《電路》課程教學大綱

電路（ElectricCircuits）課程基本信息課程編號：04021537h課程總學時：56實驗學時：10學時課程性質(zhì)：必修課程屬性:專業(yè)基礎類開設學期：第3學期適用專業(yè)：電子信息工程專業(yè)；核心對先修的要求：先修的主要課程為復變函數(shù)和大學物理；大學物理提供電學的基本概念和知識，復變函數(shù)提供復數(shù)的表示方法和復數(shù)運算方面的知識。對后續(xù)的支撐：后續(xù)課程主要有模擬電子技術、數(shù)字電子技術，信號與系統(tǒng)等，為這些課程提供電路的基本概念和分析方法等。課程的教學理念、性質(zhì)、目標和任務《電路》是電子信息工程等電類專業(yè)的一門重要的核心專業(yè)基礎課，在整個專業(yè)人才培養(yǎng)體系中起著承前啟后的重要作用；其理論嚴密、邏輯性強、并與工程實際結合緊密?！峨娐贰氛n程系統(tǒng)介紹了電路的基本理論、分析和計算方法；主要學習直流和交流穩(wěn)態(tài)電路以及一階電路在給定激勵下響應的各種求解方法。根據(jù)課程的特點，在教學過程中既要強調(diào)理解和掌握電路的基本概念和定理，也要求學生熟練掌握電路基本分析方法，并提高解題技巧、分析和解決問題的能力。課程分為理論和實踐教學兩部分，為了解決內(nèi)容多和學時少的矛盾，主要采用啟發(fā)式和案例式的教學方法，引導學生互動討論并通過實驗來加深理解的方式進行，多在啟發(fā)思考、歸納總結和精講多練等方面下功夫；同時充分挖掘課程中的思政元素，有效地將思政教育貫穿到課堂教學中。同時將電路分析的方法與工程實踐相結合，培養(yǎng)學生具有辯證思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的科學觀，提升學生的職業(yè)素養(yǎng)，為學生畢業(yè)后從事相關工作打下良好的基礎。通過課內(nèi)實驗，使學生掌握常用儀器儀表的使用方法，加深對課程內(nèi)容的理解，掌握一定的實驗技能，增強學生的動手能力以及分析和解決問題的能力，進而培養(yǎng)學生的科學思維觀念和工程意識。課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐序號課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求1掌握電路的基本概念和基本定律，利用電路的基本模型對實際電路進行建模并進行簡單電路的分析和計算。為電子信息工程領域中的實際問題提供數(shù)學建模、數(shù)據(jù)分析方面的支撐。指標點1.212能運用等效變換、電路定理和電路的一般分析方法，對復雜的直流和交流電路進行穩(wěn)態(tài)分析和對一階電路進行暫態(tài)分析，提高學生的分析計算能力和知識綜合運用能力，并結合所學專業(yè)知識，認識與判斷電路、信號處理等方面的復雜工程問題中的關鍵環(huán)節(jié)。指標點2.123具備一定的使用相關儀器開展實驗研究的技能，對實驗過程中出現(xiàn)的問題和實驗結果進行正確的處理和分析，安全可靠地開展實驗，提高分析和解決問題的能力。指標點4.34教學內(nèi)容及進度安排（一）理論教學序號教學內(nèi)容學生學習預期成果課內(nèi)學時教學方式支撐課程目標1（一）電路模型和電路定律1、電路模型2、電路的組成和作用3、電路的基本物理量4、電壓和電流參考方向的概念和標注方法；關聯(lián)方向（重點）5、各電路元件的VCR關系式（重點）6、受控源7、歐姆定律和基爾霍夫定律（重、難點）1、對電路模型有所認知2、深刻理解參考方向和關聯(lián)方向3、會判斷電路中某一元件是電源還是負載4、理解回路和網(wǎng)孔的概念5、綜合應用歐姆定律和基爾霍夫定律進行簡單電路的分析和計算6講授目標1目標42

（二）電阻電路的分析方法1、等效變換的概念和目的2、電阻的串、并聯(lián)公式3、電源等效變換的五種情況（重點）4、無源二端網(wǎng)絡的輸入（等效）電阻的求解方法（重、難點）5、圖論的有關知識6、支路電流法7、回路電流法（重、難點）8、節(jié)點電壓法（重、難點）9、疊加定理（重、難點）10、戴維寧定理和諾頓定理（重、難點）1、深刻理解等效的概念2、能綜合應用電阻和電源的等效變化進行電路的分析和計算3、會求含受控源的無源二端網(wǎng)絡的輸入電阻4、理解圖論的有關概念5、會應用支路電流法求解電路6、會應用回路電流法和節(jié)點電壓法進行復雜電路的分析和計算7、會應用疊加定理進行電路的分析和計算7、會應用戴維寧定理或諾頓定理求解電路8、會應用戴維寧定理求解負載獲得最大功率的問題15講授討論目標1目標23（三）正弦穩(wěn)態(tài)電路分析1、正弦量的三要素（重點）2、R、L、C元件的交流電路（重、難點）3、阻抗和導納（重點）4、電路定律的相量形式（重點）5、正弦交流電路的功率（重、難點）6、利用相量法對正弦交流電路進行分析和計算（重、難點）1、理解掌握正弦量三要素的概念和正弦量的相量表示法2、熟練掌握R、L、C元件的VCR關系3、理解阻抗和導納的概念及電路定律的相量形式4、理解有功功率、無功功率、視在功率的概念5、會應用相量圖分析電路6、理解提高電路功率因數(shù)的意義和方法，并通過實驗加深理解7、掌握諧振的特征及應用8、應用相量法對正弦交流電路進行綜合分析和計算12講授實例目標1目標24（四）三相電路1、三相對稱電源及連接方式2、三相負載的連接方式3、三相電路中線電壓、線電流、相電壓、相電流的概念4、對稱三相電路的計算（重、難點）5、三相電路中的功率（重、難點）1、理解掌握三相對稱電源的概念；電源相序的概念2、掌握三相對稱電源和負載的連接方式3、理解對稱三相電路中線電壓、線電流、相電壓、相電流的概念4、能夠熟練應用相量法對對稱三相電路進行分析和計算5、通過理論講授和實驗理解三相四線制中中性線的作用4講授討論目標1目標25

（五）含有耦合電感的電路1、互感及互感電壓（難點）2、含有耦合電感電路的計算（難點）3、理想變壓器（重、難點）1、理解互感、互感系數(shù)、互感電壓、同名端、耦合系數(shù)的概念2、熟練掌握耦合電感的自感電壓和互感電壓的計算3、熟悉幾種去耦等效電路3、熟練掌握理想變壓器的變壓、變流和變換阻抗的作用4講授目標16（六）一階電路動態(tài)電路及特征一階電路的零輸入響應一階電路的零狀態(tài)響應一階電路的全響應（重、難點）一階電路的階躍響應1、會列寫一階電路的微分方程2、熟練掌握和應用換路定則3、會畫0+等效電路并根據(jù)它求電路的初始值4、理解時間常數(shù)、零輸入響應、零狀態(tài)響應和全響應的概念；5、應用三要素法或套用公式求直流激勵下一階電路的零輸入響應、零狀態(tài)響應和全響應6、會求階躍響應5講授目標1目標2實驗教學序號實驗名稱學時實驗教學內(nèi)容學習要求支撐課程目標1基爾霍夫定律、疊加原理的實驗研究2(1)學習實驗室操作規(guī)范和注意事項，熟悉實驗臺的布局(2)講解直流電壓表、電流表以及直流穩(wěn)壓電源的使用方法(3)講解實驗內(nèi)容和具體的操作步驟(4)說明實驗報告的格式和撰寫要求(5)比較等效前后負載的電壓和電流值，驗證兩個定理的正確性(1)學習直流電壓表、電流表以及直流穩(wěn)壓電源的使用方法(2)熟悉電路的接線和操作，掌握電壓、電流的測量方法，正確讀取實驗數(shù)據(jù)(3)通過實驗和實驗數(shù)據(jù)分析加深對基爾霍夫定律內(nèi)容和適用范圍、疊加定理內(nèi)容和適用范圍的理解以及對齊性定理的理解(4)認真撰寫實驗報告，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析目標32戴維寧定理的實驗研究2(1)講解變阻箱和萬用表的使用方法(2)測量實驗電路負載的電壓和電流(3)斷開負載，測量線性有源二端網(wǎng)絡的戴維寧定理和諾頓定理等效電路參數(shù)(4)分別將線性有源二端網(wǎng)絡用戴維寧定理和諾頓定理等效電路等效，接上負載，重新測量負載的電壓和電流(5)比較等效前后負載的電壓和電流值，驗證兩個定理的正確性(1)進一步掌握直流電壓表、電流表以及直流穩(wěn)壓電源和電流源、變阻箱、萬用表的使用方法(2)使用電工儀表正確測量和計算線性有源二端網(wǎng)絡的戴維寧定理和諾頓定理等效電路參數(shù)(3)通過實驗和實驗數(shù)據(jù)分析加深對戴維寧定理和諾頓定理的理解(4)認真撰寫實驗報告，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析目標33功率因數(shù)的提高3(1)講解日光燈電路的組成、各部分的作用和電路的工作原理(2)講述交流電壓表、電流表、功率表和三相交流電源的使用方法(3)按圖接線，觀察并記錄測量數(shù)據(jù)(1)了解日光燈電路的組成、各部分的作用和電路的工作原理(2)熟悉交流電壓表、電流表、功率表和三相交流電源的使用方法(3)通過實驗操作和實驗數(shù)據(jù)觀察在感性負載兩端并聯(lián)電容后電路中電壓、電流、功率、功率因數(shù)的變化，理解功率因數(shù)提高的方法和意義(4)認真撰寫實驗報告，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析目標34三相電路的實驗研究3(1)分別將三相對稱和不對稱純電阻負載星形聯(lián)接，測量電源的線電壓和相電壓、負載的相電壓和相電流，填入對應的表格(2)分別將三相對稱和不對稱純電阻負載三角形聯(lián)接，測量電源的線電壓和相電壓、負載的相電壓和相電流，填入對應的表格(1)進一步熟悉交流電壓表、電流表、功率表和三相交流電源的使用方法；(2)掌握三相負載星形和三角形聯(lián)接的接線方法，通過數(shù)據(jù)測量驗證兩種接法時電源的線電壓和相電壓、負載的相電壓和電源的線電壓、負載的相電流和電路的線電流之間的關系；(3)通過實驗數(shù)據(jù)理解三相四線制供電系統(tǒng)中中性線的作用；(4)認真撰寫實驗報告，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析目標3課程思政《電路》課程面對的是進入大學不久的學生，在學習、思維、生活和人際交往等各方面都面臨著轉變，是三觀形成和習慣養(yǎng)成的關鍵時期，在這個入門級專業(yè)基礎課中更需要在課堂上加入思政內(nèi)容，潤物無聲，潛移默化中引導學生進入大學的專業(yè)課學習，在理論教授中增加思政教學，從不同的哲學角度幫助學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀，養(yǎng)成科學思維和創(chuàng)新習慣，培養(yǎng)學生大工程觀；通過深入挖掘專業(yè)知識蘊含的德育元素，以思想引領促進大學生德智體美勞全面發(fā)展，實現(xiàn)“立德樹人”。在課程教學中，課程思政內(nèi)容有多處體現(xiàn)：1、通過介紹喬治?西蒙?歐姆和古斯塔夫?羅伯特?基爾霍夫的人生背景和主要成就，引導學生努力學習，樹立遠大理想，忠于職守，服務人民，成為擔當民族復興大任的時代新人。2、在講解電流時，為便于理解電流的方向及形成條件，用水流類比電流，水是由高水位流向低水位，電流則是由高電位到低電位，引入“水往低處，流人往高處走”這句勵志名言，鼓勵學生努力奮斗，追求更高的目標。3、在介紹基爾霍夫定律時，引導學生認識到生活中的事情也是一樣，無規(guī)矩不成方圓，要時刻遵循相應的法律法規(guī)，培養(yǎng)學生自我約束能力和良好的職業(yè)素養(yǎng)；當代大學生應加強家國情懷，沒有國就沒有家，個人應服從整體。4、在講授等效變換時，通過等效變換對外等效對內(nèi)不等效的特點，告訴學生處理問題時要抓住事物的核心，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面，才能較好地解決問題，以培養(yǎng)學生的系統(tǒng)觀和科學的思維方法。5、在學習電阻電路的不同分析方法時，引導學生同一問題有不同的解決方法，遇事不鉆牛角尖，學會緩解壓力，關注心理健康；同時引導學生遇事應多思考、多想辦法解決問題，不斷提高創(chuàng)新能力。6、在學習疊加定理時，類比力量的疊加，團結就是力量，眾人拾柴火焰高，眾志成城，不僅便于理解定理的內(nèi)容，更能使學生明白集體由個人組成，只有充分發(fā)揮個人力量，集體才能發(fā)展壯大。7、通過學習一階RC電路的零狀態(tài)響應，結合電容的充電需要一段時間才能完成，教育學生在成功的道路上從來沒有捷徑，需要持續(xù)不斷努力，不斷積累才能達到目的，鼓勵學生刻苦學習，努力奮斗，腳踏實地，培養(yǎng)工匠精神。8、通過電路實驗，使學生具有學思合一、知行合一，團隊協(xié)作、工匠精神，培養(yǎng)學生嚴謹、求真務實的科學作風，建立工程思維，通過分組實驗，鍛煉學生團隊協(xié)作能力，弘揚包容、協(xié)作、團結、尊重的核心價值觀。9、在電路學習中，學生需要獨立完成大量的習題，以鞏固和理解所學的知識，借此課教育學生：成功就是復雜的事情簡單做，簡單的事情重復做，重復的事情用心做，不忘初心，必得回報，鼓勵學生要耐得住學習的寂寞，才能有所收獲。五、教材及參考資料1.選用教材：（1）理論課教材：①《電路（第5版）》，邱關源編著，高等教育出版社，2019年②《電路基礎（第3版）》，王松林編著，西安電子科技大學出版社，2020年實驗課教材：無（3）實習指導書：自編2.參考書：（1）《電路分析基礎》，張永瑞編著，西安電子科技大學出版社，2018（2）《電路基礎（第3版）教學指導書》王松林編著，西安電子科技大學出版社，2018.（3）《電路分析基礎》，穆克編著，化學工業(yè)出版社，2019（4）《電路分析基礎》李麗敏編著，機械工業(yè)出版社，20193.推薦網(wǎng)站（線上資源）：（1）中國大學生慕課，網(wǎng)址：/（2）愛課程，網(wǎng)址：/home/（3）國家精品課程資源網(wǎng)，網(wǎng)址：/doc/435391175.html六、教學條件電路課程教學團隊有三名老師，均為碩士以上學歷，其中副教授兩名；學校配有多媒體教室進行理論教學；配有天煌公司的18臺高性能電工實驗臺用于實驗教學。七、課程考核、考核方式及成績評定序號課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）考核內(nèi)容評價依據(jù)及成績比例(%)成績比例(%)作業(yè)測試實驗課堂表現(xiàn)期末1目標1：（支撐畢業(yè)要求指標點1.2）對電路的基礎知識、基本概念、基本定律的理解和掌握70320302目標2：（支撐畢業(yè)要求指標點2.1）直流、交流穩(wěn)態(tài)電路和一階暫態(tài)電路各種分析方法的應用180240603目標3：（支撐畢業(yè)要求指標點4.3）常用電工儀器儀表的操作使用、電路的正確接線和故障排查能力、實驗數(shù)據(jù)的整理和分析、實驗報告的撰寫規(guī)范性0100010合計2510560100（1）課堂表現(xiàn)及評分標準課程目標考核內(nèi)容評分標準90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標1（3%）考核學生課下預習、復習、課堂回答問題及討論參與情況。遵守課堂紀律，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%；或能回答老師提出的問題，準確率大于90%。遵守課堂紀律，認真參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于80%；或能回答老師提出的問題，準確率大于80%。遵守課堂紀律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準確率大于70%。遵守課堂紀律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準確率大于60%。遵守課堂紀律，但不能正常參與課堂教學活動，不能回答老師提出的問題。課程目標2（2%）考核學生課下預習、復習、課堂回答問題及討論參與情況。遵守課堂紀律，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%；或能回答老師提出的問題，準確率大于90%。遵守課堂紀律，認真參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于80%；或能回答老師提出的問題，準確率大于80%。遵守課堂紀律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準確率大于70%。遵守課堂紀律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準確率大于60%。遵守課堂紀律，但不能正常參與課堂教學活動，不能回答老師提出的問題。（2）作業(yè)測試評分標準成績課程目標優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標1（7%）按時交作業(yè)，概念正確，相關知識點論述清晰，能正確理解電路的基本概念、基本定律對簡單電路進行分析和計算。按時交作業(yè)，概念正確，相關知識點論述清晰，能理解電路的基本概念、基本定律對電路進行分析和計算。按時交作業(yè)，概念正確，相關知識點論述清晰，能基本理解電路的基本概念、基本定律對電路進行分析和計算。按時交作業(yè)，概念正確，相關知識點論述清晰，能部分理解電路的基本概念、基本定律對電路進行分析和計算。按時交作業(yè)，概念正確，相關知識點論述清晰，不能理解電路的基本概念、基本定律對電路進行分析和計算。課程目標2（18%）按時交作業(yè)，基本概念正確，相關知識點論述清晰；能熟練應用各種分析方法進行復雜電路的分析和計算。按時交作業(yè)，基本概念正確，相關知識點論述清晰；基本能熟練應用各種分析方法進行復雜電路的分析和計算。按時交作業(yè)，基本概念正確，相關知識點論述清晰；能應用各種分析方法進行復雜電路的分析和計算。按時交作業(yè)，基本概念理解一般，相關知識點論述一般；基本能應用各種分析方法進行復雜電路的分析和計算。不交或不按時交作業(yè)；有抄襲現(xiàn)象；或者基本概念不清晰；相關知識點論述不清晰；不能應用各種分析方法進行復雜電路的分析和計算。每次作業(yè)測試按百分制評分，以所有作業(yè)測試的平均成績計入總成績。（3）實驗環(huán)節(jié)考核及評價標準成績課程目標優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標3（10%）實驗態(tài)度端正；實驗操作規(guī)范、實驗結果正確；考核中能準確地回答全部問題；實驗報告撰寫規(guī)范、整潔、全面。實驗態(tài)度端正；實驗操作規(guī)范、實驗結果正確；考核中能基本準確地回答全部問題；實驗報告撰寫規(guī)范整潔。實驗態(tài)度端正；實驗操作基本規(guī)范，實驗結果正確；考核中能準確地回答主要問題；實驗報告撰寫基本規(guī)范。實驗態(tài)度較端正；實驗操作基本規(guī)范，實驗結果基本正確；考核中能準確地回答部分