《电工技术》是工科专业本科生的工程基础课程。课程对电路和电工技术的主要知识点给出引导性原理介绍和工程应用介绍。通过本课程的学习,学生掌握电工技术的基本概念和基本分析方法,能分析简单的直流、正弦交流和一阶动态电路,了解变压器和电机的原理和分析方法。课程培养学生的分析和解决基础电路问题的能力,为后续相关专业课程的学习提供必要的基础和引导。课程具体内容包括:电路基本概念,直流电路与正弦交流电路的分析方法,三相电路分析,电路暂态分析,磁路的基本概念与变压器的分析方法,电动机工作原理与控制方法介绍。
《电工技术》SPOC课程依托于北京交通大学电路分析MOOC课程资源,由北京交通大学电信学院国家级电工电子教学团队电路分析课程组全体教师精心打造。 课程主要讲述了直流电路分析、动态电路时域分析、正弦交流相量分析等共6个单元的内容。教学环节主要包括视频讲授、单元测验、单元作业、讨论、答疑等。
本门课程的特色如下:
一、优化知识结构的宽度,突出知识面的重点
电能与人类的日常生活息息相关,其转化和处理需要符合一定的物理规律。直流特性、暂态特性和交流稳态特性体现了电能转化和处理的主要特点,综合学习和掌握这些规律、分析方法和应用原理是本门课程的重点。
二、优化知识结构的深度,突出基础知识
尽管一个物理系统从基本规律到实际应用涉及到众多不同层次的知识,但都需要回答这样几个基本问题:用什么形式和什么物理量描述物理系统?这些物理量符合哪些基本约束?依据这些约束的物理系统所表现的主要现象和所能实现的基本功能是什么?电路是描述电能转换和处理的重要模型。本门课程以此为核心,研究电能转换和处理的基本概念和基本方法,内容力求精简和适用。知识点包含电路的主要经典内容,满足电子信息类各专业对于电路知识和能力的基本要求。
三、优化知识结构的内在联系,强化能力与素质的培养
研究电能量的转化和处理的电路模型涉及到电压和电流这两个基本物理量,拓扑约束和元件约束决定了电路的基本特性。此外,基本规律、基本特性分析和应用之间存在一定的逻辑关系。本门课程在结构安排上注重知识点的纵向与横向的联系,使学生在学习专业知识的同时提高科学研究的基本能力和素质。
四、强化工程应用,培养专业兴趣
本门课程设计了许多贴近工程、源于生活的教学案例,使学生从应用的角度出发理解课程内容和专业领域,培养专业兴趣,通过工程实践反哺理论知识学习。
课程目标与能力要求具体如下:
1. 掌握电工电子技术所需的数学基础,能将电路和磁路的实际分析问题进行抽象及电路建模,建立描述工程问题的数学模型,运用代数方程、微积分、复数运算等数学知识求解及分析。
2. 掌握电工技术的基本概念和基本分析方法,能够运用分解与叠加、等效变换等普遍适用的工程分析方法分析直流、一阶动态和正弦交流等简单线性电路,掌握变压器的电磁特性和分析方法,了解三相异步电动机的工作原理及控制方法。
3. 通过专题研究环节,锻炼学生自主学习和科学探究的能力,培养学生运用信息和文献等工具扩展专业视野、独立思考和追踪技术发展趋势的意识。
《电工技术》课程总成绩满分100分,各教学环节成绩分布如下:
作业成绩 (10%)
SPOC在线成绩(5%)
前两章阶段测验 (10%)
专题研究报告(5%)
期末考试(70%,闭卷)
其中,SPOC在线成绩包括:
SPOC周测验占90%;网上讨论占 10%
先修课程:高等数学,大学物理
后续课程:计算机科学与技术、铁路信息技术、人工智能、物联网工程、信息安全、保密技术等专业与电类、信息类工科基础相关的课程
建议教材:
[1] 高岩等. 电工技术. 北京. 北京交通大学出版社. 2019.
[2] A. R. Hambley. Electrical Engineering:Principles and Applications. 6th ed. New York. Pearson Education Inc. 2014.
教学参考书:
[1] 秦曾煌. 电工学(上册). 第7版. 北京. 高等教育出版社. 2009.
[2] 李守成,李国国. 电工电子技术. 第2版. 成都. 西南交通大学出版社. 2009.
[3] M. S. Sarma. Introduction to Electrical Engineering. Oxford. Oxford University Press. 2001.
[4] C. K. Alexander, M. Sadiku. Fundamentals of electric circuit. 5th ed. New York. McGraw-Hill. 2013.
[5] 闻跃等. 基础电路分析. 第3版. 北京. 北京交通大学出版社. 2018.
[6] 李翰荪. 电路分析基础(上册). 第4版. 北京. 高等教育出版社. 2006.
Q1 : 每周视频发布的时间安排?
A1 : 每周一上午8点前发布当周的SPOC教学视频以及周测验题。每单元结束后的当周周一发布单元作业。
Q2 : 课程学习过程中如何解决学生对于知识点理解的困惑?
A2 : 在课程讨论区课程团队会组织任课教师每天不间断答疑。另外每位任课老师都组建各自班级的微信群和慕课堂, 及时与同学们互动和回答问题。
Q3 : 电工技术直播时间、评价准则、课程要求等信息在哪里查阅?
A3 : SPOC首页课程介绍视频、校内课程平台、任课教师微信群等都会分享相关资料。