《電介質(zhì)物理A》教學(xué)大綱

《電介質(zhì)物理A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：21130091課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)（理論48學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、大學(xué)物理等后續(xù)課程：電纜及光纜材料、電纜工藝原理及應(yīng)用、電氣絕緣測(cè)試及診斷技術(shù)等適用專業(yè)：電纜工程開(kāi)課單位：電纜工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《電介質(zhì)物理A》是電纜工程專業(yè)的一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)必修課。本課程主要講授電介質(zhì)四大基本參數(shù)及其物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握電纜工程中所需電介質(zhì)物理的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，為后續(xù)課程奠定必要的理論基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，兼顧新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的人才。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握直流和交流下電介質(zhì)的宏觀與微觀極化機(jī)理及理論、電介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿理論，能夠利用這些理論分析電纜制造與運(yùn)行中所遇到的問(wèn)題；能夠?qū)﹄娎|工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題所涉及的各類物理現(xiàn)象、原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和驗(yàn)證。課程目標(biāo)2：能正確運(yùn)用電介質(zhì)物理中理論知識(shí)指導(dǎo)電纜制造中材料與結(jié)構(gòu)的選擇等知識(shí)分析工程需求，了解電纜絕緣的影響因素，能夠選擇合適的絕緣材料與結(jié)構(gòu)，并能夠設(shè)計(jì)或改進(jìn)電纜制造中工藝參數(shù)；運(yùn)用電纜工程相關(guān)的電介質(zhì)理論、電氣絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理以及光纖光纜檢測(cè)技術(shù)等專業(yè)知識(shí)，解決電纜工程絕緣中的復(fù)雜工程問(wèn)題。課程目標(biāo)3：理解電纜有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；控制電纜質(zhì)量使產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策；通過(guò)電介質(zhì)物理學(xué)習(xí)，使得學(xué)生對(duì)電介質(zhì)物理發(fā)展歷程有了全面了解，使得學(xué)生清楚掌握我國(guó)在該領(lǐng)域的研究所處的地位，樹(shù)立科學(xué)的發(fā)展榮辱觀，為助推該學(xué)科在國(guó)際上聲譽(yù)提升明確自己的責(zé)任感和使命感。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電介質(zhì)物理A》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電纜工程畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.1掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)的重要思想和思維方法，理解工程問(wèn)題的數(shù)理本質(zhì)及其表述方法。課程目標(biāo)1：掌握直流和交流下電介質(zhì)的宏觀與微觀極化機(jī)理及理論、電介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿理論，能夠利用這些理論分析電纜制造與運(yùn)行中所遇到的問(wèn)題。H2.問(wèn)題分析2.3能夠根據(jù)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，并結(jié)合文獻(xiàn)研究，比較不同的解決方案，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2：能正確運(yùn)用電介質(zhì)物理中理論知識(shí)指導(dǎo)電纜制造中材料與結(jié)構(gòu)的選擇等知識(shí)分析工程需求，了解電纜絕緣的影響因素，能夠選擇合適的絕緣材料與結(jié)構(gòu)，并能夠設(shè)計(jì)或改進(jìn)電纜制造中工藝參數(shù)；運(yùn)用電纜工程相關(guān)的電介質(zhì)理論、電氣絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理以及光纖光纜檢測(cè)技術(shù)等專業(yè)知識(shí)，解決電纜工程絕緣中的復(fù)雜工程問(wèn)題。H4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)電纜工程領(lǐng)域相關(guān)的復(fù)雜問(wèn)題選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)1：能夠?qū)﹄娎|工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題所涉及的各類物理現(xiàn)象、原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和驗(yàn)證。H6.工程與社會(huì)6.1了解產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)和現(xiàn)代企業(yè)管理體系，熟悉電纜工程領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。課程目標(biāo)3：理解電纜有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；控制電纜質(zhì)量使產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策；通過(guò)電介質(zhì)物理學(xué)習(xí)，使得學(xué)生對(duì)電介質(zhì)物理發(fā)展歷程有了全面了解，使得學(xué)生清楚掌握我國(guó)在該領(lǐng)域的研究所處的地位，樹(shù)立科學(xué)的發(fā)展榮辱觀，為助推該學(xué)科在國(guó)際上聲譽(yù)提升明確自己的責(zé)任感和使命感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1.靜電場(chǎng)基本定律和在恒定電場(chǎng)下電介質(zhì)的極化1.1靜電場(chǎng)基本理論1.2電介質(zhì)的分類1.3克勞休斯方程和分子極化率1.4電介質(zhì)的有效電場(chǎng)和克勞修斯-莫索締方程1.5鐵電體教學(xué)要求：理解電介質(zhì)極化基本概念，掌握電介質(zhì)極化理論；熟悉各類物質(zhì)的極化特征與極化行為。重點(diǎn)：庫(kù)倫定律；高斯定理；電介質(zhì)極化和極化強(qiáng)度；莫索締有效電場(chǎng)和克勞修斯-莫索締方程。難點(diǎn)：電介質(zhì)極化理論方程。101、2、32.在交變電場(chǎng)作用下的介質(zhì)極化和介質(zhì)損耗2.1極化的建立過(guò)程和吸收電流復(fù)介電常數(shù)2.2交變電場(chǎng)下電介質(zhì)的損耗2.3復(fù)介電常數(shù)與柯?tīng)?柯?tīng)枅D2.4松弛時(shí)間的分布2.5氣體電介質(zhì)的損耗2.6液體電介質(zhì)的損耗2.7固體電介質(zhì)的損耗2.8不均勻電介質(zhì)的界面極化和損耗2.9電介質(zhì)在光頻范圍的色散和吸收教學(xué)要求：了解交變電場(chǎng)下極化基本概念和基本規(guī)律；理解極化過(guò)程；熟悉介電常數(shù)、介電損耗以及介電松弛過(guò)程。重點(diǎn)：交變電場(chǎng)下電介質(zhì)極化行為與表征參數(shù)。難點(diǎn)：電介質(zhì)的動(dòng)態(tài)極化機(jī)理。161、2、33.電介質(zhì)的電導(dǎo)3.1概述3.2氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)3.3液體電介質(zhì)的電導(dǎo)3.4固體電介質(zhì)的電導(dǎo)3.5固體電介質(zhì)的表面電導(dǎo)教學(xué)要求：了解導(dǎo)電能帶理論；理解電介質(zhì)電導(dǎo)的特征；理解電導(dǎo)與溫度、雜質(zhì)的關(guān)系。重點(diǎn)：電介質(zhì)電導(dǎo)基礎(chǔ)知識(shí)。難點(diǎn)：電介質(zhì)載流子濃度與遷移率影響機(jī)理。101、2、34.電介質(zhì)的擊穿4.1概述4.2氣體電介質(zhì)的擊穿4.3液體電介質(zhì)的擊穿4.4固體電介質(zhì)的擊穿教學(xué)要求：了解老化過(guò)程與分類；理解電樹(shù)的形成過(guò)程與特征；理解固體電擊穿的物理行為。重點(diǎn)：電老化過(guò)程與機(jī)理。難點(diǎn)：固體電擊穿的基礎(chǔ)理論。121、2、3合計(jì)48五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、習(xí)題講解、視頻資源等教學(xué)手段，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。六、課程資源1.推薦教材自編講義。2.參考書(shū)（1）金維芳.電介質(zhì)物理講義[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2007.（2）陳季丹,劉子玉.電介質(zhì)物理[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2011.（3）張良瑩,姚熹.電介質(zhì)物理[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2000.（4）尹之文.電介質(zhì)物理學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,2003.（5）KwanChiKao.DielectricPhenomenainSolids[M].Elsevler,2004.3.期刊（1）高電壓技術(shù),國(guó)家高電壓計(jì)量站、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì).（2）絕緣材料,桂林電器科學(xué)研究所.（3）J.Phy.DAppl.Phys.,IOPPublishingLtd.（4）Appl.Phys.Lett.,AmericanInstituteofPhysics.（5）物理學(xué)報(bào),中國(guó)科學(xué)院物理研究所、中國(guó)物理學(xué)會(huì).4.網(wǎng)絡(luò)資源（1）中國(guó)大學(xué)視頻公開(kāi)課：/course/XJTU-1463199167?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_.（2）電子科技大學(xué)：/wlxt/course.aspx?courseid=0971.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)1234過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭獭?322作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭獭?662章節(jié)測(cè)試10（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）以測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭獭?322期末考核60（1）卷面成績(jī)100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；（2）主要考核直流和交流下電介質(zhì)的宏觀與微觀極化機(jī)理及理論、電介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿理論等內(nèi)容及學(xué)生綜合應(yīng)用、分析等能力；（3）考試題型為：選擇題、填空題、論述題、計(jì)算和分析題等?！獭獭?0201010合計(jì)：100分32322016八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、章節(jié)測(cè)試、期末考試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。考核基本要求：考核總成績(jī)由期末試卷成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末試卷成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為選擇題、填空題、論述題、計(jì)算和分析題等類型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本技能分值不超過(guò)50%，綜合應(yīng)用知識(shí)分值不低于50%；課堂表現(xiàn)、作業(yè)、章節(jié)測(cè)試等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過(guò)程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25筆記完整，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，