電路原理二課程教學大綱

電路原理二課程教學大綱課程中文名稱：電路原理(二)課程英文名稱：CircuitsTheory（II）課程編號：204T0123學分：2學時：32先修課程：高等數(shù)學Ⅰ、線性代數(shù)Ⅰ、復變函數(shù)與積分變換Ⅱ、大學物理Ⅴ、電路原理（一）適用專業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程課程類別：專業(yè)核心課程/必修使用教材：吉培榮、佘小莉.電路原理.北京：中國電力出版社，2016.開課單位：電氣與新能源學院課程簡介：課程以電路的基本定律、基本定理和電路分析的基本方法為主要內(nèi)容，具有理論嚴密、邏輯性強和工程背景強的特點。課程教學采用線上線下混合式教學，通過系統(tǒng)地教與學，培養(yǎng)學生的辯證思維能力，樹立學生的工程意識，提高工程應用能力，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際和嚴肅認真的科學作風，增強“家國情懷”意識。一、課程性質(zhì)本課程是智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)的核心課與學位課，是培養(yǎng)學生掌握現(xiàn)代電路基本理論、學習和理解其它專業(yè)課程的入門課，為后續(xù)專業(yè)課程的學習和將來實際應用、從事科學研究奠定扎實的電路理論和實踐基礎起著重要的作用。二、課程目標：課程目標1：通過本課程學習，強化“四個自信”，培養(yǎng)辯證思維能力，樹立工程意識，提高工程應用能力，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際和嚴肅認真的科學作風，增強“家國情懷”意識。課程目標2：能夠運用基爾霍夫定律、一般分析方法、復頻域分析法等電路知識和高等數(shù)學、線性代數(shù)等知識對動態(tài)電路等復雜電路建立微分方程、代數(shù)方程組等數(shù)學模型并求解。課程目標3：能根據(jù)對象特征和性能要求，運用該門課程的定律、定理和分析方法等電路原理，正確表達和分析一階、二階動態(tài)電路等工程應用問題，體現(xiàn)出綜合分析能力。三、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系1.工程知識1.2：能夠運用數(shù)學、自然科學、工程科學的知識對智能電網(wǎng)工程的具體對象問題建立數(shù)學模型并求解。課程目標1課程目標22.問題分析2.2：能基于科學原理和數(shù)學模型正確表達智能電網(wǎng)復雜工程問題。課程目標1課程目標3四、教學內(nèi)容及要求第一部分動態(tài)電路的方程及其初始條件1.教學內(nèi)容（1）掌握動態(tài)電路的方程；（2）掌握電容元件和電感元件的換路定理；（3）掌握動態(tài)電路初始條件的確定。2.重點難點：電容元件和電感元件的換路定理、動態(tài)電路初始條件的確定。3.課程思政融入點：在動態(tài)電路方程和初始條件確定的教與學中，向?qū)W生強調(diào)數(shù)學思維及數(shù)學手段在工程問題分析中的重要性、數(shù)學是解決工程問題的工具、工程問題要用數(shù)學語言來表述的概念，培養(yǎng)學生科學思維的工程意識。4.考核要點：電容和電感的換路定理。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從7-1、7-3、7-5、7-6、7-7、7-9中選3-5題。第二部分一階電路和二階電路的時域分析1.教學內(nèi)容（1）掌握RC電路的時域分析；（2）掌握RL電路的時域分析；（3）掌握一階電路響應求解的三要素法；（4）掌握二階電路的零輸入響應；（5）了解二階電路的零狀態(tài)響應和全響應；（6）掌握一階電路的階躍響應；（7）了解一階電路的沖激響應；（8）了解二階電路的階躍響應和沖激響應（自學）；（9）了解一階電路正弦激勵時的零狀態(tài)響應（自學）。2.重點難點：RC、RL電路的時域分析、三要素法、二階電路的零輸入響應。3.課程思政融入點：通過一階電路求解思路的拓展和推導，發(fā)揮學生主體性，讓學生們遇見問題主動去思考，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，用規(guī)律去研究、理解未知事物。4.考核要點：一階電路響應求解的三要素。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從8-1、8-4、8-9、8-13、8-14、8-18、8-21、8-27、8-27中選6-9題。第三部分動態(tài)電路的復頻域分析1.教學內(nèi)容：（1）掌握拉普拉斯變換及其性質(zhì)；（2）掌握拉氏變換反變換的部分分式展開；（3）掌握元件約束和基爾霍夫定律的復頻域形式；（4）掌握動態(tài)電路的復頻域分析方法。2.重點難點：拉氏變換反變換的部分分式展開、動態(tài)電路的復頻域分析方法。3.課程思政融入點：通過電路復頻域模型與時域模型的對比學習，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習態(tài)度及自主學習能力，能夠?qū)⑤^為綜合復雜問題化繁為簡，在掌握基本概念、規(guī)律的基礎上分析解決。4.考核要點：動態(tài)電路的復頻域分析方法。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從14-1、14-2、14-3、14-5、14-9、14-11、14-18中選5-7題。第四部分網(wǎng)絡函數(shù)與頻率特性1.教學內(nèi)容：（1）掌握網(wǎng)絡函數(shù)；（2）掌握網(wǎng)絡的頻率特性；（3）了解諧振電路的頻率特性（自學）。2.重點難點：網(wǎng)絡函數(shù)、網(wǎng)絡的頻率特性。3.課程思政融入點：通過求解網(wǎng)絡函數(shù)和分析頻率特性、諧振電路，使學生學會用聯(lián)系的、全面的、發(fā)展的觀點看問題，趨利避害，處理好人生發(fā)展中的各種矛盾。4.考核要點：網(wǎng)絡函數(shù)的計算。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從15-1、15-2、15-5、15-6、15-10、15-13中選2-3題。第五部分二端口網(wǎng)絡1.教學內(nèi)容：（1）了解二端口網(wǎng)絡的概述；（2）掌握二端口網(wǎng)絡的約束方程；（3）掌握二端口網(wǎng)絡參數(shù)的相互轉(zhuǎn)換；（4）了解二端口網(wǎng)絡的等效電路（自學）；（5）了解二端口網(wǎng)絡的互聯(lián)；（6）掌握二端口網(wǎng)絡的網(wǎng)絡函數(shù)；（7）了解二端口網(wǎng)絡的特性阻抗（自學）；（8）了解回轉(zhuǎn)器和負阻抗變換器（自學）。2.重點難點：二端口網(wǎng)絡的約束方程、二端口網(wǎng)絡的網(wǎng)絡函數(shù)。3.課程思政融入點：通過分解復雜電路為多個典型二端口電路的分析方法，培養(yǎng)學生利用科學方式解決復雜工程問題的能力。通過分組討論，增加同學間的相互交流，培養(yǎng)學生的集體榮譽感以及團隊意識。4.考核要點：二端口網(wǎng)絡約束方程的計算。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從16-5、16-8、16-9、16-13、16-17、16-23中選4-6題。第六部分電路的計算機輔助分析基礎1.教學內(nèi)容：（1）了解電路的計算機輔助分析概況；（2）掌握割集；（3）掌握關聯(lián)矩陣；（4）了解不同關聯(lián)矩陣之間的關系和特勒根定理的證明（自學）；（5）掌握標準支路的約束關系；（6）掌握矩陣形式節(jié)點電壓方程；（7）了解矩陣形式回路電流方程、割集電壓方程（自學）；（7）了解含受控源和互感元件時的矩陣方程（自學）。2.重點難點：關聯(lián)矩陣、矩陣形式節(jié)點電壓方程。3.課程思政融入點：通過方程矩陣形式的教與學，引導學生認識到掌握事物普遍規(guī)律的重要性，鼓勵學生善于從問題的表象去發(fā)現(xiàn)本質(zhì)及規(guī)律。4.考核要點：關聯(lián)矩陣列寫。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從17-2、17-3、17-7、17-12、17-13中選3-4題。第七部分動態(tài)電路的狀態(tài)方程1.教學內(nèi)容：（1）掌握電路的狀態(tài)和狀態(tài)變量；（2）了解狀態(tài)方程和輸出方程；（3）了解狀態(tài)方程的建立。2.重點難點：狀態(tài)方程和輸出方程的列寫。3.課程思政融入點：通過直觀法得到狀態(tài)方程和輸出方程以及它們的標準形式，引導學生認識到掌握事物普遍規(guī)律的重要性，鼓勵學生善于從問題的表象去發(fā)現(xiàn)本質(zhì)及規(guī)律。4.考核要點：狀態(tài)方程。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從18-3、18-5、16-7中選1-2題。第八部分非線性電阻電路1.教學內(nèi)容：（1）了解非線性電阻電路及其方程；（2）掌握圖解法；（3）掌握分段線性化法；（4）掌握小信號分析法。2.重點難點：圖解法、小信號分析法。3.課程思政融入點：對非線性電路的分段線性化和采用小信號分析法，培養(yǎng)學生利用科學方式解決復雜工程問題的能力。在小信號分析法教與學時，還用到高等數(shù)學知識，向?qū)W生強調(diào)數(shù)學思維及數(shù)學手段在工程問題分析中的重要性、數(shù)學是解決工程問題的工具、工程問題要用數(shù)學語言來表述的概念，培養(yǎng)學生科學思維的工程意識。4.考核要點：小信號分析法。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：從19-1、19-2、19-5、19-12、19-18、19-20中選4-6題。第九部分均勻傳輸線1.教學內(nèi)容：（1）掌握均勻傳輸線及其方程；（2）掌握均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)解；（3）了解行波和反射系數(shù)；（4）了解均勻傳輸線的特性與無畸變均勻傳輸線（自學）；（5）了解終端連接不同類型負載的均勻傳輸線（自學）；（6）了解無損耗均勻傳輸線正弦穩(wěn)態(tài)響應特性及其應用（自學）；（7）了解無損耗均勻傳輸線的暫態(tài)過程（自學）。2.重點難點：均勻傳輸線及其方程、均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)解。3.課程思政融入點：對非線性電路的分段線性化和采用小信號分析法，培養(yǎng)學生利用科學方式解決復雜工程問題的能力。在小信號分析法教與學時，還用到高等數(shù)學知識，向?qū)W生強調(diào)數(shù)學思維及數(shù)學手段在工程問題分析中的重要性、數(shù)學是解決工程問題的工具、工程問題要用數(shù)學語言來表述的概念，培養(yǎng)學生科學思維的工程意識。4.考核要點：均勻傳輸線方程。5.教學方法：基于雨課堂+SPOC的線上線下混合式教學。6.作業(yè)安排：無。五、教學內(nèi)容對課程目標的支撐關系模塊教學內(nèi)容學時分配支撐的課程目標講課實驗實踐第一部分動態(tài)電路的方程及其初始條件41、2、3第二部分一階電路和二階電路的時域分析61、2、3第三部分動態(tài)電路的復頻域分析61、2、3第四部分網(wǎng)絡函數(shù)與頻率特性11、2、3第五部分二端口網(wǎng)絡51、2、3第六部分電路的計算機輔助分析基礎31、2、3第七部分動態(tài)電路的狀態(tài)方程11、2、3第八部分非線性電阻電路31、2、3第九部分均勻傳輸線11、2、3復習2六、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：閉卷考試占60%，過程性考核占40%。過程性考核包括線上中國大學MOOC網(wǎng)SPOC測試、參與討論等20%和課堂討論、課堂限時作答、紙質(zhì)作業(yè)等80%。支撐畢業(yè)要求課程目標考核與評價方式合計過程性考核（40%）期末考試（60%）線上20%：SPOC測試、視頻學習、線上討論等線下80%：課堂討論、課堂限時作答、紙質(zhì)作業(yè)等閉卷考試指標點1.2課程目標2233558指標點2.2課程目標3172542總分占比%40601002.課程考核評分標準課程目標考核環(huán)節(jié)評分標準高于預期達到預期低于預期優(yōu)秀良好合格不合格課程目標2：能夠運用基爾霍夫定律、一般分析方法、頻域分析法等電路知識和高等數(shù)學、線性代數(shù)等知識對直流電路、正弦穩(wěn)態(tài)電路建立微分方程、代數(shù)方程組等數(shù)學模型并求解。（58分）SPOC測試，基于雨課堂的課前預習、課堂測試，紙質(zhì)作業(yè)等52-5844-5135-43<35課程目標3：能根據(jù)對象特征和性能要求，運用該門課程的定律、定理和分析方法等電路原理，正確表達和分析功率/最大功率計算、正弦穩(wěn)態(tài)電路諧振、對稱/不對稱三相電路分析等工程應用問題，體現(xiàn)出綜合分析能力。（42分）SPOC學習、測試，基于雨課堂的課前預習、課堂測試，紙質(zhì)作業(yè)等38-4232-3725-31<25說明：1、各課程目標考核時均包含對課程目標1的考核。2、主要評分依據(jù)見下表（以百分制計算）。考核環(huán)節(jié)評分標準90-10075-8960-74<60期末考試參看標準答案參看標準答案參看標準答案參看標準答案基于雨課堂的課前預習、課堂限時測試主觀題：①規(guī)定時間提交②結(jié)果完全正確③書寫規(guī)整；客觀題：①規(guī)定時間提交②參看標準答案，系統(tǒng)評判主觀題：①規(guī)定時間提交②結(jié)果基本正確③書寫規(guī)整；客觀題：①規(guī)定時間提交②參看標準答案，系統(tǒng)評判主觀題：①規(guī)定時間提交②結(jié)果部分正確③書寫較為規(guī)整；客觀題：①規(guī)定時間提交②參看標準答案，系統(tǒng)評判主觀題：①規(guī)定時間提交②結(jié)果大部分不正確或完全不正確③書寫不規(guī)整④未在規(guī)定時間內(nèi)提交或抄襲以零分計；客觀題：①規(guī)定時間提交（未在規(guī)定時間內(nèi)提交以零分計）②參看標準答案，系統(tǒng)評判SPOC測試①規(guī)定時間提交②參看標準答案，系統(tǒng)評判①規(guī)定時間提交②參看標準答案，系統(tǒng)評判①規(guī)定時間提交②參看標準答案，系統(tǒng)評判①規(guī)定時間提交（未在規(guī)定時間內(nèi)提交以零分計）②參看標準答案，系統(tǒng)評判紙質(zhì)作業(yè)①規(guī)定時間提交②結(jié)果完全正確③書寫規(guī)整①規(guī)定時間提交②結(jié)果基本正確③書寫規(guī)整①規(guī)定時間提交②結(jié)果部分