《电工基础》课程标准

PAGEPAGE9《电工基础》课程标准1．课程定位和课程设计1.1课程性质与作用课程性质：本课程是对电气技术类、电子技术类和自动化类相关专业开设，是《电气自动化技术》、《生产过程自动化技术》、《应用电子技术》、《检测技术及应用》等专业的技术基础课程，是上述各专业第一门电类课程。因而是最重要也是最先行的职业基础课，是公共课、基础课与专业课之间的桥梁。课程作用：本课程无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及用电工技术解决实际问题的能力的培养，还是对后继课程的学习，都具有十分重要的作用。（1）本课程为电类各专业培养高端技能型人才提供必要的电工基础理论、电路分析计算能力及电工测量等基本知识和基本操作技能。（2）本课程为电类各专业的后续课程，包括电子技术、单片机应用技术、自动控制技术和各专业课程奠定良好的理论基础知识和能力基础。（3）本课程以供用电系统运行操作岗、过程检测仪表、控制仪表安装、检修和维护岗、电子产品设计、制作、维护岗为工学结合平台，融理论知识与技能培养为一体，使电类各专业学生，开始接触电专业课程时就形成良好的重实践、重技能、重工程应用的理念和脚踏实地、一丝不苟、科学分析等职业素养。为学生学习专业知识和职业技能，提高全面素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打坚实的基础。1.2课程设计思路课程开发基于面向电气技术类、自动化类、电子类等多个电力类专业开设的《电工基础》课程。根据以上各专业职业岗位能力的要求，按照“以职业能力为主线，以典型工作为载体，以真实工作环境为依托，以完整工作过程为行动体系”为要求，进行课程内容设计、教学模式设计及考核评价体系设计。在课程内容的选取和各知识模块学时分配上既考虑电气技术类、自动化类、电子类专业人才培养目标的要求，又使学生具有一定的可持续发展性。确定了“以应用为目的，以必需够用为度”的原则，教学重点放在“掌握概念，强化应用，培养能力，提高素质”上。通过教学要实现传授知识和培养能力两方面的教学目的，能力培养要贯穿教学全过程。电工基础课程分为理论教学内容和实验教学内容。实验教学配合理论教学进度进行，理论教学内容分为电路的基本概念和定律、电阻电路的等效变换、电路分析的网络方程法、正弦交流电路、谐振与互感电路、三相电路、非正弦周期电流电路、动态电路的时域分析、动态电路的复频域分析、二端口网络、非线性电阻电路、磁路和铁心线圈电路12个教学单元。通过实践教学使学生深入理解电工基础的基本理论、更好地掌握电路基本分析方法，培养学生的工程意识和严谨的工作作风，培养应用电工知识解决实际问题的能力和创新意识，实验教学和实验室开放有机的结合，进一步加强学生的实践能力、创新能力和综合素质培养，2．课程目标2.1理论知识：通过课程的学习，使学生掌握电路分析的基本概念、基本定律、电路的分析方法，获得必须的电工基础理论；培养学生将实际电路抽象为电路模型的能力；培养学生电气识图能力和对直流电路、交流电路进行定性分析和定量计算的能力。为学习后续课程打下必要的电工理论基础。2.2技能训练：培养学生对电气设备和实际电路进行测试的能力，并根据测试结果分析、判断、进而排除故障的能力；常用电工仪器、仪表正确使用与选型的能力；培养学生从事电工工作的操作技能。树立理论联系实际的观点、为培养高技能人才打下必要的基础。2.3素质培养：注重学生的工程意识培养、不断学习新技术、新知识的自学能力培养、严谨求实的职业道德培养，团队协作、勇于创新、爱岗敬业的工作作风培养。3．课程内容与教学要求课程教学基本要求及重点难点分析第一单元电路的基本概念和定律熟练掌握电路的基本物理量，参考方向的概念，电阻、电容和电感元件参数，电压与电流关系，电压源与电流源的模型、外特性，两种电源模型的等效变换，欧姆定律，基尔霍夫定律；掌握电阻、电容、电感元件及特性，关联参考方向概念，功率和能量，额定值的概念；熟悉电路的组成和功能，电路模型，实际元件与理想元件的概念，电路的工作状态；了解电流连续性原理和能量守恒原理。重点是参考方向的概念，电压源与电流源两种电源模型及外特性，欧姆定律，基尔霍夫定律；难点是电容、电感元件的电压和电流关系。第二单元电阻电路的等效变换熟练掌握等效概念及其应用，叠加定理，戴维宁定理，电源等效变换；掌握等效电阻的概念，串联分压关系，并联分流关系，简单电阻电路的计算，受控源的概念，受控源的种类，受控源的等效变换；熟悉替代定理，诺顿定理，电阻星形联接与三角形联接的等效变换；了解电阻星形联接与三角形联接的等效变换，戴维宁定理的证明过程。重点是等效概念及其应用，戴维宁定理，叠加原理的应用；难点是受控源的概念。第三单元电路分析的网络方程法熟练掌握支路电流法，网孔分析法，节点电压法；掌握节点、支路及回路的概念，独立电路变量概念，2b方程法；熟悉网孔分析法和节点电压法的推导过程；了解电路的拓扑结构，回路分析法。重点是支路电流法，网孔分析法，节点电压法的应用；难点是网孔分析法，节点电压法的推导过程。第四单元正弦交流电路熟练掌握正弦电流电路稳态分析的相量分析法，能绘制相量图，能熟练分析计算简单正弦电路；掌握周期、频率、相位与相位差、有效值、交流电路中功率的概念，正弦量的相量表示法，基尔霍夫定律的相量形式，功率因数的提高；熟悉复数的运算及其几何意义，复杂正弦交流电路的分析方法；了解电容、电感元件的储能原理及能量计算。重点是正弦电流电路稳态分析的相量分析法，分析计算简单正弦电路；难点是相量图，复杂正弦交流电路的分析方法。第五单元谐振和互感电路熟练掌握串联电路的谐振概念，谐振电路的分析方法，具有互感的正弦电路的分析方法，理想变压器及其电路的计算；掌握互感的概念，同名端，互感电压；熟悉并联电路的谐振现象。重点是谐振电路的分析方法，具有互感的正弦电路的分析方法，理想变压器及其电路的计算；难点是互感电压，具有互感的正弦电路的分析方法。第六单元三相电路熟练掌握对称三相电压源，相序，星形连接，三角形连接，线电压与相电压，线电流与相电流等概念，对称三相电路的分析与计算；掌握三相电路的不对称情况的分析方法；熟悉三相功率的测量方法；了解三相交流电在发电、输电和用电方面的优越性。重点是线电压与相电压、线电流与相电流的概念，对称三相电路的分析与计算；难点是三相电路的不对称情况的分析方法。第七单元非正弦周期电流电路熟练掌握非正弦信号的有效值、平均值和有功功率的计算方法，非正弦周期电流电路的分析方法；掌握非正弦信号的谐波分析；熟悉常见的非正弦信号波形；了解对称三相电路中的高次谐波。重点是非正弦信号的有效值、平均值和有功功率的计算方法，非正弦周期电流电路的分析方法；难点是非正弦信号的谐波分析。第八单元线性电路过渡过程的时域分析熟练掌握换路定律和初始条件的计算方法，时间常数、零输入响应、零状态响应的概念，分析一阶电路的三要素法；掌握阶跃函数和一阶电路的阶跃响应；熟悉一阶电路方程的建立；了解一阶电路的冲激响应，二阶RLC电路动态过程的时域分析方法。重点是换路定律，分析一阶电路的三要素法；难点是初始值的计算方法，电路的冲激响应，二阶RLC电路动态过程的时域分析方法。第九单元线性电路过渡过程的复频域分析熟练掌握用部分分式法进行拉氏反变换，电路元件电压电流关系的复频域形式，用复频域方法分析动态电路；掌握基尔霍夫定律复频域形式，拉普拉斯变换及其基本性质；熟悉拉氏及反变换的定义；了解拉氏变换基本性质的证明过程。重点是动态电路的复频域分析方法，部分分式法进行拉氏反变换，电路的复频域模型；难点是电路的复频域模型，拉氏反变换。第十单元二端口网络熟练掌握二端口网络及其Z、Y、H、A四种参数方程和参数的概念，二端口网络的等效电路；掌握互易二端口网络的等效电路，二端口网络的级联；熟悉二端口网络Z、Y、H、A四种参数的转换关系；了解二端口网络的端口条件。重点是二端口网络的四种参数方程，互易二端口网络的等效电路，二端口网络的级联；难点是二端口网络的等效电路。第十一单元非线性电阻电路熟练掌握非线性电路的图解分析法，小信号分析法；掌握非线性电阻元件（非线性电阻、二极管、三极管）伏安特性；了解小信号分析法在工程实际中的应用。重点是非线性电阻元件（非线性电阻、二极管、三极管）伏安特性，非线性电路的图解分析法，小信号分析法；难点是小信号分析法。第十二单元磁路和铁心线圈电路熟练掌握磁场的基本物理量和性质，铁磁性物质的磁化曲线，磁路及磁路基本定律；掌握恒定磁通简单磁路的分析方法，铁心线圈电路的分析方法；熟悉交流铁心线圈中的波形崎变和功率损耗。重点是磁场的基本物理量和性质，磁路及磁路基本定律；难点是铁心线圈电路的分析方法，交流铁心线圈中的波形崎变和功率损耗。课程的主要内容与学时分配第一单元电路的基本概念和定律（8）课题一电路模型（0.5）课题二电路的基本物理量（1.5）课题三电阻、电容、电感元件及特性（2）课题四电压源与电流源（1）课题五基尔霍夫定律（1）小结、习题课（2）第二单元电阻电路的等效变换（6）课题一电阻的串联、并联等效概念（0.5）课题二电阻星形联接与三角形联接的等效变换（0.5）课题三电源等效变换（1）课题四受控源及受控源的等效变换（1）课题五叠加定理（1）课题六戴维南定理与诺顿定理（2）第三单元电路分析的网络方程法（8）课题一2b方程法（1）课题二支路电流法（1）课题三节点电压法（2）课题四网孔分析法（2）*课题五电路的拓扑结构（1）*课题六回路分析法（1）习题课（2）第四单元正弦交流电路（12）课题一正弦量（1）课题二正弦量的相量表示（2）课题三电路基本定律的相量形式（1）课题四阻抗与导纳（2）课题五正弦电路的相量图法求解（2）课题六正弦电路中功率的计算（2）习题课（2）第五单元谐振和互感电路（10）课题一谐振电路（2）课题二互感电路（4）课题三理想变压器及其电路的计算（2）习题课（2）第六单元三相电路（8）课题一三相电源和三相负载（2）课题二对称三相电路的计算（2）课题三三相电路的功率（2）课题四三相电路的不对称情况分析（1）习题课（1）第七单元非正弦周期电流电路（6）课题一非正弦信号的谐波分析（1）课题二非正弦信号的有效值、平均值和有功功率（1）课题三非正弦周期电流电路的分析（2）*课题四对称三相电路中的谐波（2）习题课（2）第八单元线性电路过渡过程的时域分析（8）课题一换路定律和初始条件的计算（2）课题二一阶电路的零输入响应（0.5）课题三一阶电路的零状态响应（0.5）课题四一阶电路的全响应（1）课题五分析一阶电路的三要素法（2）课题六阶跃函数和一阶电路的阶跃响应（1）*课题七一阶电路的冲激响应（2）习题课（1）第九单元线性电路过渡过程的复频域分析（8）课题一拉普拉斯变换及其性质（2）课题二用部分分式法进行拉氏反变换（2）课题三线性电路的复频域模型（1）课题四线性电路的复频域求解（1）习题课（2）第十单元二端口网络（6）课题一二端口网络的方程和参数（3）课题二二端口网络的等效电路（1）课题三二端口网络的级联（1）习题课（1）第十一单元非线性电阻电路（4）课题一非线性元件（1）课题二图解分析法（1）课题三小信号分析法（2）*第十二单元磁路和铁心线圈电路（6）课题一磁场的基本物理量和性质（1）课题二铁磁性物质的磁化曲线（1）课题三磁路及磁路定律（1）课题四恒定磁通磁路的计算（1）课题五交流铁心线圈的电路模型（2）课程学时分配表序号章节课时分配理论课习题课实验课其它共计1电路的基本概念和定律7182电阻电路的等效变换法64103电路分析的网络方程法622104正弦电流电路1022145谐振与互感电路822126三相电路712107非正弦周期电流电路4268动态电路的时域分析712109动态电路的复频域分析62810二端口网络51611非线性电阻电路44*12磁路和铁芯线圈电路（6）（6）13机动44合计7014144=SUM(ABOVE)102实验课时分配表序号实验项目课时备注1叠加定理的应用22戴维南定理――有源二端网络等效参数的测定23仿真应用直流电路分析2上机4功率因数的提高25交流电路中的互感26仿真应用RLC串联电路的频率分析2*上机7三相电路的测量28仿真应用一阶电路瞬态分析2上机合计16主要仪器设备附表序号名称备注1直流电流表2直流电压表3交流电压表4交流电流表5万用表6功率表7直流稳压电源8低功率因数功率表9电阻箱10电容箱11日光灯组件12电感线圈13低频信号发生器14交流毫伏表15三相灯箱16电流测量插板、插头17计算机4．教学条件本课程授课教师应具备双师素质、师德高尚、教育观念新、改革意识强、具有较高教学水平和较强实践能力。本课程可采用教育部高职高专规划教材《电路基本分析》（石生主编）。并开发多媒体讲稿和CAI课件与之配合使用，形成立体化教材。为提高教学质量提供保障。本课程要求在多媒体教室授课，利用多媒体教学课件提高教学效率。本课程是一门实践性很强的专业基础课，实验在电工实验室进行，实验室应满足本课程标准要求的实验条件和基本设施。5．教学方法建议坚持“以就业为导向、素质为本位、能力为核心”的人才培养模式，依据课程的人才培养目标，结合职业岗位的知识、能力与素质要求，围绕着调动学生学习的积极性、激发学生学习的兴趣、在整个教学环节探索如何培养学生的工程应用能力，在课程教学中，提倡多样化的教学方式，积极改革教学方法与教学手段，注重灵活运用多种不同的教学方法和手段组织教学。在授课过程中充分注意到课堂教学的信息量、教学内容的生动和形象，根据具体教学内容灵活运用下列不同的教学方法：（1）讨论式、互动式教学在讲解习题课或一些实际应用问题时，提出问题，让同学们去思考，然后展开讨论，充分发挥学生的主动性，激发学习兴趣，让学生在掌握学习内容的同时，培养锻炼对问题的表述能力和参与意识。（2）启发式、引导式教学讲解新的内容和知识点时，引导学生去发现问题，提出问题，选择适当的切入点引出教学内容和教学难点，激发学生的学习积极性和学习热情，培养学生发现问题、探索问题的意识和精神。（3）结合工程实际，进行直观性、体验性教学注重联系实际应用讲解教学内容，充分利用现场、实物和多媒体课件，适时地利用直观性和体验性教学原则处理抽象的物理概念，不但可以帮助学生理解抽象的物理概念,而且还可以帮助学生记忆,培养学生形象思维能力和工程意识。（4）利用“对比法”提高课堂效率