程 复合材料与工程 材料物理

课程负责人: 薛必翠 杨雪岩

二、课程的性质与作用

《电工电子学》是理工科非电类工科开设的一门技术基础课。其内容十分广泛,包括电工技术和电子技 术两部分。通过本课程的学习,使学生获得电工和电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能,了解 电工和电子技术的应用及发展概况,培养学生分析和解决实际问题的能力,培养创新精神。为学习后续课程 和专业课打好基础,进而使学生具有将电工和电子技术应用于本专业和发展本专业的一定能力。
三、教学目标

通过本课程的学习,使学生掌握电工、电子技术的基本理论、基本知识、基本技能。了解电工和电子技 术的应用和我国电工和电子事业发展的概况。掌握电路分析的基本理论和基本知识,提高分析电路的思维 能力与计算能力;掌握基本电子电路的组成、工作原理、性能特点、基本分析和工程计算方法。培养学生 综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。加强实验技能训练,学会正确使用常用的电子仪器、仪 表和设备,具备较强的动手能力和分析问题能力。

课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系

课程目标

毕业要求指标点

1、须具有

1.3 能够运用原理方程和工程

扎实的自然科 知识,针对材料生产过程中的单元

1、了解电工和电 子技术的应用和 我国电工和电子 事业发展的概况。


2、掌握电路分析的

基本理论和基本知

识,提高分析电路 的思维能力与计算 能力;掌握基本电 子电路的组成、工 作原理、性能特点、

3、培养学生综合运 用所学的知识分析 问题和解决问题的 能力。

基本分析和工程计

算方法。





4、加强实验技能训 练,学会正确使用常 用的电子仪器、仪表 和设备,具备较强的 动手能力和分析问 题能力。

学、工程基础和 装备进行复杂工程问题分析

专业知识,并能

够用于解决材



料类尤其是建

筑材料制备及

生产中的复杂

工程问题。

四、教学内容及要求
第一章:电路的基本概念、定律与分析方法 [教学目的与要求] 理解电路模型和理想电路元件、电压和电流参考方向的意义,掌握电路的基本定
律并能正确应用。了解电源的有载工作、开路和短路状态、了解电功率和额定值的意义。掌握分析与计算 直流电路中的各点电位的方法。掌握实际电源的两种模型及其等效变换,掌握用支路电流法、结点电压法、 叠加原理和戴维宁定理分析电路的方法。
[教学重点与难点] 重点:电位的计算、基尔霍夫定律、电路的分析方法。 难点:参考方向、等效的概念、戴维南定理。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主,采用实例分析法,讲授分析原理。 [授 课 内 容] 第一节 电路的基本概念 一、电路的基本组成及作用 二、电路模型 三、电流和电压的参考方向 四、电路中的功和功率
第二节 电路的基本元件 一、电阻元件 二、电容元件 三、电感元件 四、电源元件
第三节 电路的基本状态和电气设备的额定值 一、电路的基本状态 二、电气设备的额定值 第四节 电路中电位的概念及计算
第五节 基尔霍夫定律 一、基尔霍夫电流定律(KCL) 二、基尔霍夫电流定律(KVL)
第六节 电路的分析方法 一、电路的等效化简 二、支路电流分析方法

三、结点电压分析方法 四、叠加定理 五、戴维宁定理与诺顿定理 第七节 *受控电源 第二章 正弦交流电路 [教学目的与要求] 理解正弦交流电的三要素、相位差、有效值和相量表示法;理解电路基本定律的 相量形式和复数阻抗;掌握用相量法计算简单正弦交流电路,了解瞬时功率的概念,理解和掌握有功功率、 功率因数的概念和计算;了解无功功率、视在功率的概念,了解提高功率因数的方法和经济意义及交流电 路的频率特性。 [教学重点与难点] 重点:正弦交流电的相量表示法、一般正弦交流电路的分析计算方法、有功功率和 功
率因数的概念及计算。 难点:正弦量和相量的关系、无功功率的概念、串并联谐振。 [授 课 方 法] 以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。 [授 课 内 容] 第一节 正弦交流电的基本概念 第二节 正弦量的相量表示法 第三节 单一参数的正弦交流电路 一、电阻元件的正弦交流电路 二、电容元件的正弦交流电路 三、电感元件的正弦交流电路 第四节 R、L、C 串联的正弦交流电路 一、电压与电流 二、功率 第五节 正弦交流电路的分析 一、阻抗的串联与并联 二、一般正弦交流电路的分析与运算 第六节 功率因数的提高 第七节 电路的谐振 一、串联谐振 二、并联谐振 第三章 三相正弦交流电路 [教学目的与要求] 掌握三相电路中电源及负载的正确联结与特点,了解中线的作用,掌握对称三相 交流电路电压、电流和功率的计算。 [教学重点与难点] 重点:三相交流电路电压、电流和功率的计算。

难点:相电流、线电流、相电压、线电压概念及关系。 [授 课 方 法] 以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。 [授 课 内 容] 第一节 三相电源 一、对称三相电源 二、三相电源的联结
第二节 三相负载的联接 一、负载的星形联接(Y 接) 二、负载的三角形联接(△接) 第三节 三相电路的功率 第四章 电路的暂态分析 [教学目的与要求] 理解电路的暂态和稳态的概念,以及时间常数的物理意义,掌握一阶线性电路暂 态分析的三要素法。 [教学重点与难点] 重点:换路定则、一阶线性电路暂态分析的三要素法。
难点:初始值的求解。 [授 课 方 法] 采用逐步深入综合分析的授课方法。 [授 课 内 容] 第一节 换路定则与电压和电流初始值的确定 第二节 RC 电路的响应
一、RC 电路的零输入响应 二、RC 电路的零状态响应 三、RC 电路的全响应 第三节 一阶线性电路暂态分析的三要素法 第四节 RL 电路的响应
电子技术部分
第一章 半导体分立器件及其基本电路 [教学目的与要求] 掌握 PN 结的单向导电性,了解二极管、稳压管、半导体三极管的基本结构,工作
原理和主要特性曲线,理解主要参数的意义。理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理,掌握静态 工作点的估算,掌握微变等效电路的分析法。理解射极输出器的基本特点。了解多级放大器的级间耦合方 式。
[教学重点与难点] 重点:二极管的单向导电性及应用、放大电路的静态和动态分析。 难点:载流子的运动、微变等效电路的分析。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主,EWB 仿真演示为辅。 [授 课 内 容] 第一节 半导体的基本知识与 PN 结

一、半导体的基本知识

二、PN 结及其单向导电性

第二节 半导体二极管及其应用电路

一、半导体二极管

二、二极管应用电路

三、特殊二极管

第三节 放大电路的基本概念及其性能指标

一、放大电路的基本概念

二、放大电路的性能指标

第四节 三极管及其放大电路

一、三极管

二、共发射极放大电路

三、射极输出器

第五节 *场效应管及其放大电路

一、绝缘栅型场效应管

二、共源极放大电路

三、源极输出器

第六节 多级放大电路

第二章 模拟集成电路及应用 [教学目的与要求] 了解集成运放的基本概念、电压传输特性和主要参数;理解反馈的概念,了解反
馈的类型;了解负反馈对放大电路性能的影响;掌握理想运放的基本分析方法,理解集成运放组成的比例 运算、 加法运算、 减法运算、 积分运算和微分运算电路的工作原理;了解单门限电压比较器的工作原理。

[教学重点与难点] 重点:理想运算放大器的基本分析方法、集成运算放大器在运算和处理信号的应

用。

难点:反馈的极性和类型判断、理想运放虚短和虚断的概念。

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主,EWB 仿真演示为辅。

[授 课 内 容]

第一节 集成运算放大器

一、集成运算放大器的组成

二、集成运算放大器的符号和参数

三、集成运算放大器的电压传输特性、理想模型和分析依据

第二节 放大电路中的负反馈

一、反馈的基本概念

二、反馈放大电路的分类及判别

三、负反馈放大电路的四种组态

四、负反馈放大电路性能的影响

第三节 集成运算放大器的线性应用 一、比例运算放大器 二、加法运算放大器 三、减法运算放大器 四、积分运算放大器 五、微分运算放大器 第四节 *集成运算放大器的非线性应用 一、单门限电压比较器 二、迟滞比较器 第五节 模拟集成乘法器及其应用 一、除法运算电路 二、平方根运算电路 第六节 *模拟集成功率放大器及其应用 一、功率放大电路的分类 二、互补对称功率放大电路 三、集成功率放大器 第三章 *数字电路基础 [教学目的与要求] 掌握与门、或门、非门、与非门、异或门的逻辑功能,了解 TTL 集成与非门的电 压传输特性和主要参数,了解三态门的概念和作用。掌握逻辑函数的化简方法和表示方法。 [教学重点与难点] 重点:常见门电路的逻辑功能、逻辑函数的化简、逻辑函数的表示方法。
难点:TTL 门电路的工作原理及参数。 [授 课 方 法] 以课堂讲授为主。 [授 课 内 容] 第一节 逻辑运算和逻辑函数的化简
一、 概述 二、 基本逻辑运算和逻辑门 三、 逻辑代数基本运算规则和基本定律 四、 逻辑函数的表示方法 五、 逻辑函数的化简 第二节 集成逻辑门 一、TTL 与非门电路 二、CMOS 门电路 三、三态门 四、使用集成门注意事项 第四章 *组合逻辑电路

[教学目的与要求] 掌握组合逻辑电路的分析与设计方法,掌握编码器、译码器、数据选择器、加法 器的逻辑功能及常用中规模电路的使用。
[教学重点与难点] 重点:组合逻辑电路的分析与设计、常用组合逻辑电路。 难点:编码器、译码器、数据选择器、加法器等常用中规模电路的使用。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主,课下 EWB 仿真学习为辅。 [授 课 内 容] 第一节 组合逻辑电路的分析 第二节 组合逻辑电路的设计 第三节 常用集成组合逻辑电路及其应用 第四节 综合应用举例 一、交通信号灯故障检测电路 二、压力、温度分时显示电路 第五章 *时序逻辑电路 [教学目的与要求] 掌握 R-S 触发器,JK 触发器和 D 触发器的逻辑功能,理解数码寄存器和移位寄存 器的工作原理,掌握时序电路的分析方法及任意进制计数器的设计方法,了解半导体存储器的工作原理。 [教学重点与难点] 重点:R-S 触发器,JK 触发器和 D 触发器的逻辑功能,时序电路的分析、N 进制计 数器的设计。
难点:时序电路的分析的分析。 [授 课 方 法] 以课堂讲授为主,EWB 仿真演示为辅。 [授 课 内 容] 第一节 集成触发器 一、R-S 触发器 二、J-K 触发器 三、D 触发器 四、触发器应用举例 第二节 常用时序逻辑电路 一、寄存器 二、计数器 第三节 半导体存储器 一、只读存储器 二、随机存储器 第四节 综合应用举例
五、实践环节
本课程为专业必修课,实验演示性实验为主。目的是使学生对无机非金属材料生产中的机械设备和热

工设备类型、构造、工作原理、工作参数及性能、用途有全面、系统和深入的理解,熟悉无机非金属材料 生产设备设计和使用的知识,了解无机非金属材料生产设备的现状及发展趋势;并为后续生产实践和科学 实验过程中进行设备选型、使用和维护奠定理论和技术基础。共安排 2 个实验,总学时 16 学时,在专业实 验中统一安排。

六、课外习题及课程讨论
为达到本课程的教学基本要求,课外练习题不少于 50 题。每章结束后应布置作业,作业要求规范整洁, 教师要认真批阅,共性的错误下堂课订正。学生必须按时交作业,作为学生平时成绩的依据之一,三次不 交作业者不允许参加考试。
课程讨论穿插在讲课之中进行。
七、教学方法与手段
本课程为专业基础课。教学以课堂讲解为主要,讨论为辅,使学生获得电工和电子技术必要的基本理 论、基本知识和基本技能,了解电工和电子技术的应用及发展概况,培养学生分析和解决实际问题的能力, 培养创新精神。为学习后续课程和专业课打好基础,进而使学生具有将电工和电子技术应用于本专业和发 展本专业的一定能力。任课教师必须熟悉本学时的教学大纲及基本要求,并严格按照教学日历进行课堂教 学,不准随意改动。
主讲教师上课前必须有教案,并做到认真备课、精心讲授、努力钻研。
八、创新创业教育的内容和措施
如:实验技能训练环节。学会正确使用常用的电子仪器、仪表和设备,具备较强的动手能力和分析问 题能力。掌握基本电子电路的组成、工作原理、性能特点、基本分析和工程计算方法。培养学生综合运用 所学的知识分析问题和解决问题的能力。

九、各教学环节学时分配

章节 电路的基本概念、定律与分
析方法 正弦交流电路
三相正弦交流电路
电路的暂态分析 半导体分立器件及其基本
电路 模拟集成电路及应用
数字电路基础
时序逻辑电路

讲课 16 12 6 4 10 8
2

习题课 讨论课

实验
5 3 4 4

合计 对应的课程目标

16

目标 1、2、3

12

目标 1、2、4

6

目标 2、4

4

目标 1、4

15

目标 1、2、3

11

目标 1、4

4

目标 1、3、4

6

目标 1、3

合计

48

16

64

十、考核方式
考核方式为平时考核与期末考试相结合方式进行。平时考核包括学生上课、讨论、作业等,占总成绩 的 20%-40%。期末考试一般采用闭卷形式,卷面成绩 100 分,占总成绩的 60%-80%。详见《电工电子学》 考试大纲。
考试试题由课程组组织命题小组统一命题,流水阅卷,统一和分,成绩不合格者统一审核处理。 考试前,按学校的统一安排时间进行辅导、答疑,不准划范围,指重点。
十一、推荐教材和教学参考书
1. 教材 杨雪岩,刘润华主编,《电工学》(上、下册),石油大学出版社,2010 年。 实验教材:孟祥霓主编,《电工电子一体化实验教程》,石油大学出版社,2011 年。
2. 主要参考书 1、秦曾煌主编,《电工学》(上、下册)第五版,高等教育出版社,1999 年。 2、邱关源主编,《电路》,第五版,高等教育出版社,2006 年。 3、童诗白主编,《模拟电子技术基础》,第四版,高等教育出版社,2006 年。 4、阎石主编,《数字电子技术基础》,第五版,高等教育出版社,2006 年。


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