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电工电子技术

省级一流课程线上线下混合式课程2021

课程主讲人:

康迎曦

开课对象:

工科非电专业的学生

课程分类:

专业基础课

所属学科大类/专业类:

工学-电气类

课程地址:

https://mooc1-1.chaoxing.com/mycourse/teachercourse?moocId=201720381&clazzid=52122432
  • 课程简介
  • 教学大纲
  • 教学团队
  • 教学成果
  • 教学资源
1.课程性质
《电工电子技术》是工科非电类专业(机械、材料、机电、数控、纺织、化工、建筑等)教学中必不可少的一门重要基础课程,他的任务在于培养学生科学思维能力、创新能力,树立理论联系实际工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力,提高综合素质。课程具有基础性、工程性、应用性和先进性的特点。
2.课程作用
学生通过理论学习,可了解电工、电子技术的发展情况,获得一定的电工电子基础知识,对建立一个实际电系统所涉及的技术要点和技术难点有所理解和掌握,从而满足高新科技飞速发展社会的需要。
通过实验和实训课程,使学生养成索取知识、处理事情和适应环境的良好习惯,建立一定的工程意识,进而强化学习自信心和培养自己的动手能力,初步掌握工程技术人员必须具备的基本技能,为学习后续课程和专业课打好基础,也为今后从事工程技术和科技工作打下一定的基础。
3.课程内容
电工电子技术包括电工技术和电子技术两大部分,主要内容包括:直流电路、交流电路、三相电路、电机与电器控制、半导体器件、放大电路、数字逻辑电路等。
见附件



课程简介:

1.课程性质

《电工电子技术》是工科非电类专业(机械、材料、机电、数控、纺织、化工、建筑等)教学中必不可少的一门重要基础课程,他的任务在于培养学生科学思维能力、创新能力,树立理论联系实际工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力,提高综合素质。课程具有基础性、工程性、应用性和先进性的特点。


2.课程作用

学生通过理论学习,可了解电工、电子技术的发展情况,获得一定的电工电子基础知识,对建立一个实际电系统所涉及的技术要点和技术难点有所理解和掌握,从而满足高新科技飞速发展社会的需要。

通过实验和实训课程,使学生养成索取知识、处理事情和适应环境的良好习惯,建立一定的工程意识,进而强化学习自信心和培养自己的动手能力,初步掌握工程技术人员必须具备的基本技能,为学习后续课程和专业课打好基础,也为今后从事工程技术和科技工作打下一定的基础。


3.课程内容

电工电子技术包括电工技术和电子技术两大部分,主要内容包括:直流电路、交流电路、三相电路、电机与电器控制、半导体器件、放大电路、数字逻辑电路等。


课程教学大纲:


一、课程基本情况、教学内容、教学策略及课程目标

课程编号 0102903 课程名称 电工电子技术
Electrical and Electronic Engineering
课程基本情况 学分/学时 3.5学分/56学时(其中,讲授46学时,实验10学时)
课程性质 专业基础课
适用专业 机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程
先修课程 高等数学、大学物理
评价方式 集中考核60%、过程考核40%(其中:课堂表现和课后作业10%、实验操作10%、实验报告10%、课后在线学习10%
后继课程 机电控制、微机原理
开课单位 电气与信息工程学院
课程负责人 康迎曦
团队成员 李朝建、胡爱明、向道朴、曾刚燕
教材及参考书 《电工学》(第4版),唐介主编,高等教育出版社,20147月;《电工学》上下册(第七版),秦曾煌主编,高等教育出版社,20095月。ƒ《电工学实验指导》,李立主编,高等教育出版社,20057月。
课程简介 电工电子技术是工科高等院校为各类非电专业开设的专业基础课程,教学基本内容分为四个模块:电路分析基础、电机与电器控制技术、模拟电子技术基础、数字电子技术基础。本课程在培养应用型机械工程类高级工程技术人才的体系中,对于增强学生在机电控制及自动化领域工作的适应性、培养其相关技术的应用的能力,具有重要的作用。
课程目标、权重 课程目标 权重(∑=1
1. 全面地了解电工电子技术的基本知识与核心技术,并具备相关基础电路的分析和计算能力。 0.4
2. 掌握直流电路、交流电路、三相电路、电机与电器、模拟电子技术和数字电子技术的基础知识,并具备运用相关知识解决实际电路问题的能力。 0.4
3. 掌握电工和电子技术的实验方法和测试手段,了解现代测量仪器仪表的使用,具有各类电路的功能实现和测试实验技能。 0.2
思政目标 1、结合电工电子技术的四大模块的理论知识学习,引导学生了解科技发展史,了解国国情,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。2、结合实验教学和学生动手操作,培养逻辑判断、辩证思考的能力和不畏艰辛、勇于探索的科学精神,培养学生精益求精的大国工匠精神。3、结合工程实际、社会实践,培养学生在电工电子相关领域内持续学习,追求卓越的精神,树立创新意识,担当意识,形成良好职业素养、职业伦理。
课程目标与毕业要求的支撑关系
面向专业 毕业要求 课程目标
机械设计 1.2具有力学、电工电子等工程基础知识,并能应用于解决机械工程问题的力学、结构、控制等问题。 12
材料成型 1.2能够将力学、电工电子等工程基础知识用于解决材料成形中的力学、结构、控制等问题。
机械设计 4.4能够对实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论。 3
材料成型 4.4能够对实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论。
教学内容、教学目标、学时、教学策略、课程目标 序号 内容 学时 课程目标 思政元素融入路径
1 教学内容:课程的性质、作用及发展现状;课程的主要内容及学习方法;课程的考核等。教学目标:认识课程学习的性质、任务与作用;思考课程内容与社会发展的关联;熟悉课程的学习方法与考核方法等。教学策略:讲授、交流、问题引导。 2 1 课内:观看中国5G信号登顶珠穆朗玛峰的视频,弘扬爱国情怀;课后:讨论中国电气发展里程碑事件。
2 教学内容:电路的作用和组成;电路的基本物理量及其参考方向;理想电路元件;基尔霍夫定律;电路分析的方法:支路电流法;叠加定理;等效电源定理。教学目标:了解直流电路的相关概念,掌握直流电路的分析和计算方法。教学策略:讲授、实例讲解、案例分析。 8 1 课内:介绍欧姆、基尔霍夫等著名科学家的典型事迹与励志故事;课后:读名家故事 悟科技力量,并线上分享。
3 课程实验:电位测量与电路故障分析。教学目标:熟悉电工实验台和电工仪表的使用、掌握直流电路的连接方法和电路故障的分析;教学策略:课前预习、讲解提示、实验操作、总结提高。 2 3 电路连接过程中培养学生耐心、细致的工作态度,强调团队协作精神,
4 课程实验:叠加定律。教学目标: 熟练的连接直流电路,掌握直流电路中的电压和电流的测量方法,通过实验结论验证基尔霍夫定律和叠加定理教学策略:课前预习、讲解提示、实验操作、总结提高。 2 3 验证叠加定理过程中,培养学生仔细观察、发现问题的能力,培养精益求精的工作态度。
5 教学内容:正弦交流电的基本概念;正弦交流电的相量表示法;单一参数交流电路;串联交流电路;并联交流电路;交流电路的功率和功率因素。教学目标:理解正弦交流电的概念,掌握相量法、串并联交流电路的分析和计算方法。教学策略:讲授、问题引导、实例分析。 8 12 1.介绍家用电的计费准则和盗电案例;2.让学生了解阶梯式电价是为了提高用电效率,促使节约用电。
6 教学内容:三相电源;负载星形联结的三相电路;负载三角形联结的三相电路;三相功率;电力系统和安全用电。教学目标:了解电力系统和安全用电的基本知识;理解三相电路的概念,掌握负载星形联结和负载三角形联结的三相电路的分析和计算,熟悉三相功率的计算。教学策略:讲授、问题引导、实例分析。 4 2 1.介绍中国特高压输电工程,提出2025中国制造强国战略,传承大国工匠精神;2.故障案例分析,学习安全用电知识。
7 课程实验:三相电路中电压和电流的测量教学目标: 熟练的连接三相电路,掌握交流电路的电压和电流的测量方法,通过实验结论分析三相电路中相电流、线电流、相电压、线电压之间的关系,了解安全用电常识教学策略:课前预习、讲解提示、实验操作、总结提高。 2 3 在三相电路的连接和测量数据的过程中注意自身安全的同时也要注意他人安全,防范风险发生。
8 教学内容:三相异步电动机和电气自动控制。教学目标:了解三相异步电动机的基本结构和工作原理,常用的手动和自动控制电器;熟悉三相异步电动机的铭牌数据、起动和调速,熟悉自动起停控制的工作原理。教学策略:讲授、问题引导、应用拓展。 2 2 1.播放世界上最先进电机生产线视频,展示世界先进科技。2.将工程师价值观和工程伦理教育寓于实践之中。
9 教学内容:半导体的导电特性;PN结及其单向导电性;半导体二极管二极管;直流稳压电源。教学目标:了解半导体的基础知识,掌握半导体二极管的分析和使用方法,直流稳压电源的组成和各部分电路的功能。教学策略:讲授、问题引导、案例分析。 4 2 1.介绍世界上最小的二极管,感慨科技进步的同时,激发学生的学习动力和创新意识。2.讨论超导材料领域大国间的竞争,说明我国已跻身强国行列。
10 教学内容:晶体管;共发射级放大电路的组成;放大电路的静态分析和动态分析;静态工作点的稳定;差分放大电路;互补对称功率放大电路。教学目标:了解放大电路的组成、静态和动态分析,掌握晶体管的结构、功能、基本参数、分析和使用方法。教学策略:讲授、问题引导、应用拓展。 4 2 讲解科学技术的发展不是轻而易举的,需要付出辛勤的劳动,探索的道路上没有捷径可走;
11 课程实验:晶体管单管放大电路教学目标: 熟练的连接基本放大电路电路,掌握基本电子仪器的使用方法,测量放大电路的静态工作点,电压放大倍数和观察失真波形教学策略:课前预习、讲解提示、实验操作、总结提高。 2 3 实验数据记录应该自己完成、考核过程中诚信等。
12 教学内容:集成运算放大器的概述;反馈的基本概念;集成运算放大器在运算方面的应用;集成运算放大器在信号处理方面的应用。教学目标:了解集成运算放大器的基本电路组成、符号、使用方法;熟悉反馈的基本概念和判断反馈的基本方法;掌握基本运算电路的分析和计算方法。教学策略:讲授、问题引导、应用拓展。 6 12 介绍中国的集成技术的发展现状;引导学生要全面发展,掌握多种技能。
13 教学内容:基本逻辑门电路、逻辑代数运算法则;集成门电路;组合逻辑电路的分析和设计;加法器;编码器;译码和数字显示器;触发器、时序逻辑电路。教学目标:了解数字电路的相关概念和基本电路,熟悉组合逻辑电路的分析和设计方法。教学策略:讲授、问题引导、应用拓展。 8 2 1.介绍数字电路的最新科技:超级计算机、光量子计算机、量子卫星等说明中国取得的巨大的进步,从追赶者变为领先者;2.讲解组合逻辑电路的分析和设计时,引出团队合作精神。

14 课程实验:逻辑门电路的功能测试。教学目标:熟悉数字电路的连接方法,通过测量与非门、或门、异或门电路的功能来判别集成芯片的好坏;教学策略:课前预习、讲解提示、实验操作、总结提高。 2 3 讲解常用的集成计数芯片的功能时,引入华为芯片事件。了解“中国芯”从无到有,锲而不舍,自主创新的历程,厚值爱国主义情怀
教学方法 本课程采用以“理论教学”为主、辅以“结合实际和案例教学”的教学方法,突出工程实践的应用能力和创新能力的培养。采用立体化教学手段,由线上自学、课堂教学、课外作业、实验操作等共同实施,提高教学效率,提高学生的学习自主性和独立工作的能力。结合专业特点,因材施教。本课程是一门实践性很强的课程,需要通过实验来巩固理论知识。针对机械工程及相关领域的人才培养目标和毕业能力培养标准的基本要求,开设相关的电工电子实验。实验采取小班上课形式,以教师讲授、示范为辅,指导学生主动探索为主的实验教学方法。
其它说明 课程教学分课内与课外两部分:课内教学:课堂理论教学、实验教学。课外学习:课程作业、课后在线学习。

二、课程考核与评价

课程考核是以考核学生课程目标的达成为主要目的,以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容,包括过程考核和集中考核两部分,过程考核包括课堂表现、课后作业、实验操作、实验报告、在线学习等环节,集中考核为期末考试环节。相应地,课程总评成绩由过程考核成绩和集中考核成绩两部分加权而成,过程考核成绩、集中考核成绩及总评成绩均为百分制。

本课程考核采用成绩分析法和评分表分析法相结合的评价方法。对于集中考核采用成绩分析法;对于过程考核采用评分表分析法。

本课程考核分为两个部分:①集中考核(60%),以期末考试试卷成绩进行考核;②过程考核(40%),以课堂表现和课后作业(10%)、课后在线学习(10%)、实验操作(10%)、实验报告(10%)四个部分进行考核。课程考核内容、评价方式及成绩评定与毕业要求指标点、课程培养目标的对应关系如表1 所示。

1 《电工电子技术》课程考核内容、评价方式及成绩评定

课程目标

课程考核内容、评价方式及成绩评定

成绩比例(%

期末试卷

课后在线学习

实验操作

实验报告

课堂表现和课后作业

课程目标1

30

5



5

40

课程目标2

30

5



5

40

课程目标3



10

10


20

考核项目及比例

60

10

10

10

10

100

1.过程考核(课后在线学习、课堂表现和课后作业、实验操作、实验报告)采用评分表分析法

1)课后作业按照百分制评分,取支撑相应课程目标各次作业成绩的平均值作为此环节的成绩,然后按照10%进行折算,考核评分表如表2所示。

2 《电工电子技术》课后在线学习课程目标考核评分表

课程目标

评分

059

6069

7079

8089

90100

1. 全面地了解电工电子技术的基本知识与核心技术,并具备相关基础电路的分析和计算能力。

对基础知识的掌握不够全面,不能将相关知识联系在一起,不能完成课后在线学习内容。

能够掌握相关的基础知识,并会分析和计算基本的电工电子电路,完成了基本课后在线学习内容。

能够基本掌握相关的基础知识,并会分析和计算基本的电工电子电路,能够完成课后在线学习内容,但不够正确、全面。

能够较好地掌握相关基础知识,正确的分析和计算的电工电子电路,能够较为正确、全面地完成课后在线学习内容。

能够全面地掌握电工电子技术的基础知识,能够正确的分析和计算各类电工电子电路,能够正确、全面地完成课后在线学习内容。

2. 掌握直流电路、交流电路、三相电路、电机与电器、模拟电子技术和数字电子技术的基础知识,并具备运用相关知识解决实际电路问题的能力。

对基础知识的掌握不够全面,不能应用相关知识解决实际电路问题,不能完成课后在线学习内容。

能够掌握相关的基础知识,并应用相关知识解决基本的实际电路问题,完成了基本课后在线学习内容。

能够基本掌握相关的基础知识,并应用相关知识解决的实际电路问题,能够完成课后在线学习内容,但不够正确、全面。

能够较好地掌握相关基础知识,并正确的应用相关知识解决的实际电路问题,能够较为正确、全面地完成课后在线学习内容。

能够全面地掌握电工电子技术的基础知识,能够正确的应用相关知识解决的实际电路问题,能够正确、全面地完成课后在线学习内容。

2)课堂表现和课后作业按照百分制评分,取支撑相应课程目标课堂测验成绩的平均值作为此环节的成绩,然后按照10%进行折算,考核评分表如表3所示。

3 《电工电子技术》课堂表现和课后作业课程目标考核评分表

课程目标

评分

059

6069

7079

8089

90100

1. 全面地了解电工电子技术的基本知识与核心技术,并具备相关基础电路的分析和计算能力。

对基础知识的掌握不够全面,到课率低,课堂表现差,不能完成课后作业基本题量的解答。

能够掌握相关的基础知识,到课率一般,课堂表现一般,能完成课后作业基本题量的解答。

能够掌握电工电子的知识,到课率较好,课堂表现较好,能完成课后作业题量的解答,准确率较高。

能够掌握电工电子的知识,到课率好,课堂表现好,能完成课后作业题量的解答,准确率高。

能够全面的掌握电工电子的知识,到课率好,课堂表现好,能正确的完成课后作业题量的解答。

2. 掌握直流电路、交流电路、三相电路、电机与电器、模拟电子技术和数字电子技术的基础知识,并具备运用相关知识解决实际电路问题的能力。

对电工电子的基础知识掌握不够全面,在课堂上不能应用相关知识解决实际电路问题, 不能完成课后作业基本题量的解答。

能够基本掌握电工电子的基础知识,课堂上能够应用相关知识解决基本实际电路问题,仅完成课后作业基本题量的解答。

能够掌握电工电子的基础知识,课堂上能够应用相关知识解决基本实际电路问题,能完成课后作业题量的解答,准确率较高。

能够掌握电工电子的基础知识,课堂上能够较好的应用相关知识解决各类实际电路问题,能完成课后作业题量的解答,准确率高。

能够全面掌握电工电子的基础知识,课堂上能够很好的应用相关知识解决各类实际电路问题,能正确完成课后作业题量的解答。

3)实验操作按照百分制评分,取支撑相应课程目标每个实验操作成绩的平均值作为此环节的成绩。然后按照10%进行折算。

考核评分表如表4所示。

4 《电工电子技术》实验操作课程目标考核评分表

课程目标

评分

059

6069

7079

8089

90100

3. 掌握电工和电子技术的实验方法和测试手段,了解现代测量仪器仪表的使用,具有各类电路的功能实现和测试实验技能。

直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验的操作过程和实验步骤不够规范,无法完成实验或不能全部完成实验的基本操作。

直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验的操作过程和实验步骤基本规范,能够在教师指导下基本完成实验的基本操作,实验结果不够准确。

直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验的操作过程和实验步骤基本规范,并能在规定时间完成实验操作,但实验结果不够准确。

直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验的操作过程较为规范,实验步骤较清晰,能在规定时间完成实验,实验结果较为准确,完成质量较好。

直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验的操作过程规范,实验步骤清晰,能在规定时间完成整个实验,实验结果准确,完成质量好。

4)实验操作按照百分制评分,取支撑相应课程目标每个实验报告成绩的平均值作为此环节的成绩。然后按照10%进行折算。

考核评分表如表5所示。

5 《电工电子技术》实验报告课程目标考核评分表

课程目标

评分

059

6069

7079

8089

90100

3. 掌握电工和电子技术的实验方法和测试手段,了解现代测量仪器仪表的使用,具有各类电路的功能实现和测试实验技能。

未提交实验报告或实验报告内容不完整或没有对直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验结果进行分析,不能实验报告的提交要求。

后期补交,实验报告内容基本完整,对直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验结果分析不够准确,提交的实验报告基本规范。

实验报告内容基本完整,但对直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验结果的分析不够准确或不完整,提交的实验报告基本规范。

实验报告内容较为完整、清晰、规范,对直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验结果分析较为正确,提交的实验报告较为规范。

实验报告内容完整,书写规范,对直流电路、三相电路、模拟和数字电路等实验结果的分析正确、完整,提交的实验报告规范。

2.集中考核(期末考试试卷)采用成绩分析法

1)期末考试卷面成绩为100分,以卷面成绩的60%计入课程总评成绩。

2)主要考核直流电路的分析和计算、正弦交流电的分析和应用、三相电路的分析和应用、电机与电器控制、半导体二极管和晶体管的分析、放大电路和集成运算放大器的应用、门电路与组合逻辑电路的分析和综合等。

考试题型为判断题、填空题、选择题、应用题和分析题等,各知识点的考核均侧重于对知识的理解与工程应用,建议对应课程目标1、课程目标2的试题比例各占50%

3. 课程目标达成情况评价


课程目标达成评价计算如表6所示。

6《电工电子技术》课程目标考核内容结构与课程目标的对应关系


课程目标

考核内容

目标分值

平均分值

权重

课程目标达成值

1. 全面地了解电工电子技术的基本知识与核心技术,并具备相关基础电路的分析和计算能力。

期末考试

30

A1

0.60

A1*0.6+B1*0.05+ C1*0.05/40

课后在线学习作业

5

B1

0.05

课堂表现和课后作业

5

C1

0.05

2. 掌握直流电路、交流电路、三相电路、电机与电器、模拟电子技术和数字电子技术的基础知识,并具备运用相关知识解决实际电路问题的能力。

期末考试

30

A2

0.60

A2*0.6+B2*0.05+ C2*0.05/40

课后在线学习作业

5

B2

0.05

课堂表现和课后作业

5

C2

0.05

3. 掌握电工和电子技术的实验方法和测试手段,了解现代测量仪器仪表的使用,具有各类电路的功能实现和测试实验技能。

实验操作

10

D1

0.10

D1*0.1+ D2*0.1/20

实验报告

10

D2

0.10


教学团队:


课程负责人:

康迎曦,湖南省普通高校教学能手,湖南工程学院电气与信息工程学院专职教师,先后讲授《电工电子技术》、《数字电子技术 》、《模拟电子技术》、《电工技术》和《电子技术》等课程。主持省级以上课程思政示范课程1项,一流本科线上线下混合式课程1项,省级以上科研教改项目4项,获得省级以上教学竞赛奖5项,发表学术专著1篇,论文10余篇。


团队成员:

序号

成员姓名

所在单位

学科背景

职称

承担课程任务

1

黄望军

湖南工程学院

电气工程

教授

科技讲座、课程规划和建设

2

张向华

湖南工程学院

电子学、物理学

副教授

课程主讲、课程建设、线上答疑

3

赵振兴

湖南工程学院

电路与系统

讲师

课程主讲和教学设计

4

刘增

湖南工程学院

电子科学与技术

助教

线上答疑、实践指导








1.团队成员编写《电工学》教材、学术著作《电子电路控制与机电一体化》;
2.团队成员获省级以上教学竞赛奖5项,校级奖励10余项;
3.团队成员立项省级教研教改项目5项,发表教研教改论文10余篇;
4.课程立项为省级“一流本科课程”;
5.课程立项为湖南省课程思政示范课程,同时课程团队获得课程思政教学团队;
6.编写思政案例库1本;
7.课程在学习通平台上线;
本课程为线上线下混合式一流课程,在超星学习通平台建设有校级精品在线开放课程。目前网络平台上的教学资源包括:教学设计、教学大纲、教案、课件、章节测验、试卷库(50套)和习题库(1411个)等163个课程资源和79个教学视频。注册用户达到2198人,课程访问量300万次,以后每年持续更新超15%。

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