电工学课程教学教学设计方案和考试说明.docx
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电工学课程教学教学设计方案和考试说明
《电工学》课程教学教学设计方案和考试说明
(水利水电工程专业适用)
第一部分大纲说明
一、课程的性质、作用和任务
电工学是理工科水工类各专业学生必修的一门技术基础课,其内容由电路基础、电机与控制、电子技术、电工测量及安全用电四部分组成。
本课程的作用和任务是:
通过本课的学习,使学生掌握电工学所必需的基本理论、基本知识和基本技能,并能运用所学知识解决基层水利单位有关电工学方面的实际问题。
同时,为后续有关课辉的学习打下基础,进而使学生具有解决基层水利单位水电施工、运行、管理、维修等实际问题的初步能力。
二、课程的教学基本要求
1、通过电路的基本定律和分析方法的学习,能够运用支路电流法、叠加原理、戴维甫定理分析基本直流电路。
2、理解止流交流电路的三要素基本组成,并能运用相量法计算简单的串、并联交流电路。
3、了解三相交流发电机模型,掌握三相负载的联接方法并能计算对称三相电路。
4、掌握常用电机、电器的工作原理、特点及有关运行性能,并且具有初步使用的能力。
5、掌握常用水导体器件、集成电路的功能和外部特性,并学会使用方法。
理解常见基本电力电f电路的组成及1作原理,初步掌握分析方法。
6、掌握常用电L仪表的正确使用方法。
三、课程的教学要求层次
教学要求中,所列内容按“了解、理解、掌握”三个基本层次要求。
第二部分教学媒介和教学建议
一、学时和学分
l、学时分配
序号
内容
课内学时
电视学时
备注
1
电路基础(含绪论)
23
15
2
电机与控制
20
13
3
电子技术
41.5
26
4
电工测量及安全用电
3.5
5
实验
20
6
合计
108
54
2、学分
本课程6学分,课内学时108,其中电视学时54,实验20学时,开设一学期。
二、教材
l、文字教材
文字教材分主教材(包括补充教材)和学习辅导教材。
主教材是教与学的主要依据。
近年来,随着科学技术的电速发展,以各个工程领域的应用为背景,电工学课程从体系结构到内容组成均进行了较大力度的教改。
借助教改的成功范例,并考虑到本课程仍沿用原教材的特殊情况,为确保教学质量,故采取了以下两个措施。
其一,鉴于原电工学教材存在经典部分、传统内容比重偏大的缺陷,故在维持原结构不变的前提下,对教学大纲进行了必要的修订和调整。
因此,主教材所叙及的上述内容,其教学应以教学大纲的教学基本要求为准。
其二,由于新知识、新技术的渗透以及水工类各专业的特殊需求,重新编写了一册补充教材,以弥补原教材的不足。
补充教材中包含实验内容及教学要求。
辅导教材(学习指导)主要是学习思路、学习方法的辅导,力求有针对性和实用性。
围绕诺多重点、难点问题的讨论,避免成为教材的副本,以问答的方式展开,追求举一反三,画龙点睛的效果。
出于学生自学的需要,辅导教材每章后附规范化自检题,以便学生自我检查学习效果。
2、录像教材
由于电工学是一门技术基础课,它集中反映了现代电气工程的多学科综合集成的现状,故而其内容涵盖十分厂‘阔。
因此充分利用多种手段在电视课中形象、生动、直观地表现教学内容是帮助学生学习的望要手段。
同进,利用电视课讲思路、讲方法、讲解题、讲应用,亦有利于学生尽快地掌握本课程的基本教学内容。
录像课共;54学时,以系统讲授的方式展开,由了三大部分内容相互独立,组织教学时可根据学生学习的具体情况灵活安排。
三、教学环节
l、辅导与自学
辅导(包括面授习题课)是电视大学的里要教学方法之一。
由于广播电视大学采用开放和远距离教学手段,因此,辅导是学生接触老师,获得疑难解答的重要途径。
辅导课要依据教学大纲、密切配合录像和教材,采用重点讲解、专题讨论、答疑警方式,通过解题思路分析和基本方法训练,培养学生分析问题和解决问题的能力。
建议辅导老师要深入钻研教学大纲,对基本教学要求要求达到心领神会。
如此才能在教学中抓住里点,进而针对基本教学内容完成融汇赏通的传授。
自学是广播电视大学的学生获得知识的重要途径,为培养学生的自学能力,除多种教材媒体耍注重引导学生自学外,辅导教师要注意学习方法的研究,鼓励和启发学生独血思考。
2、实验
实验是本课程重要的教学环节。
通过实验不仅仅要验证理论,更重要的是培养动手能力,使学生能够独立地进行简单的实验,分析实验结果,编写实验报告。
学生必须完成列出的8个实验项目,不少于20学时。
为增加学生实际动手操作的机会,建议尽可能减少每个实验小组的人数(力争做到2人一组),并严格考核制度。
必做实验如下:
(一)直流电路实验:
直流电压、电流的测量。
稳压电源的使用。
叠加原理、戴维南定理。
(3学时)
(二)日光灯及三相交流电路:
负载的星形及三角形连接,相、线电压、电流的关系。
中线的作用。
(2学时)
(三)异步电动机的继电接触器控制:
异步电动机的铭牌,起动,正、反转。
异步电动机的星一角起动(如果没有时间继电器可用三刀双掷开关实现)。
(3学时)
(四)plc的应用(3学时)
(五)集成运放及其应用
(一)(2学时)
(六)集成运放及其应用
(二)(2学时)
(七)门电路和组合逻辑电路。
)(2学时)
(八)触发器和时序逻辑电路。
(3学时)
3、作业
习题是本课程的重要教学环节,通过做习题以深化和扩展对课程内容的理解,并培养学生分析问题、解决问题的能力。
习题一般包含思考题和计算题。
咆路部分的习题侧重巩固和加深对有关定律、定理的理解和运用,掌握分析方法。
其它部分的习题侧重拳握基本原理,培养解决实际问题的能力。
4、考试
考试是对教与学的全面验收。
学生必须在完成必做作业和实验后,方能参加考试。
考试题目符合教学大纲要求,形式多样(包括填交、选择答案、计算题等),覆盖全面。
耍做到体现重点,难度适中,题量适度。
难度及题量应统筹考虑,按照教学要求的三个不同层次安排。
期末考试全国统一命题,统一评分标准。
统一考试时间。
第三部分教学内容与教学要求
绪论(1;学时)
本课程性质、任务、主要内容。
学习本课程的重要性、必要性及学习中应注意的要点。
(一)电路基础(22学时)
l、电路的基本定律和分析方法(8学时)
(l)电路的组成、电路模型及理想元件、电压源和电流源。
(2)电路的基本物理量,电压、电流的正方向。
(3)电路的状态、额定值。
(4)电路的基本定律:
基尔霍夫定律(kel、kvl)。
(5)电阻的串联和并联。
(6)电路中电位的计算。
(7)电路的分析方法:
支路电流法、叠加原理、戴维南定理。
(8)电容的充、放电,时间常数。
教学要求
(l)基尔霍夫定律是分析电路的基本定律,要求学生必须正确理解和列出电路方程。
叠加原理及戴维南定理是分析线性电路的重要方法,应切实掌握,并能正确列出电路方程。
理解电容充、放电的物理过程和时间常数的概念。
2、正弦交流电路(10学时)
(l)正弦交流电振幅(最大值)、周期(频率)、韧相位、有效值和相位差。
(2)正弦交流电的相量表示法,相量运算,相量图。
(3)r、l、c单参数电路,感抗和容抗。
(4)正弦交流电路的计算,队c串联电路,复阻抗,并联电路,交流电流的功率,功率因数,提高功率因数的意义。
(5)串联谐振、并联谐振的特征。
(6)非正弦交流电路的概念。
教学要求
(1)熟练运用相量法和复数阻抗分析和计算简单串、并联交流电路,并能正确画出相
量图。
(2)正确理解提高功率因数的意义。
了解串联、并联谐振的条件和特征。
3、三相交流电路(4学时)
(l)星形接法的三相电源。
三相四线制,线电压和相电压。
(2)三相负载的联接方法:
显形接法及三角形接法,中线的作用。
电压、电流的相值及线值及其在对称三相电路中的关系,对称三相电路的计算,三相功率。
教学要求
(l)掌握对称三相交流电路中电压、电流和功率的计算方法,理解三相四线制中线的作用。
掌握负载的正确接法。
(二)电机与控制(20学时)
l、磁路与变压器(4学时)
(l)磁性材料、磁路概念、交流磁路。
(2)变压器的构造、工作原理。
二相变乐器的概念。
铭牌、*自偶变压器。
教学要求
(l)了解交流线圈电厌和磁通的关系。
理解变压器的工作原理,并会正确使用常用变压嚣。
2、异步电动机(9学时)
(l)电动机的分类及特点。
(2)二相异步咆动机的构造和转动原理。
旋转磁场。
转差率。
二相异步电动机的转矩特性和机械特性。
(3)三相异步电动机的使用:
铭牌数据。
笼型二相异步电动机的起步、反转、能耗制动和反接制动,变频调速。
*绕线式转千三相异步电动机的特点。
*(4)单相异步电动机的原理、起动和特点。
(5)控制电机:
伺服电动机,步进电动机。
教学要求
(l)理解三相异步电动机的工作原理、机械特性,了解结构特点和铭牌数据的意义,会正确使用。
(2)了解伺服电动机、步进电动机的工作原理。
3、异步电动机的控制(7学时)
(l)低压开关和熔断器、按钮、接触器、热继电器、中间继电器。
(2)异步电动机的点动、直接起动,正、反转控制,顺序控制。
行程开关和行程控制、时间继电器与时间控制。
电路中的短路、过载及断电保护。
(3)可编程序控制器:
结构和工作原理、编程指令与编程方法、举例。
教学要求
(l)了解常用低压控制电器和保护电器的功能。
掌握继电一接触器控制电路的自锁、联锁及顺序、时间、行程等控制的原则。
能读懂常用的基本控制电路原理图,能连线操作。
(2)了解plc的工作原理,初步掌握编程方法。
(三)电子技术(41.5学时)
l、半导体器件(4学时)
(l)半导体的导电方式。
pn结的单向导电性。
(2)半导体二极管:
伏安特性和主要参数,硅稳压二极管。
(3)半导体三极管:
电流放大作用,输入特性和输出特性,主要参数。
(4)绝缘栅场效应管:
基本结构和工作原理,特性曲线和主要参数。
教学要求
(l)了解pn结的单向导电性,掌握二极管、三极管以及缘栅场效应管的功能、特性和主要参数。
2、基本放大电路(5学时)
(l)共射单管放大电路的组成及各元件的作用。
(2)直流负载线及静态工作点的设置。
截止失真和饱和失真。
(3)静态工作点的稳定。
分压式偏置电路。
(4)近似微变等效电路:
电放大倍数,输入电阻和输出电阻。
(5)射极输出器的特点及应用。
(6)功率放大器的特点。
互补对称式功率放大电路。
多级放大电路。
教学要求
(l)理解共射单管放大电路的工作原理,会估算电压放大倍数,了解失真的概念。
(2)了解射极输出器的特点和应用。
了解基本互补对称功率放大咆路。
3、集成运算放大器(9学时)
(l)直接祸合放大电路的特点,零点漂移。
差动放大咆路的组成,放大原理,抑制零漂原理。
(2)运算放大器,集成运算放大器基本电路的组成方枢图,理想起放的特点。
通地型运算放大器的管脚及其联接、使地。
(3)运算电路,反相和同相输入,负反馈及其类型,反相运算电路,同相运算电路,差分电路。
微分和积分运算咆路。
pid计算。
有源滤波器。
应用举例。
(4)其它应用举例:
电压比较器、rc正弦波振荡电路。
教学要求
(l)理解差动放大电路的工作原理,了解信号的输入和输出方式。
(2)理解理想集成运算放大器的特点和分析方法。
了解反馈的概念和反馈类型。
初步掌握常用运放电路的电路组成及功能。
4、直流稳压电源(3学时)
(l)单相桥式整流电路,三相桥式整流电路
(2)滤波电路,串联型稳压电源,集成稳压电路。
教学要求
(l)理解桥式整流电路的原理、特点,了解串联型直流稳压电源的工作原理和集成稳压块的作用。
5、电力电子技术(5.5学时)
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