电工电子学（二）机械电子工程

PAGEPAGE9《电工电子学（二）》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称电工电子学（二）课程编号320050042课程性质必修课课程类别学科专业基础课开课单位智能与信息工程学院授课学期第4学期学分/学时3/48课内学时48理论授课40上机学时0课内实践0实验学时8课外学时0适用专业机械电子工程是否双语否先修课程高等数学、大学物理、大学英语、工程制图后续课程工业机器人设计与集成、工业机器人的应用技术二、课程简介电工电子学（二）是高等工科院校机械电子工程专业的学科专业基础课。本课程是电子技术部分，并着重加强电子技术的应用及一些新技术的介绍，内容包括半导体器件、基本放大电路，负反馈放大器，集成运算放大器的应用，逻辑门电路和组合逻辑电路等知识进行理论讲授及实验验证，具备设计和分析机械电子工程问题中电子电路、机械电子领域工程问题的能力，全面考核学生对知识的掌握、运用、分析问题、解决问题能力,使学生具备实践能力、创新能力和新产品设计开发能力。结合课程教学培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点，良好的职业道德、创新精神，帮助学生树立科学的世界观。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.能够描述电工电子学中电子技术中的基本概念、功能电路组成、工作原理、性能特点及其分析方法，总结逻辑代数的基本概念和定理辑函数的描述方法和化简方法，具有抽象思维能力，逻辑分析能力，能为机械电子工程问题提供电路设计、数据分析等方面提供支撑，具有阅读和应用能力。让学生具有理论联系实际的能力，用基本理论和方法解决实际问题的能力，能够对机械电子工程领域工程问题进行分析、数学建模与求解，具备应用基本理论分析工程问题的能力。课程目标2.通过实验教学环节进行电子电路基本技能训练，培养学生实验研究能力和电路常见故障排除能力，能够安全科学的开展实验，能够正确采集整理实验数据，并通过信息综合，得到合理有效的结论。具备文献资料检索能力，并能够分析机械电子工程问题，以获得有效结论。课程目标3.能够运用电子电路分析设计的基本方法，能准确选择电路设计中的器件参数，基于工程设计和产品的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。通过课程教学，培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，激发学生求知热情、探索和创新精神，使学生善于思考，勇于实践。培养正确严谨的科学研究作风和踏实认真的研究方法，拓展自主实践、主动创新的意识，为今后的科研工作及与专业有关的工程技术工作打好基础。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1.1：学习数学和相关的自然科学知识，能够对机械电子工程领域复杂工程问题进行分析、数学建模与求解。指标点1.2：掌握解决机械电子工程领域问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力。1-工程知识课程目标2指标点2.3：具备文献资料检索能力，能够对文献进行分析和归纳，并将其用于分析复杂机械电子工程问题，以获得有效结论。指标点4.3：能够通过构建实验系统，安全科学的开展实验，能够正确采集整理实验数据，并通过信息综合，得到合理有效的结论。2-问题分析4-研究课程目标3指标点5.1：能够合理选择与使用解决复杂机械电子工程问题所需的多种仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具；5-使用现代具四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元半导体器件（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）PN结的单向导电特性；半导体二极管，稳压管的伏安特性；半导体三极管的输入输出特性和主要参数。（2）杂质半导体的形成，内部多子和少子运动情况；PN结的形成；半导体三极管的结构和工作原理。（3）半导体的三种特性；场效应晶体管。2.重点和难点重点：PN结的单向导电特性；半导体二极管，稳压管的伏安特性；半导体三极管的结构、工作原理、输入输出特性和主要参数。难点：半导体二极管，稳压管，半导体三极管的应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）实验：实验设备的使用及晶体管测试：理解并掌握常用实验仪器的用途和使用方法。学会用万用表测二极管、三极管的管脚。4.学生学习预期成果对半导体的特性、形成、内部载流子的运动，PN结的形成、特性，半导体器件的结构、伏安特性和工作原理的归纳。判断简单电子电路的输入输出关系，可分析工程问题中的简单电子电路。5.支撑课程目标课程目标1。第二单元基本放大电路（学时数：12学时）1.课程主要内容（1）基本放大电路1)放大的基本概念，放大电路的主要指标；2)放大电路的组成特点，静态工作点设置的必要性；3)放大电路的直流、交流通路的画法，计算放大电路的电压放大倍数、输入和输出电阻；4)温度对静态工作点的影响，工作点稳定电路、射极跟随器的特点及电路分析，；（2）多级放大电路1)多级放大电路的耦合方式及特点；2)阻容耦合多级放大电路的工作原理和电压放大倍数的计算；3)直接耦合放大电路中零点漂移现象及其抑制措施，差动放大电路的工作原理、输入和输出方式以及各项指标的计算。（3）集成运算放大电路1)集成运算放大器的内部电路，理想集成运放的特点和实际运放的主要参数；2)集成运放的种类、选择和使用。（4）放大电路的频率响应2.重点和难点重点：；放大电路的组成、参数及选择、工作原理、分析方法。难点：放大电路的工作原理、分析方法。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力。（3）通过课堂讨论，强化工程观念，拓展知识应用能力和创新能力。（4）实验：基本放大电路：掌握单管放大电路的静态工作点及放大倍数的测量方法。观察放大电路中，有关参数的变化对防大电路性能的影响。学会测量放大电路的输入输出电阻。掌握表的使用方法。4.学生学习预期成果能够描述放大电路的基本概念、组成特点、参数选择，熟练运用放大电路的工作原理、分析方法，能够说出机械电子领域的相关技术标准体系，能运用相关知识分析机械电子领域工程问题中电子电路，熟练运用基本实验方法，能够按照给定的实验方案，合理选用实验仪器、设备和元器件，搭建实验系统，并正确实施实验，具备测试与调试电子电路的基本技能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第三单元负反馈放大器（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）反馈的基本概念和分类，会判断反馈放大电路的类型和极性。（2）负反馈对放大电路性能的影响。2.重点和难点重点：反馈的基本概念和分类，会判断反馈放大电路的类型和极性。难点：判断反馈放大电路的类型和极性。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；4.学生学习预期成果能够描述反馈的基本概念和分类，能运用所学对机械电子工程领域中的反馈放大电路的类型和极性进行识别、判断，能够描述负反馈对放大电路性能的影响。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第四单元集成运算放大器的应用（学时数：6学时）1.课程主要内容（1）理想集成运放线性应用和非线性应用的特点。（2）由集成运放组成的比例、求和、减法运算电路的工作原理以及输入和输出的关系。（3）电压比较器工作原理以及输入和输出的关系。2.重点和难点重点：理想集成运放线性应用和非线性应用的特点。由集成运放组成的比例、求和、减法运算电路的工作原理以及输入和输出的关系。电压比较器工作原理以及输入和输出的关系。难点：由集成运放组成的比例、求和、减法运算电路的工作原理以及输入和输出的关系。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力。（3）实验：运算放大器：掌握运算放大器组件的工作原理及外部特性。用运放组件组成反相比例放大器和积分器，并测试其功能。4.学生学习预期成果能够描述理想集成运放线性应用和非线性应用的特点，熟练使用线性应用的分析方法；具有求解工程问题中由集成运放组成的比例、求和、减法运算电路的能力，能够分析运算电路的工作原理以及输入和输出关系。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第五单元逻辑门电路和组合逻辑电路（学时数：18学时）1.课程主要内容（1）基本的逻辑关系和逻辑门电路（2）逻辑代数的三种基本运算、逻辑代数的基本公式和常用公式及基本定理；（3）逻辑函数及其描述方法、逻辑函数的化简方法。（4）组合逻辑电路1）组合逻辑电路的分析方法和设计方法；2）常用的中规模组合逻辑模块：编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器的工作原理、功能表和扩展应用。2.重点和难点重点：逻辑函数的四种表示方法：真值表、逻辑表达式、卡诺图及逻辑图以及它们之间的相互转换、用公式法和卡诺图法对逻辑函数进行化简。组合逻辑电路的分析方法。难点：逻辑函数的卡诺图化简法。组合逻辑电路的分析与设计。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力。（3）实验：门电路：了解集成电路芯片的基本常识，并掌握其运用方法，测试常用门电路的芯片逻辑功能。4.学生学习预期成果对各种不同数制进行相互转换，检验逻辑代数的三种基本运算，能对一般逻辑问题进行归纳。总结逻辑代数的基本公式和常用公式及基本定律，能对逻辑函数进行化简和变换、解决逻辑函数的表示方法、化简和变换，能对逻辑函数的各种表示方法进行相互转换。能运用相关知识分析机械工程中的电路问题。熟练撰写基本实验方法，能够按照给定的实验方案，搭建实验系统并正确实施实验，具备测试与调试机械电子工程电路的基本技能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元半导体器件讲授法、实验课程目标182:1第二单元基本放大电路讲授法、案例教学、专题研讨、实验课程目标1、2、3122:1第三单元负反馈放大器讲授法、案例教学课程目标1、2、342:1第四单元集成运算放大器的应用讲授法、案例教学、专题研讨、实验课程目标1、2、362:1第五单元逻辑门电路和组合逻辑电路讲授法、案例教学、实验课程目标1、2、3182:1合计482:1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩30-40%作业（百分制）50本门课程作业，主要考核知识归纳情况目标分值=0.5*作业平均成绩测验（百分制）30主要测试各单元知识应用情况目标分值=0.3*测验平均成绩课堂表现（百分制）20根据课堂讨论，发言等情况打分，次数不限，最终总成绩按比例折算，满分20分。实践成绩10%实验（百分制）100共计四次实验，根据实验操作、实验过程、实验结果、实验数据分析和实验报告等，评定学生成绩目标分值=实验平均成绩期末考试50-60%知识40考核内容：上述各单元理论知识考试题型：判断、选择、填空、简答、作图、分析、计算等（任选，不低于四种）依据试卷评分标准进行评价能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元半导体器件1-1半导体的基本知识与PN结1-2二极管1-3稳压二极管1-4双极结型晶体管1-5场效晶体管1-6光电器件作业、测验、实验、期末考试课程目标1第二单元基本放大电路2-1放大器概述2-2单管放大电路静态分析2-3单管放大电路动态分析2-4工作点稳定的放大电路2-5射极跟随器2-7多级放大电路2-8差分放大器2-10集成运算放大器作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3第三单元负反馈放大器3-1反馈的基本概念3-2负反馈对放大器性能的影响作业、测验、期末考试课程目标1、2、3第四单元集成运算放大器的应用4-1模拟运算电路4-2信号处理电路作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3第五单元逻辑门电路和组合逻辑电路5-1基本逻辑关系和逻辑门电路5-2集成门电路5-3逻辑函数的表示和化简5-4组合逻辑电路的分析和设计5-5组合逻辑部件作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材刘全忠、刘艳莉.电工学Ⅱ-电工技术.高等教育出版社，2023（二）相关推荐书目1、刘永波.电工技术.机械工业出版社，20062、（美）FrankD.Petruzella著