《電工技術(shù)》教學(xué)大綱

《電工技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05130011課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)分：2.5學(xué)分學(xué)時(shí)：40學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等后續(xù)課程：大氣污染控制工程、水污染控制工程等適用專業(yè)：環(huán)境工程開課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說(shuō)明《電工技術(shù)》是環(huán)境工程本科專業(yè)學(xué)生的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課。本課程主要傳授電路、電機(jī)和電氣控制的基本理論知識(shí)和分析電路的基本方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程及以后從事技術(shù)工作打下必要的電工技術(shù)基礎(chǔ)。本課程理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，有廣闊的工程背景，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)和提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有重要的作用，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的法治觀念、社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識(shí)。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：掌握電路、電機(jī)和電氣控制的基本原理，理解電路的基本概念、基本定律和定理。能夠正確使用電路變換方法對(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行分析，應(yīng)用電路相關(guān)定律和定理計(jì)算交直流電路的參數(shù)。課程目標(biāo)2：通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，增強(qiáng)課程的綜合實(shí)踐性，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題等方面的能力。課程目標(biāo)3：能夠正確使用相關(guān)電工儀表測(cè)量電路參數(shù)，理解實(shí)驗(yàn)電路故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，重視學(xué)生動(dòng)手操作技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的分析、設(shè)計(jì)、總結(jié)歸納能力，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的研究和技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。了解我國(guó)在電工領(lǐng)域的貢獻(xiàn)和優(yōu)勢(shì)、與世界相關(guān)行業(yè)的差距，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和時(shí)代緊迫感。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電工技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表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)1.3能夠針對(duì)環(huán)境相關(guān)工程問(wèn)題的具體對(duì)象，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型并合理求解。課程目標(biāo)1：掌握電路、電機(jī)和電氣控制的基本原理，理解電路的基本概念、基本定律和定理。能夠正確使用電路變換方法對(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行分析，應(yīng)用電路相關(guān)定律和定理計(jì)算交直流電路的參數(shù)。M2.問(wèn)題分析2.1能應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與工程的基本原理，對(duì)復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、表達(dá)與邏輯推理。課程目標(biāo)2：通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，增強(qiáng)課程的綜合實(shí)踐性，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題等方面的能力。了解我國(guó)在電工領(lǐng)域的貢獻(xiàn)和優(yōu)勢(shì)、與世界相關(guān)行業(yè)的差距，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和時(shí)代緊迫感。H4.研究4.2能夠設(shè)計(jì)方案，選用或搭建實(shí)驗(yàn)裝置，采用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，安全地開展實(shí)驗(yàn)，能采集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。課程目標(biāo)3：能夠正確使用相關(guān)電工儀表測(cè)量電路參數(shù)，解釋實(shí)驗(yàn)電路故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，重視學(xué)生動(dòng)手操作技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的分析、設(shè)計(jì)、總結(jié)歸納能力；為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的研究和技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”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1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表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)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4歐姆定律1.5電源有載工作、開路與短路1.6基爾霍夫定律1.7電路中電位的概念及計(jì)算教學(xué)要求：使學(xué)生理解并掌握電路模型、電路的基本物理量、參考方向及關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向的概念；掌握電路元件、電阻元件和獨(dú)立電源的特點(diǎn)；掌握基爾霍夫定律；掌握電路中電位的概念及計(jì)算。重點(diǎn)：參考方向及關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向、基爾霍夫定律。難點(diǎn)：基爾霍夫電壓定律。621、2、32.電路的分析方法2.1等效變換的概念2.2電阻星型聯(lián)結(jié)與三角形聯(lián)結(jié)的等效變換2.3電源的兩種模型及其等效變換2.4支路電流法2.5疊加定理2.6戴維寧定理與諾頓定理教學(xué)要求：使學(xué)生理解并掌握等效與等效變換的概念；理解并掌握實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換；掌握電阻的等效變換及計(jì)算；掌握支路電流法；掌握疊加定理；掌握戴維寧定理與諾頓定理。重點(diǎn)：等效變換及等效電路的化簡(jiǎn)；實(shí)際電壓源、電流源的等效互換、支路電流法、疊加定理、戴維寧定理與諾頓定理。難點(diǎn)：支路電流法。81、2、33.電路的暫態(tài)分析3.1電阻元件、電感元件與電容元件3.2儲(chǔ)能元件和換路定則3.3RC電路的響應(yīng)3.4一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法教學(xué)要求：使學(xué)生掌握電路的初始條件，換路原理；熟練掌握RC、RL電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、一階動(dòng)態(tài)電路全響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)和三要素法。重點(diǎn)：換路定理；RC、RL電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)。難點(diǎn)：一階動(dòng)態(tài)電路全響應(yīng)，時(shí)間常數(shù)；三要素法。41、2、34.正弦交流電路4.1正弦電壓與電流4.2正弦量的相量表示法4.3單一參數(shù)的交流電路4.4電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路4.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)；4.6功率因數(shù)的提高教學(xué)要求：使學(xué)生了解復(fù)數(shù)的概念和復(fù)變量的表示方法；理解相量的含義；掌握電路定律的相量表示法；掌握阻抗、導(dǎo)納、相量圖；熟練掌握穩(wěn)態(tài)電路分析、功率、功率因數(shù)、復(fù)功率；掌握用相量法分析交流電路。重點(diǎn)：正弦量的概念，有效值和相位差的概念、阻抗、導(dǎo)納、功率因數(shù)。難點(diǎn)：電路定律的相量形式、RLC串聯(lián)交流電路的分析。421、2、35.三相電路5.1三相電壓5.2負(fù)載星型聯(lián)結(jié)的三相電路5.3負(fù)載三角型聯(lián)結(jié)的三相電路5.4三相功率教學(xué)要求：使學(xué)生掌握三相電源、三相電路的聯(lián)接方式、對(duì)稱三相電路概念；熟練掌握線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系，對(duì)稱三相電路的功率；了解不對(duì)稱三相電路及其計(jì)算方法。重點(diǎn)：線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系。難點(diǎn)：對(duì)稱三相電路的功率、瞬時(shí)表達(dá)、相量表達(dá)。421、2、36.交流電動(dòng)機(jī)6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)6.6三相異步電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、轉(zhuǎn)動(dòng)原理；熟練掌握線三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)方法；了解三相異步電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)。重點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)。難點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、轉(zhuǎn)動(dòng)原理。21、2、37.繼電接觸器控制系統(tǒng)7.1常用控制電器7.2籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路7.3籠型電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路教學(xué)要求：使學(xué)生掌握常用控制開關(guān)的用途；了解籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的控制線路。重點(diǎn)：常用控制開關(guān)。難點(diǎn)：籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的控制線路。421、2、3合計(jì)3282.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.戴維寧定理的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：驗(yàn)證戴維寧定理。實(shí)驗(yàn)要求：初步了解和學(xué)習(xí)常用直流電工儀器儀表的使用方法；學(xué)習(xí)直流電壓、電流的測(cè)量方法；用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證戴維寧定理，加深對(duì)定理的理解。21、2、32.正弦交流電路電壓電流的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：交流電壓、電流的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)要求：掌握正弦交流電壓、電流的測(cè)量方法；掌握示波器等常用電子儀器的使用方法。21、2、33.三相電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定三相交流電路電壓、電流。實(shí)驗(yàn)要求：掌握三相電路電壓、電流的測(cè)量方法；掌握負(fù)載的△和Y的連接方法；實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的比較。21、2、34.電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用三相電源控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)要求：了解三項(xiàng)異步電機(jī)接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制的接線和操作方法，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器的正反轉(zhuǎn)控制的基本原理與實(shí)物連接的要求。21、2、3合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解線性集總參數(shù)非時(shí)變電路、電機(jī)及電氣控制的基本理論與一般分析方法，在掌握電路、電機(jī)的基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，具有分析計(jì)算電路的基本方法和設(shè)計(jì)基本電路的初步能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生電工技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。掌握基本電工設(shè)備的使用方法，掌握電壓、電流的測(cè)量方法，掌握電動(dòng)機(jī)基本控制線路的搭建和調(diào)試方法。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來(lái)完成理論的驗(yàn)證；如何組織實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)和分析檢查與排除故障；電工設(shè)備的使用方法，掌握電壓、電流的測(cè)量方法，掌握電動(dòng)機(jī)基本控制線路的搭建和調(diào)試方法。采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法，在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書預(yù)習(xí)與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全用電規(guī)則，按操作規(guī)程使用設(shè)備，確保人身和設(shè)備的安全；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：（1）秦曾煌著.《電工技術(shù)》(第七版)[M].北京.:高等教育出版社,2013年.2.參考書：（1）李麗敏.《電路分析基礎(chǔ)》[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2019年.（2）邱關(guān)源.《電路》(第五版)[M].北京:高等教育出版社.2006年.（3）陳曉平.《電路原理》(第三版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2018年.（4）許翏.《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》(第三版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2022年.（5）李仁.《電氣控制技術(shù)》(第三版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2021年.3.期刊：（1）電工技術(shù)學(xué)報(bào),中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)主辦（2）電工電能新技術(shù),中國(guó)科學(xué)院電工研究所主辦（3）電測(cè)與儀表,中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)電磁測(cè)量信息處理儀器分會(huì)主辦（4）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,US（5）IEEETransactionsonPowerElectronics,US4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）愛課程網(wǎng)./home/（2）精品課網(wǎng)./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)系見表4。表4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)123過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)8（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?32隨堂測(cè)試12（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次隨堂測(cè)試單獨(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）以隨堂測(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?42作業(yè)12（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)。√√√642實(shí)驗(yàn)8（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以實(shí)驗(yàn)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?32期末考核60（1）期末考核方式為大作業(yè)，考核成績(jī)100分，以大作業(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)。（2）主要考核電路變換方法對(duì)復(fù)雜電路的分析，應(yīng)用電路相關(guān)定律和定理計(jì)算小規(guī)模靜態(tài)電路和動(dòng)態(tài)電路的參數(shù)等內(nèi)容?！獭獭?52510合計(jì)：100分433918八、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)、隨堂測(cè)試、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、期末考核等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末考核成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末考核方式為大作業(yè)，期末大作業(yè)成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、隨堂測(cè)試等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過(guò)程性考核和期末考核應(yīng)涵蓋教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。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)、所占比重見表5。表5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)20積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。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，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)30作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)1次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%。不交作業(yè)3次以上，準(zhǔn)確率小于60%。隨堂測(cè)驗(yàn)30隨堂測(cè)試中的概念、思路清晰，步驟完整，分析得當(dāng)，準(zhǔn)確率大于90%,書寫工整，清晰，符號(hào)，單位，作圖規(guī)范。隨堂測(cè)試中的概念、思路清晰，步驟完整，分析得當(dāng)，準(zhǔn)確率大于80%,書寫工整，清晰。隨堂測(cè)試中的概念、思路一般，步驟完整，分析較得當(dāng)，準(zhǔn)確率大于70%,書寫清晰。隨堂測(cè)試中的概念、思路一般，步驟尚可，分析尚欠，準(zhǔn)確率大于60%，能夠部分符號(hào)辨識(shí)