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电路分析基础(混合式)A课程编号DG1003TXS学分:
3.5电子与光学工程学院、柔性电子(未来技开课学院:72(56线下+16线上)术)学院通信工程、电子信息工程、广播电视工程适用专业:先修课程:高等数学、大学物理等课程类别:专业基础课课程性质必修Fundamentals ofCircuit AnalysisA
一、课程性质电路分析基础A(混合式)是通信工程、电子信息工程、广播电视工程等电子信息类各本科专业的的重要的学科基础课着重讨论集总参数线性、时不变电路的基本概念和基本分析方法,课程理论严密、逻辑性采用线上线下混合式教学,其中线上学时16,线下理论学时56,合计72学时,共
3.5学分
二、课程目标(-)课程目标通过本课程的教学,使学生熟悉电路分析的基本概念、基本方法和基本技能,掌握电路分析的规律,建立电路分析中的思想方法和思维方式,能对基本概念和基本方法准确理解和灵活运用,为以后学习有关专业课程及进行电路设计打下坚实的基础具体课程目标如下课程目标1掌握电路分析的基本原理、基本定律、知识架构和分析方法培养工程思维能力,理解理论知识和工程实践的区别培养踏实严谨、耐心专注的优秀品质课程目标2应用电路分析的基本概念和分析方法解决实际问题提升解决实际工程中电路相关问题的能力培养实践创新、精益求精的工匠精神课程目标3应用数学工具和电路知识识别并解决相关工程问题培养信息获取、全局思维和系统分析的能力树立电子信息技术创新强国的信心
(二)课程目标对毕业要求指标点的支撑关系(以通信工程专业为例)课程教学目标所支撑的毕业要求具体的毕业要求指标点内容掌握通信工程及相关领域内决复杂工程问题所需的工程基础课程目标
11.2知识,能够应用其基本概念、基本理论和基本方法能够应用基本方法和原理,并通过文献研究进行通信工程及课程目标
22.2相关领域复杂工程问题的表达和分析,识别和判断复杂工程课程目标3问题的关键环节,影响因素
三、课程教学内容及基本要求本课程教学内容包括电路分析的基本概念,电路分析中的等效变换,线性网络的一般分析方法,网络定理,一阶、二阶电路分析,正弦激励下电路的稳态分析,耦合电感和变压器电路分析,电路的频率特性,二端口网络及简单非线性电阻电路
(一)课程教学内容及知识模块顺序
1.知识单元一电路分析的基本概念(参考学时4学时)
(1)知识点一实际电路和电路模型
(2)知识点二电路分析的变量
(3)知识点三电路元件
(4)知识点四基尔霍夫定律基本要求通过学习掌握电压、电流及其参考方向,功率、能量的概念及计算;有源与无源的概念;电阻元件、电压源、电流源、受控源的定义;欧姆定律,基尔霍夫定律内容及应用;线性、非线性的概念了解集中、分布参数的概念;时变、非时变的概念难点对电压、电流及其参考方向的理解;基尔霍夫定律的应用对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
1、
2、3o
2.知识单元二电路分析中的等效变换参考学时6学时,其中线上自学2学时1知识点一等效二端网络的概念2知识点二电阻的串联、并联和混连3知识点三电阻星形连接与三角形连接的等效变换线上2学时4知识点四含独立电源网络的等效变换5知识点五含受控电源电路的等效变换基本要求通过学习掌握等效变换的概念;串、并联及混联电阻网络等效电阻的计算;实际电源的两种模型及其等效互换;含独立电源、受控电源电路的等效化简及其计算了解A-Y电路的等效互换难点含受控电源电路的等效化简对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
1、
2、3o
3.知识单元三线性网络的一般分析方法参考学时7学时,其中线上自学2学时1知识点一支路分析法2知识点二网孔分析法3知识点三节点分析法4知识点四独立电路变量的选择与独立方程的存在性5知识点五回路分析法和割集分析法6知识点六电路的对偶特性与对偶电路线上2学时基本要求通过学习掌握网孔分析法及网孔方程直接列写规则,含电流源网络及受控源网络的网孔方程列写方法;节点分析法及节点方程直接列写规则,含电压源网络及受控源网络的节点方程列写方法理解对偶原理及对偶电路的画法;树、树支、连支、基本回路、基本割集等概念了解支路分析法、割集分析法及回路分析法难点含电流源网络及受控源网络的网孔方程列写;含电压源网络及受控源网络的节点方程列写对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
2、3o
4.知识单元四网络定理参考学时7学时1知识点一叠加定理2知识点二替代定理3知识点三戴维南定理和诺顿定理4知识点四最大功率传输定理5知识点五特勒根定理6知识点六互易定理基本要求通过学习掌握叠加定理、替代定理、戴维南定理及诺顿定理、最大功率传输定理、互易定理的内容及运用,掌握应用不同定理分析和计算电路的步骤及注意事项了解特勒根定理难点互易定理的应用,各定理的综合运用对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
1、3o
5.知识单元五简单非线性电阻电路参考学时3学时,其中线上自学2学时1知识点一解析法2知识点二图解法知识点
二、
三、四共线上2学时3知识点三分段线性化法4知识点四小信号分析法基本要求通过学习基本掌握非线性元件伏安关系及利用解析法求解简单非线性电阻电路的方法了解非线性电路的图解方法包括利用负载线法、双负载线法求解非线性电阻电路的方法,非线性电阻串联、并联、混联等效求解的方法了解非线性电路的小信号分析方法对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
16.知识单元六一阶电路分析参考学时11学时,其中线上自学2学时1知识点一电容元件和电感元件2知识点二动态电路方程和初始值计算3知识点三一阶电路的零输入响应4知识点四一阶电路的零状态响应5知识点五一阶电路的全响应6知识点六一阶电路的三要素法7知识点七一阶电路的阶跃响应线上2学时8知识点八任意激励下的零状态响应基本要求通过学习掌握电容元件、电感元件的伏安关系及其储能;初始状态的确定;一阶电路方程的建立;时间常数、全响应、零输入响应、零状态响应、暂态响应、稳态响应、强制响应、自然响应的概念及计算;直流激励下的三要素法;阶跃信号及阶跃响应的概念与计算了解任意激励下的零状态响应难点阶跃响应的概念与计算对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
1、
2、3o
7.知识单元七二阶电路分析参考学时3学时,其中线上自学2学时1知识点一RLC串联电路的零输入响应2知识点二RLC串联电路在恒定激励下的零状态响应和全响应3知识点三GCL并联电路分析4知识点四一般二阶电路分析基本要求通过学习基本掌握二阶电路方程的建立;固有频率的概念及计算;固有频率与电路响应的关系;RLC电路中过阻尼、欠阻尼和临界阻尼的情况了解RLC电路在恒定激励下全响应的求解以及并联电路及一般二阶电路的分析对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
38.知识单元八正弦激励下电路的稳态分析参考学时13学时,其中线上自学2学时1知识点一正弦量2知识点二正弦量的相量表示法3知识点三正弦稳态电路的相量模型4知识点四阻抗与导纳5知识点五正弦稳态电路的相量分析法6知识点六正弦稳态电路的功率7知识点七三相电路线上2学时8知识点八非正弦周期电路的稳态分析基本要求通过学习理解正弦信号的三要素;掌握正弦信号的相量表示和相量图表示法;基尔霍夫定律、元件伏安关系的相量形式;阻抗及导纳的概念,阻抗的串联及并联;正弦稳态电路的相量分析法;正弦稳态电路功率的概念及计算,最大功率传输定理;理解三相电路的概念;掌握对称三相电路的线电压、线电流、相电压、相电流的关系及其计算了解周期性非正弦稳态电路响应的概念,非正弦周期信号的平均功率和有效值的计算难点正弦稳态电路的相量分析及功率计算,应用复数工具辅助电路分析,对称三相电路分析对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
1、
2、3o
9.知识单元九耦合电感和变压器电路分析参考学时7学时1知识点一耦合电感2知识点二耦合电感的去耦等效3知识点三空芯变压器4知识点四理想变压器和全耦合变压器基本要求通过学习理解同名端与耦合系数的概念;掌握耦合电感的伏安关系,耦合电感的去耦等效;含耦合电感电路的分析;空芯变压器电路的分析;理想变压器的伏安关系及其阻抗变换作用;全耦合变压器的电路模型,含理想变压器电路的分析了解铁芯变压器的伏安关系难点不同变压器的伏安关系及其综合应用对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
1、2o
10.知识单元十电路的频率特性参考学时7学时,其中线上自学2学时1知识点一网络函数和频率特性2知识点二RC电路的频率特性3知识点三RLC串联谐振4知识点四GCL并联谐振5知识点五一般谐振电路线上2学时基本要求通过学习理解电路的频率特性与网络函数的概念;掌握RC电路的高通、低通性质;RLC串联和GCL并联电路的频率响应,谐振频率、特性阻抗、品质因素、通频带的概念及计算了解选频的概念、电源内阻及负载对谐振电路的影响难点应用谐振特点分析解决一般电路对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
2、3o
11.知识单元十一二端口网络参考学时4学时,其中线上自学2学时1知识点一二端口网络线上2学时2知识点二二端口网络的方程与参数3知识点三二端口网络的等效电路4知识点四二端口网络的连接基本要求通过学习基本掌握二端口网络方程的建立及相应的Z参数、Y参数、H参数、A参数的定义及Z参数、Y参数的计算;基本掌握二端□网络的串联、并联、级联三种连接方式了解各参数之间的转换,二端口网络的等效电路对课程目标支撑的说明本知识单元支撑课程目标
2、3o二课程的重点、难点及解决办法重点
(1)电阻电路分析的基本概念、基本理论和基本分析方法;
(2)网络定理;
(3)一阶动态电路分析;
(4)交流电路分析难点
(1)含受控源电路的分析;
(2)阶跃信号和阶跃响应;
(3)正弦稳态电路的相量分析法(复数运算);
(4)串并联谐振电路的综合分析解决办法
(1)线上线下混合式教学安排简单、易理解、模块化的内容在线上自学,线下检测并深化学习
(2)在线资源依托在线开放课程等资源,在课前和课后通过多样化的形式辅助学生学习
(3)实践案例引入与生活实际、工程实践相关的案例,激发学生学习兴趣,帮助学生突破难点
(4)教学方法丰富多媒体课件制作,利用雨课堂、慕课堂等交互式智慧教学工具实时掌握学生学习情况
(5)教学答疑每周安排固定时间地点答疑,并通过在线工具实时进行线上答疑解惑
(三)实验实践环节及基本要求课程相关实验实践环节另外开设实验课程,具体内容及要求见《电工电子实验技术》课程教学大纲
(四)课程思政教学设计教学内容思政目标思政素材融入方式评价方法由“基尔霍夫定律”的提出,培养学工程规范,创讲述先哲科学家的基尔霍夫定律生追求真理、探索未知、勇攀高峰、敢学习汇报新意识电路发展故事为人先的创新精神由“电源模型”,引入嫦娥着落器、玉科学精神,工我国在航天领域取兔登月车等均由电源驱动,树立文化访谈问卷学习电源模型匠精神,民得的伟大成就与科技自信,增强学生的使命感报告族自信客观辩证,哲网络定理是电路作为系统体现出来的学习汇报论坛网络定理学思维,大定理和定律的区别特性,学会用系统和全局的眼光看问讨论局观题由“电容和电感引出高频器件5G毫一阶动态电路爱国主义,创国家科技面临的卡学习汇报论坛米波、太赫兹芯片设计,鼓励学生创分析新使命脖子问题发言新由“三相电路”,引出我国供电系统大国工匠精我国供电系统取得访谈问卷学习正弦稳态电路瞩目成就,培养科技自信,增强创新神的成果报告强国的信心将功率因数的提高和节能环保有机结国家碳中和方案和功率因数国家战略访谈问卷合,理解国家的碳中和方案和节能环节能环保战略保战略科学方法观,电路的频率特比较不同角度分析由时域分析到频率特性,培养学生多思维测试学习辩证工程思性电路的特征角度审视、客观辩证的思维方式汇报维
四、教学方法本课程采用混合式教学方式,学生线上自学结合线下课堂讲授针对相关线上自学的内容,在学生基于爱课程(中国大学MOOC)等平台自学后线下课堂需要进行学习效果检测和讨论在具体教学组织实施的过程中,建议但不限于使用理论授课、习题讲解分析、课内交流研讨和启发式等教学方式,以达到符合毕业要求指标点的教学目的讲授式教学本课程教学以教师课堂讲授为主,辅以基于课程视频资料的自学和课后作业授课过程应能灵活运用板书和多媒体教学、加强师生互动、注重启发式教学研讨式教学根据具体教学内容适当开展研讨活动由教师提供研讨问题,学生以小组为单位进行课上研讨,从而提高学生的团队协作能力启发式教学针对重要知识点采用提出问题、分析问题、解决问题的思路进行授课,潜移默化地培养学生的相应能力;强调实践经验的重要性,在实践中学习
五、课程教学内容、学时分配、教学方法与课程目标对应关系学时分配教学内容教学方法课程目标讲课实验上机线上课外电路分析基本概念与定律4讲授式
1、
2、3电路分析中的等效变换42讲授式、启发式
1、
2、3线性网络的一般分析方法52讲授式、研讨式
2、3网络定理7讲授式、研讨式
1、3简单非线性电阻电路12讲授式
1、
2、3邛介电路分析92讲授式、研讨式
1、
2、3二阶电路分析12讲授式3正弦稳态分析112讲授式、启发式
1、
2、3耦合电感和变压器电路分析7讲授式、研讨式
1、2电路的频率特性52讲授式、启发式
2、3二端口网络
222、3讲授式
六、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课程《大学物理》介绍了电磁学的基本知识,《高等数学》介绍了微分方程和复数的知识(复变函数)通过本课程的学习可以为后续课程《模拟电子线路》、《数字电子技术》、《信号与系统》等打下基础
七、教材、教学参考资料和网络资源
(一)教材
(二)主要参考书
(三)网络资源
八、课程考核
(一)课程成绩构成与要求本课程考核注重过程性和结果性评价相结合,平时成绩占比30%,包括课后作业、课堂表现、在线成绩三个方面,其中建议课后作业占比10%,课堂表现占比10%,在线成绩占比10%;期末采用闭卷考核方式,试卷成绩占比70%
(二)课程考核方式及其权重分配课程教学目标达成考核评价方式及其权重分配表课程考核方式备注支撑课程总目课后作业课堂表现在线成绩期末考试课程目标标权重课程考核各环节
0.
10.
10.
10.7占比课程目标
10.
40.
40.
60.
40.4本部分权重用于课程目标
20.
40.
60.
30.4评价各教学环节对课程各子目标课程目标
30.
20.
40.
30.2达成度的计算合计
1.
01.
01.
01.
01.0
(三)相关考核环节评价标准平时作业、课堂表现两项成绩的评分标准如下表所示课堂表现评分标准权重评分标准(课程目标%\/O90-10080-8960-790-59目标1:掌握电路分能够准时出能够准时出勤,基本能够准时不能够准时出勤,态度端正;态度端正;认真出勤,态度端勤,态度不够端析的基本原理、基本认真完成课堂完成课堂练习,正;认真完成课正;不认真完成定律、知识架构和分练习,课堂练课堂练习正确堂练习,课堂练课堂练习,课堂析方法培养工程思习正确率高;率较高;能够参习正确率不高;练习正确率不维能力,理解理论知积极参与课堂与课堂讨论与不太积极参与高;不参与课堂识和工程实践的区6讨论与问答,问答课堂讨论与问讨论与问答别培养踏实严谨、有自己的思考答耐心专注的优秀品和理解质(支撑毕业要求指标点
1.2)能够积极回答能够回答课堂不回答课堂提不回答课堂提4目标3应用数学工课堂提问(举提问(举手、投问(举手、投稿、问(举手、投稿、具和电路知识识别手、投稿、弹稿、弹幕、问卷弹幕、问卷星等弹幕、问卷星等幕、问卷星等星等方式);认方式);可以完方式);不能完并解决相关工程问方式);认真真完成课堂思成课堂思考题,成课堂思考题,题培养信息获取、完成课堂思考考题,提交正确提交速度慢、正正确率低;不主全局思维和系统分题,提交速度率较高;能够主确率不太高;能动思考,不参与析的能力树立电子快、正确率高;动思考并参与主动思考,但不课堂小组讨论信息技术创新强国主动思考并参课堂小组讨论积极参与课堂的信心与课堂小组讨小组讨论(支撑毕业要求指论,能主动发问标点
2.2)课后作业评分标准评分标准权重课程目标%90-10080-8960-790-59目标1:掌握电路分能正确理解电基本能正确理不能正确理解路分析的基本原解电路分析的电路分析的基析的基本原理、基本能正确理解电理、电路特性及基本原理、电路本原理、电路特定律、知识架构和分路分析的基本其分析方法;能特性及其分析性及其分析方析方法培养工程思原理、电路特够掌握利用一般方法;基本掌握法;没有掌握利维能力,理解理论知性及其分析方分析法、网络定利用一般分析用一般分析法、识和工程实践的区法;熟练掌握理、相量分析法法、网络定理、网络定理、相量4别培养踏实严谨、利用一般分析等分析电路;答相量分析法等分析法等分析耐心专注的优秀品法、网络定理、题过程完整,按分析电路;答题电路;答题过程相量分析法等时提交过程不够完整,不够完整,不能质分析电路;答能按时提交按时提交(支撑毕业要求指题过程详细完标点
1.2)整,按时提交目标2应用电路分能正确理解暂能比较正确理基本能正确理不能正确理解态电路的动态解暂态电路的动解暂态电路的暂态电路的动析的基本概念和分过程;熟练掌态过程;基本掌动态过程;基本态过程;不能熟析方法解决实际问握利用三要素握利用三要素法掌握利用三要练掌握利用三题提升解决实际工法求解一阶动求解一阶动态电素法求解一阶要素法求解一程中电路相关问题态电路响应;路响应;答题过动态电路响应;阶动态电路响的能力培养实践创答题过程详细程完整,科学符课后自主学习,应;答题过程不新、精益求精的工匠完整、科学符号使用基本规作业基本能按完整,科学符号6精神(支撑毕业要号使用规范、范、模型选择合时提交,完成质使用不规范,结模型选择合理、思路清晰、量一般;课堂活果有较大误差,求指标点
2.2)理、思路清晰、结果有微小误动多数能参力未按时提交结果准确,按差,按时提交口,但有些敷时提交衍在线成绩评价标准评分标准权重课程目标%90-10080-8960-790-59目标1:掌握电路分完成了电路分完成了电路分完成了电路分完成了电路分析的基本原析的基本原理、析的基本原理、析的基本原理、析的基本原理、基本理、电路特性电路特性及其分电路特性及其电路特性及其定律、知识架构和分及其分析方析方法;熟练掌分析方法;熟练分析方法;熟练析方法培养工程思法;熟练掌握握利用一般分析掌握利用一般掌握利用一般维能力,理解理论知利用一般分析法、网络定理、相分析法、网络定分析法、网络定识和工程实践的区法、网络定理、量分析法等分析理、相量分析法理、相量分析法4别培养踏实严谨、相量分析法等电路相关章节在等分析电路相等分析电路相耐心专注的优秀品分析电路相关线课程40%-60%关章节在线课关章节在线课章节在线课程以上的学习任程20%-40%以上程20%以下的学质60%以上的学务的学习任务习任务(支撑毕业要求指习任务标点
1.2)目标2应用电路分完成了电路暂完成了电路暂完成了电路暂完成了电路暂态过程的时域态过程的时域分态过程的时域态过程的时域析的基本概念和分分析相关章节析相关章节在线分析相关章节分析相关章节析方法解决实际问在线课程60%课程在线课程在线课程20%以题提升解决实际工以上的学习任40%-60%以上20%-40%以上的下的学习任务程中电路相关问题务的学习任务学习任务3的能力培养实践创新、精益求精的工匠精神(支撑毕业要求指标点
2.2)目标3应用数学工完成了电路频完成了电路频完成了电路频完成了电路频率特性、二端率特性、二端口率特性、二端口率特性、二端口具和电路知识识别口网络相关章网络相关章节在网络相关章节网络相关章节并解决相关工程问节在线课程和线课程和期末在在线课程和期在线课程和期题培养信息获取、期末在线测试线测试40%-60%末在线测试末在线测试20%全局思维和系统分60%以上的学以上的学习任20%-40%以上的以下的学习任3析的能力树立电子习任务务学习任务务信息技术创新强国的信心(支撑毕业要求指标点
2.2)。