电路分析基础 第2版 电工技术基础课程标准

《电工技术基础》课程标准撰写人：吴丽丽编写日期：2021年8月修改日期：2023年8月一、课程信息1.课程名称：电工技术基础2.课程代码：05011023.学分/学时：2.5/484.适用专业：机器人技术5.开课学期：第2学期6.授课对象：四年制本科生7.课程类别：专业基础课/必修课8.开课单位：智能制造学院9.课程负责人：吴丽丽10.审核人：黄海燕二、课程简介（一）课程性质《电工技术基础》课程是机器人技术专业的一门专业基础课程。课程的地位、作用课程是所有“强电专业”和“弱电专业”的必修课，课程在机器人技术专业的课程体系和教学内容中起着承前启后的重要作用。通过本课程的学习，学生可以掌握电路分析的基本概念、基本原理和基本方法，提高分析电路的思维能力与计算能力，为学习后继课程奠定必要的理论基础，在培养机器人技术人才中具有不可替代的地位。（三）与其他课程的关系前修课程平行课程后续课程高等数学A（Ⅰ）、高中物理大学物理、大学物理实验、工程力学电子技术基础、电气控制与PLC应用技术、自动控制原理、传感与检测技术等三、课程目标总体目标：通过本课程的学习使学生具有良好的安全意识和安全用电操作习惯，掌握电路分析的基本概念、原理和方法，熟悉直流电路的一般分析方法、电路简化方法以及重要的电路定理，掌握动态电路分析，单相正弦交流电路、三相交流电路、电机等的分析方法。同时能掌握相应的电路实验设计思路及规范实验步骤，能通过电路实验对电路分析方法、电路定理等进行验证和分析测试。（一）知识目标核心目标：掌握基本直流电路与交流电路的分析。一般目标：掌握交流电路和直流电路在生活中的应用。（二）能力目标核心目标：能分析直流、交流稳态电路以及动态电路暂态分析，能正确使用万用表、示波器等常用电工电子仪器仪表。一般目标：能按照电路图组装、连接电路，测试分析电路性能。（三）素质目标核心目标：具备良好的团队协作创新能力和良好的安全用电行为习惯。一般目标：具备严谨科学的学习态度和方法，具备较强的语言表达和逻辑思维能力。四、课程设计（一）课程设计理念解构传统的学问导向职业教育课程，建构实践导向职业教育课程；以修身立德教育、培养环保意思、爱国情怀与职业素养相融合，凸显课程思政教育，实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的育人模式。采用以模块为载体，实践为导向充分融合理论与实践知识和能力的教学方式，以实践技能项目为引领，充分运用多媒体教学手段，充分利用智慧树平台，促进学生自主学习。运用工作室机制，基于工作内容的“案例分析法”、“分组讨论法”、“实践操作测试分析法”、“教学做一体化”等多样混合式教学方法，以点带面，师生双方共同完成相应的模块教学任务。（二）课程设计思路本课程在剖析机器人技术专业人才培养方案和企业调研的基础上，确定了“以能力为本位，以提高学生电工技术核心技能和综合应用能力为目标”的课程教学体系建设思路，对课程教学内容和组织模式进行了模块化重构：以模块为载体，实践为导向，充分融合《电工技术基础》课程理论与实践知识和能力。本课程共安排48学时，电工技术基础共设计了7个项目，通过系统学习、动手操作、延伸拓展训练，培养学生的电工技术应用能力、工程实践及综合创新能力，为后续相关课程的学习及从事工程技术工作、科学研究打下坚实的基础。教学实施方面，先学习在实践前所必要的理论知识，再进行实践内容的操作，操作过程中边动手、边跟上相应的理论知识，同时解决实践中遇到的各类问题，最后综合分析该实践项目，将需要的理论知识整理、归纳出来，使学生在实践过程中获得更全面、更有效的理论基础和应用知识。教学评价：教师评价、实验报告成绩等评定方式，注重学生综合能力的评价。（三）课程思政实施策略根据课程知识的模块化结构，将《电工技术基础》课程思政分为四个大的专题：1.修身立德教育提高学生个人修养，培养有正确三观、人格健全的社会主义建设者和接班人是思政教育的一项重要内容。如欧姆定律、基尔霍夫定律等内容时可以融入“小我”、“大我”，彼此成就，正确看待个人约束和社会约束，不断提高自我要求，进行自我束，有意识的培养和锻炼自律能力。2.培养环保意识在学习功率因数的提高这个知识点时，通过引入“按功率因数调整电费办法”征收电费的实际应用案例，说明提高功率因数可使电源设备的容量充分利用，节能降耗，提高供电和用电双方的经济效益和社会效益，是合理利用有限电力资源的有效方法。倡议在学生中开展“节能降耗，从我做起”动，让学生充分认识节能降耗工作的紧迫性和重要性。3.培养爱国情怀电力是关系国计民生的基础产业，事关经济社会发展全局。在正弦交流电路教学模块的引入时，首先让学生了解我国电力行业的发展概况，通过了解我国电力发展动态，提升学生的民族自豪感以及未来从事相关专业工作的热情。4.职业素养教育工科学生的职业素养和科学精神的培养，也应在教学环节中体现其重要性。高等教育是通识教育，通识教育是一种人文教育，重在“育”而非“教”，意在培养学生良好的职业素养。如果把人的职业生涯看作一棵树，则树的根系就是一个人的职业素养，枝、干、叶、型就是其显现出来的职业素养的表象。要想枝繁叶茂，首先必须根系发达。正所谓“实践出真知”、“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，“电工实验”是对理论课程的巩固和拓展，也是职业素养培养的有效途径。五、课程内容、基本要求及学时分配课程主要内容包括：电路的建构与基础分析、电路的等效变化、电路的基本分析方法及定理、动态电路的暂态分析、单相正弦交流电路分析与测试、三相交流电路、电机机构及原理课程具有基础性、工程性、应用性和先进性的特点。表5-1课程的教学内容、基本要求及学时分教学模块教学内容学时教学目标（教学基本要求）教学资源/线上学习资源教学安排（线上学习/混合式课堂）教学方法/手段评价方式考核要点教学条件/教学场所项目一电路的建构与基础分析8电路的建构11.了解电路模型和理想电路元件的概念。2.熟悉电阻元件、电感元件、电容元件、电压源、电流源、受控源等理想电路元件的性能特点。智慧树网()浙江广厦建设职业技术大学——《电工技术基础》智慧树网()浙江广厦建设职业技术大学——《电工技术基础》智慧树网()浙江广厦建设职业技术大学——《电工技术基础》智慧树网()浙江广厦建设职业技术大学——《电工技术基础》线上学习混合式课堂线上学习混合式课堂线上学习混合式课堂案例分析分组讨论讲练结合课堂表现线上学习作业等电路的建构多媒体教室电路基本物理量21.理解电压、电流、电位、电动势的概念，能区分各量在描述问题时的区别。2.理解并掌握参考方向在电路分析中的应用。3.掌握电功率与电能的计算。电路基本物理量电路的基础分析21.熟悉电路的三种状态及各自对应的特征。2.掌握基尔霍夫定律的内容，并能灵活运用定律解决电路分析中的问题。基尔霍夫定律电路的实验法31.掌握电工常用仪器仪表的使用。2.会进行电路元件的识别和特性测试。3.能进行电路的建构与基本定律的验证。实验法实验报告基尔霍夫定律验证电工电子综合实验室项目二电路的等效变换3电路的等效变换31.理解电路等效变化的定义。2.掌握电阻等效电阻的计算（串、并联、混联）。3.熟悉电阻的星型和三角形联结的等效变化。4.熟悉串联、并联电容、电感的等效计算。5.掌握电源的等效变化。案例分析分组讨论讲练结合课堂表现线上学习作业等电路等效变换多媒体教室项目三电路的基本分析方法及定理9电路的基本分析方法3理解并掌握支路电流法、网孔电流法、节点电压法，并熟悉各种方法的特点及解题步骤。电路的分析计算电路的基本定理3理解并掌握叠加定理、戴维南定理，并能分析解决具体的电路问题。了解替代定理、诺顿定理的内容及应用。电路的分析计算定理的实验法验证3掌握实验法验证叠加定理、戴维南定理的方法及实际应用。实验法实验报告叠加、戴维南定理的验证电工电子综合实验室项目四动态电路的暂态分析与测试6一阶动态电路暂态计算分析31.掌握电容、电感伏安特性；2.了解电路产生过渡过程的原因；3.理解换路定律及初始条件、稳态值的求取；4.掌握三要素法分析一阶动态电路暂态分析。案例分析讲练结合课堂表现线上学习作业等三要素法多媒体教室一阶动态电路暂态实验法分析31.会熟练使用示波器；2.用示波器来观测、验证暂态电路电压、电流随时间变化的规律。实验法实验报告一阶动态电路的暂态电工电子综合实验室项目五单相交流电路的分析与测量12正弦交流电识别与分析31.掌握正弦电交流电的三要素。2.能用相量式和相量图表示正弦量。3.掌握相量法的应用案例分析分组讨论讲练结合课堂表现线上学习作业等三要素、相量法多媒体教室单一参数交流电路2掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路中电压与电流的关系分析单一参数电压电流关系RLC交流电路的分析41.熟悉阻抗、导纳的概念及R、L、C对应的阻抗、导纳形式；2.掌握分析RLC串联、并联电路的方法；3.熟悉RLC串联、并联电路中电压与电流的关系及电路的功率；4.熟悉提高功率因数方法5.熟悉正弦交流电路的解题步骤RLC电路的电压、电流、功率关系单相交流电路的实验法分析31.R、L、C元件阻抗特性的测定2.RLC串联交流电路和并联交流电路实验法实验报告电压、电流关系多媒体教室项目六三相交流电路的分许与测量6三相电源负载连接31.理解三相交流电动势的特点；2熟悉三相电源、负载的连接方式及各自特点。线上学习混合式课堂教师讲授案例分析任务驱动课堂表现线上学习作业等三相电源的连接多媒体教室三相电源功率计算与3掌握安全用电的方法及急救措施掌握三相电源的功率计算及会进行三相功率的测量分析实验法实验报告三相功率计算、测量电工电子综合实验实训室项目七电机结构与原理4电机原理3掌握耦合电路的分析。熟悉变压器、异步电动机的结构、原理、铭牌等内容。教师讲授案例分析任务驱动课堂表现线上学习作业等电机原理多媒体教室电机的使用1能正确识别变压器、异步电动机，并进行基本操作。实验法实验报告电机的使用电工电子综合实验实训室合计48六、教学组织与实施建议（一）教材编写与选用本课程的对应教材已经立项为浙江省高职院校“十四五“首批重点教材，预计于2024年6月将正式出版，之后的授课会采用这一本教材。在这之前优先选用“十三五、十四五”国家级规划教材或重点教材，专业教学指导委员会推荐的教材，浙江省新形态教材；优先选用近三年出版的新教材；优先选用国家级、省部级获奖教材。教材要求适合职业本科机器人技术的教学，不得选用高职教材。本课程高职自编教材已于2016年4月由电子科技大学出版社，后续课程组将结合职业本科特点，对教材进行完善。（二）课程教学资源开发与利用1.线上资源与建设说明线上资源引用：课程组已经在智慧树上平台建立了相应的线上资源，包括59个知识点的视频资源、习题库等资源，随着课程的推进，会对线上资源进行进一步补充完善。2.线下资源应用现有校内实验实训条件：电工技术实验室2个，电工工艺实验室1个。（三）教学方法1.教学组织本课程主要以常用电工仪器仪表的使用、直流电路的计算与分析、单相交流电路的计算和分析、三相交流电路的分析、电工综合基本技能训练这五大模块实施教学；前四大模块以基本理论和技能为主，主要通过理论讲授和实验相结合的方式组织实施课堂教学，电工综合基础技能以技能操作应用为主，其课堂教学方式以实践操作为主，教学做一体化。2.教学方法根据不同课堂教学内容及学生特点，充分利用以下方法实施教学。(1)案例分析法案例分析法在直流电路讲解中，主要使用生活中手电筒电路为例进行分析讲解直流电路的基本组成；在交流电路讲解中，主要使用生活中日常单相照明电路，例荧光灯RL电路为例进行讲解分析，能够让学生活学活用，掌握三相四线制电路中，基本交流电路分析方法，正弦交流电的三要素、功率因数的提高、功率的计算。(2)分组讨论法分组讨论法是在教师的指导下，采用小班化组长负责制，围绕课堂教学内容，各抒己见，通过讨论分析，加深与巩固所学的电工直流电路与交流电路的基本知识与应用。目的在于培养团队合作精神，激发学生的学习兴趣，带动学习困难学生。(3)实践操作测试分析法实践操作测试分析法主要应用于常用仪器与仪表的使用、直流电路欧姆定律、基尔霍夫定律、戴维南定理等直流测试项目与交流电路纯电感电路与纯电容电路等交流项目的测试，在教与学的过程中，教师示范操作引导，与学生一起分析测试数据，共同探讨直流与交流理论基础知识，从而达到理实一体的教学效果。(4)教学做一体化教学做一体化的教学方法就是教中学、学中做、做中学，学生在学习电工综合基础技能训练中，由教师指导基本操作，学生在学习操作中完成作品，在制作电机控制电路接线中学习电机控制电路基本原理与工艺接线基本方法，培养他们的团队合作协调能力和严谨踏实的工作作风。（四）教学建议在教学组织中，结合教学内容与电工技术基础实际应用案例深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，从而强化用电中的规范意识、标准意见、质量意识与安全意识；在教学实施中主要利用线上资源，实施线上线下混合教学。课前：学生学习线上资源引导学生充分利用碎片化时间学习，学生通过观看教师推荐的网络视频等进行线上学习；教师通过课前测试或课堂提问等了解学生学习情况，实行在线学习的师生互动机制和监督机制。课中：根据具体课程内容及学生在线学习情况，开展课堂教学：以学生为主体，组织学生充分利用在线学习问题，教学讲授、师生互动解决重点、难点问题，调动学生的积极性。对于通过线上学习“吃不透”的课程内容，教师应深入讲解分析或者以“做中学”、“做中教”的实践教学解决，如利用课件讲解、习题课等形式，解决学生的难点；课堂教学中合理利用任务驱动、案例教学、小组合作学习等方法，充分利用智慧树等平台，借助信息化教学手段，提高课堂学习的有效性。课后：深化线上线下学习内容。学生结合课中所学或者多次观看在线学习视频，解决前期线上学习遇到的问题并完成课后任务巩固所学内容。（五）课内外教学环节教学安排及基本要求教学环节及学时分配表见表6-1。表6-1课程教学环节及学时分配表序号课程内容课内学时课外学时理论学时（习题课）实践学时合计1项目一电路的建构与基础分析53882项目二等效变换30333项目三电路的基本分析及定理63994项目四动态电路的暂态分析与测试33665项目五单相交流电路分析与测量9312125项目六三相交流电路33666项目七电机结构与原理3144合计32164848课内实践环节教学安排见表6-2。表6-2课内实践环节教学安排及要求序号教学内容教学基本要求实践类别课内学时课外学时实践要求1电路的实验分析方法1.掌握电工常用仪器仪表的使用。2.会进行电路元件的识别和特性测试。3.能进行电路的建构与基尔霍夫基本定律的验证。操作性32必做2定理的实验法验证掌握实验法验证叠加定理、戴维南定理的方法及实际应用。操作性33必做3一阶动态电路暂态实验法分析1.会熟练使用示波器。2.用示波器来观测、验证暂态电路电压、电流随时间变化的规律。操作性31必做4单相交