《电路》课程教学大纲

电路（ElectricCircuits）课程基本信息课程编号：04021537h课程总学时：56实验学时：10学时课程性质：必修课程属性:专业基础类开设学期：第3学期适用专业：电子信息工程专业；核心对先修的要求：先修的主要课程为复变函数和大学物理；大学物理提供电学的基本概念和知识，复变函数提供复数的表示方法和复数运算方面的知识。对后续的支撑：后续课程主要有模拟电子技术、数字电子技术，信号与系统等，为这些课程提供电路的基本概念和分析方法等。课程的教学理念、性质、目标和任务《电路》是电子信息工程等电类专业的一门重要的核心专业基础课，在整个专业人才培养体系中起着承前启后的重要作用；其理论严密、逻辑性强、并与工程实际结合紧密。《电路》课程系统介绍了电路的基本理论、分析和计算方法；主要学习直流和交流稳态电路以及一阶电路在给定激励下响应的各种求解方法。根据课程的特点，在教学过程中既要强调理解和掌握电路的基本概念和定理，也要求学生熟练掌握电路基本分析方法，并提高解题技巧、分析和解决问题的能力。课程分为理论和实践教学两部分，为了解决内容多和学时少的矛盾，主要采用启发式和案例式的教学方法，引导学生互动讨论并通过实验来加深理解的方式进行，多在启发思考、归纳总结和精讲多练等方面下功夫；同时充分挖掘课程中的思政元素，有效地将思政教育贯穿到课堂教学中。同时将电路分析的方法与工程实践相结合，培养学生具有辩证思维能力，树立理论联系实际的科学观，提升学生的职业素养，为学生毕业后从事相关工作打下良好的基础。通过课内实验，使学生掌握常用仪器仪表的使用方法，加深对课程内容的理解，掌握一定的实验技能，增强学生的动手能力以及分析和解决问题的能力，进而培养学生的科学思维观念和工程意识。课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1掌握电路的基本概念和基本定律，利用电路的基本模型对实际电路进行建模并进行简单电路的分析和计算。为电子信息工程领域中的实际问题提供数学建模、数据分析方面的支撑。指标点1.212能运用等效变换、电路定理和电路的一般分析方法，对复杂的直流和交流电路进行稳态分析和对一阶电路进行暂态分析，提高学生的分析计算能力和知识综合运用能力，并结合所学专业知识，认识与判断电路、信号处理等方面的复杂工程问题中的关键环节。指标点2.123具备一定的使用相关仪器开展实验研究的技能，对实验过程中出现的问题和实验结果进行正确的处理和分析，安全可靠地开展实验，提高分析和解决问题的能力。指标点4.34教学内容及进度安排（一）理论教学序号教学内容学生学习预期成果课内学时教学方式支撑课程目标1（一）电路模型和电路定律1、电路模型2、电路的组成和作用3、电路的基本物理量4、电压和电流参考方向的概念和标注方法；关联方向（重点）5、各电路元件的VCR关系式（重点）6、受控源7、欧姆定律和基尔霍夫定律（重、难点）1、对电路模型有所认知2、深刻理解参考方向和关联方向3、会判断电路中某一元件是电源还是负载4、理解回路和网孔的概念5、综合应用欧姆定律和基尔霍夫定律进行简单电路的分析和计算6讲授目标1目标42

（二）电阻电路的分析方法1、等效变换的概念和目的2、电阻的串、并联公式3、电源等效变换的五种情况（重点）4、无源二端网络的输入（等效）电阻的求解方法（重、难点）5、图论的有关知识6、支路电流法7、回路电流法（重、难点）8、节点电压法（重、难点）9、叠加定理（重、难点）10、戴维宁定理和诺顿定理（重、难点）1、深刻理解等效的概念2、能综合应用电阻和电源的等效变化进行电路的分析和计算3、会求含受控源的无源二端网络的输入电阻4、理解图论的有关概念5、会应用支路电流法求解电路6、会应用回路电流法和节点电压法进行复杂电路的分析和计算7、会应用叠加定理进行电路的分析和计算7、会应用戴维宁定理或诺顿定理求解电路8、会应用戴维宁定理求解负载获得最大功率的问题15讲授讨论目标1目标23（三）正弦稳态电路分析1、正弦量的三要素（重点）2、R、L、C元件的交流电路（重、难点）3、阻抗和导纳（重点）4、电路定律的相量形式（重点）5、正弦交流电路的功率（重、难点）6、利用相量法对正弦交流电路进行分析和计算（重、难点）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、熟练掌握R、L、C元件的VCR关系3、理解阻抗和导纳的概念及电路定律的相量形式4、理解有功功率、无功功率、视在功率的概念5、会应用相量图分析电路6、理解提高电路功率因数的意义和方法，并通过实验加深理解7、掌握谐振的特征及应用8、应用相量法对正弦交流电路进行综合分析和计算12讲授实例目标1目标24（四）三相电路1、三相对称电源及连接方式2、三相负载的连接方式3、三相电路中线电压、线电流、相电压、相电流的概念4、对称三相电路的计算（重、难点）5、三相电路中的功率（重、难点）1、理解掌握三相对称电源的概念；电源相序的概念2、掌握三相对称电源和负载的连接方式3、理解对称三相电路中线电压、线电流、相电压、相电流的概念4、能够熟练应用相量法对对称三相电路进行分析和计算5、通过理论讲授和实验理解三相四线制中中性线的作用4讲授讨论目标1目标25

（五）含有耦合电感的电路1、互感及互感电压（难点）2、含有耦合电感电路的计算（难点）3、理想变压器（重、难点）1、理解互感、互感系数、互感电压、同名端、耦合系数的概念2、熟练掌握耦合电感的自感电压和互感电压的计算3、熟悉几种去耦等效电路3、熟练掌握理想变压器的变压、变流和变换阻抗的作用4讲授目标16（六）一阶电路动态电路及特征一阶电路的零输入响应一阶电路的零状态响应一阶电路的全响应（重、难点）一阶电路的阶跃响应1、会列写一阶电路的微分方程2、熟练掌握和应用换路定则3、会画0+等效电路并根据它求电路的初始值4、理解时间常数、零输入响应、零状态响应和全响应的概念；5、应用三要素法或套用公式求直流激励下一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应6、会求阶跃响应5讲授目标1目标2实验教学序号实验名称学时实验教学内容学习要求支撑课程目标1基尔霍夫定律、叠加原理的实验研究2(1)学习实验室操作规范和注意事项，熟悉实验台的布局(2)讲解直流电压表、电流表以及直流稳压电源的使用方法(3)讲解实验内容和具体的操作步骤(4)说明实验报告的格式和撰写要求(5)比较等效前后负载的电压和电流值，验证两个定理的正确性(1)学习直流电压表、电流表以及直流稳压电源的使用方法(2)熟悉电路的接线和操作，掌握电压、电流的测量方法，正确读取实验数据(3)通过实验和实验数据分析加深对基尔霍夫定律内容和适用范围、叠加定理内容和适用范围的理解以及对齐性定理的理解(4)认真撰写实验报告，并对实验数据进行分析目标32戴维宁定理的实验研究2(1)讲解变阻箱和万用表的使用方法(2)测量实验电路负载的电压和电流(3)断开负载，测量线性有源二端网络的戴维宁定理和诺顿定理等效电路参数(4)分别将线性有源二端网络用戴维宁定理和诺顿定理等效电路等效，接上负载，重新测量负载的电压和电流(5)比较等效前后负载的电压和电流值，验证两个定理的正确性(1)进一步掌握直流电压表、电流表以及直流稳压电源和电流源、变阻箱、万用表的使用方法(2)使用电工仪表正确测量和计算线性有源二端网络的戴维宁定理和诺顿定理等效电路参数(3)通过实验和实验数据分析加深对戴维宁定理和诺顿定理的理解(4)认真撰写实验报告，并对实验数据进行分析目标33功率因数的提高3(1)讲解日光灯电路的组成、各部分的作用和电路的工作原理(2)讲述交流电压表、电流表、功率表和三相交流电源的使用方法(3)按图接线，观察并记录测量数据(1)了解日光灯电路的组成、各部分的作用和电路的工作原理(2)熟悉交流电压表、电流表、功率表和三相交流电源的使用方法(3)通过实验操作和实验数据观察在感性负载两端并联电容后电路中电压、电流、功率、功率因数的变化，理解功率因数提高的方法和意义(4)认真撰写实验报告，并对实验数据进行分析目标34三相电路的实验研究3(1)分别将三相对称和不对称纯电阻负载星形联接，测量电源的线电压和相电压、负载的相电压和相电流，填入对应的表格(2)分别将三相对称和不对称纯电阻负载三角形联接，测量电源的线电压和相电压、负载的相电压和相电流，填入对应的表格(1)进一步熟悉交流电压表、电流表、功率表和三相交流电源的使用方法；(2)掌握三相负载星形和三角形联接的接线方法，通过数据测量验证两种接法时电源的线电压和相电压、负载的相电压和电源的线电压、负载的相电流和电路的线电流之间的关系；(3)通过实验数据理解三相四线制供电系统中中性线的作用；(4)认真撰写实验报告，并对实验数据进行分析目标3课程思政《电路》课程面对的是进入大学不久的学生，在学习、思维、生活和人际交往等各方面都面临着转变，是三观形成和习惯养成的关键时期，在这个入门级专业基础课中更需要在课堂上加入思政内容，润物无声，潜移默化中引导学生进入大学的专业课学习，在理论教授中增加思政教学，从不同的哲学角度帮助学生形成正确的世界观、人生观、价值观，养成科学思维和创新习惯，培养学生大工程观；通过深入挖掘专业知识蕴含的德育元素，以思想引领促进大学生德智体美劳全面发展，实现“立德树人”。在课程教学中，课程思政内容有多处体现：1、通过介绍乔治∙西蒙∙欧姆和古斯塔夫∙罗伯特∙基尔霍夫的人生背景和主要成就，引导学生努力学习，树立远大理想，忠于职守，服务人民，成为担当民族复兴大任的时代新人。2、在讲解电流时，为便于理解电流的方向及形成条件，用水流类比电流，水是由高水位流向低水位，电流则是由高电位到低电位，引入“水往低处，流人往高处走”这句励志名言，鼓励学生努力奋斗，追求更高的目标。3、在介绍基尔霍夫定律时，引导学生认识到生活中的事情也是一样，无规矩不成方圆，要时刻遵循相应的法律法规，培养学生自我约束能力和良好的职业素养；当代大学生应加强家国情怀，没有国就没有家，个人应服从整体。4、在讲授等效变换时，通过等效变换对外等效对内不等效的特点，告诉学生处理问题时要抓住事物的核心，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面，才能较好地解决问题，以培养学生的系统观和科学的思维方法。5、在学习电阻电路的不同分析方法时，引导学生同一问题有不同的解决方法，遇事不钻牛角尖，学会缓解压力，关注心理健康；同时引导学生遇事应多思考、多想办法解决问题，不断提高创新能力。6、在学习叠加定理时，类比力量的叠加，团结就是力量，众人拾柴火焰高，众志成城，不仅便于理解定理的内容，更能使学生明白集体由个人组成，只有充分发挥个人力量，集体才能发展壮大。7、通过学习一阶RC电路的零状态响应，结合电容的充电需要一段时间才能完成，教育学生在成功的道路上从来没有捷径，需要持续不断努力，不断积累才能达到目的，鼓励学生刻苦学习，努力奋斗，脚踏实地，培养工匠精神。8、通过电路实验，使学生具有学思合一、知行合一，团队协作、工匠精神，培养学生严谨、求真务实的科学作风，建立工程思维，通过分组实验，锻炼学生团队协作能力，弘扬包容、协作、团结、尊重的核心价值观。9、在电路学习中，学生需要独立完成大量的习题，以巩固和理解所学的知识，借此课教育学生：成功就是复杂的事情简单做，简单的事情重复做，重复的事情用心做，不忘初心，必得回报，鼓励学生要耐得住学习的寂寞，才能有所收获。五、教材及参考资料1.选用教材：（1）理论课教材：①《电路（第5版）》，邱关源编著，高等教育出版社，2019年②《电路基础（第3版）》，王松林编著，西安电子科技大学出版社，2020年实验课教材：无（3）实习指导书：自编2.参考书：（1）《电路分析基础》，张永瑞编著，西安电子科技大学出版社，2018（2）《电路基础（第3版）教学指导书》王松林编著，西安电子科技大学出版社，2018.（3）《电路分析基础》，穆克编著，化学工业出版社，2019（4）《电路分析基础》李丽敏编著，机械工业出版社，20193.推荐网站（线上资源）：（1）中国大学生慕课，网址：/（2）爱课程，网址：/home/（3）国家精品课程资源网，网址：/doc/435391175.html六、教学条件电路课程教学团队有三名老师，均为硕士以上学历，其中副教授两名；学校配有多媒体教室进行理论教学；配有天煌公司的18台高性能电工实验台用于实验教学。七、课程考核、考核方式及成绩评定序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例(%)成绩比例(%)作业测试实验课堂表现期末1目标1：（支撑毕业要求指标点1.2）对电路的基础知识、基本概念、基本定律的理解和掌握70320302目标2：（支撑毕业要求指标点2.1）直流、交流稳态电路和一阶暂态电路各种分析方法的应用180240603目标3：（支撑毕业要求指标点4.3）常用电工仪器仪表的操作使用、电路的正确接线和故障排查能力、实验数据的整理和分析、实验报告的撰写规范性0100010合计2510560100（1）课堂表现及评分标准课程目标考核内容评分标准90-100分80-89分70-79分60-69分<60分课程目标1（3%）考核学生课下预习、复习、课堂回答问题及讨论参与情况。遵守课堂纪律，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%；或能回答老师提出的问题，准确率大于90%。遵守课堂纪律，认真参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于80%；或能回答老师提出的问题，准确率大于80%。遵守课堂纪律，上课状态一般，能回答老师提出的问题，准确率大于70%。遵守课堂纪律，上课状态一般，能回答老师提出的问题，准确率大于60%。遵守课堂纪律，但不能正常参与课堂教学活动，不能回答老师提出的问题。课程目标2（2%）考核学生课下预习、复习、课堂回答问题及讨论参与情况。遵守课堂纪律，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%；或能回答老师提出的问题，准确率大于90%。遵守课堂纪律，认真参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于80%；或能回答老师提出的问题，准确率大于80%。遵守课堂纪律，上课状态一般，能回答老师提出的问题，准确率大于70%。遵守课堂纪律，上课状态一般，能回答老师提出的问题，准确率大于60%。遵守课堂纪律，但不能正常参与课堂教学活动，不能回答老师提出的问题。（2）作业测试评分标准成绩课程目标优秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）课程目标1（7%）按时交作业，概念正确，相关知识点论述清晰，能正确理解电路的基本概念、基本定律对简单电路进行分析和计算。按时交作业，概念正确，相关知识点论述清晰，能理解电路的基本概念、基本定律对电路进行分析和计算。按时交作业，概念正确，相关知识点论述清晰，能基本理解电路的基本概念、基本定律对电路进行分析和计算。按时交作业，概念正确，相关知识点论述清晰，能部分理解电路的基本概念、基本定律对电路进行分析和计算。按时交作业，概念正确，相关知识点论述清晰，不能理解电路的基本概念、基本定律对电路进行分析和计算。课程目标2（18%）按时交作业，基本概念正确，相关知识点论述清晰；能熟练应用各种分析方法进行复杂电路的分析和计算。按时交作业，基本概念正确，相关知识点论述清晰；基本能熟练应用各种分析方法进行复杂电路的分析和计算。按时交作业，基本概念正确，相关知识点论述清晰；能应用各种分析方法进行复杂电路的分析和计算。按时交作业，基本概念理解一般，相关知识点论述一般；基本能应用各种分析方法进行复杂电路的分析和计算。不交或不按时交作业；有抄袭现象；或者基本概念不清晰；相关知识点论述不清晰；不能应用各种分析方法进行复杂电路的分析和计算。每次作业测试按百分制评分，以所有作业测试的平均成绩计入总成绩。（3）实验环节考核及评价标准成绩课程目标优秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）课程目标3（10%）实验态度端正；实验操作规范、实验结果正确；考核中能准确地回答全部问题；实验报告撰写规范、整洁、全面。实验态度端正；实验操作规范、实验结果正确；考核中能基本准确地回答全部问题；实验报告撰写规范整洁。实验态度端正；实验操作基本规范，实验结果正确；考核中能准确地回答主要问题；实验报告撰写基本规范。实验态度较端正；实验操作基本规范，实验结果基本正确；考核中能准确地回答部分