教学大纲-电工学

课程编号：081062B

课程类型：学科基础课

总 学 时：32 讲课学时：24 实验（上机）学时：8 学 分：2

适用对象：安全工程(注册安全工程师)专业 先修课程：高等数学、大学物理、电工学Ⅰ等

一、课程的教学目标

通过本课程的教学与实践，使学生具备下列能力：

目标1：了解安全工程专业范围内最常用的电子器件的性能以及由这些元件所组成的若干典型环节的原理和应用。

目标2：掌握模拟和数字电路的基本作用、基本规律和基本分析方法，并能在安全工程应用中熟练适用。

目标3：掌握必要的实践技能，为学习后续安全工程相关专业课程以及毕业后从事安全工程技术和科学研究工作奠定基础。 二、课程教学与毕业要求的对应关系 1、课程教学目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 教学目标 目标1：了解安全工程专业范围内最常用的电子器件的性能以及由这些元件所组成的若干典型环节的原理和应用。 目标2：掌握模拟和数字电路的基本作用、基本规律和基本分析方法，并能在安全工程应用中熟练适用。 目标3：掌握必要的实践技能，为学习后续安全工程相关专业课程以及毕业后从事安全工程2.1掌握数学、物理、1.应用数学、自然科学、工程基化学、电学等相关自然础、安全科学等专业知识，解决科学的基本原理和实安全工程专业的复杂工程问题。 践手段，并能应用于解决复杂工程问题。 2.运用安全科学基础理论和方法，基于数学、自然科学和工程1.3掌握工程基础知科学，借助文献研究等手段，识识，并能应用于解决复别、分析复杂工程问题，并可以杂工程问题。 获得有效结论。 4．能够运用安全科学理论对复杂4.2 具备实验设计与工程问题开展科学研究，包括设实施能力，并能够对实计实验、分析数据，并通过信息验结果进行处理与分 1

综合得到合理有效的结论。 析。 技术和科学研究工作奠定基础。 2、课程教学过程与毕业要求的对应关系 毕业要求指标点 2.1掌握数学、物理、化学、电学等相关自然科学的基本原理和实践手段，并能应用于解决复杂工程问题。 1.3掌握工程基础知识，并能应用于解决复杂工程问题。 教学过程（达成途径） 1、理论讲授：使学生了解电子元件和集成电路的外部特性和具体应用； 2、案例教学：通过生活、工程等领域的实例，让学生理解相关的的概念、理论和思维方法； 3、团队活动：学生组成团队，针对实际案例，使学生了解电子元件和集成电路的外部特征，形成复杂问题分析与思维的方式。 1、理论讲授：使学生掌握模拟电路及数字电路的基本分析方法。 2、案例教学：通过生活、工程等领域的实例，培养学生应用基本原理分析具体问题、解决具体问题的能力，培养学生对实际问题的探索和创新意识； 3、作业：通过具体的电路分析题目训练，使学生掌握模拟电路和数字电路的基本分析方法。 1、案例教学：通过实验这种重要的实践性教学环节，帮助学生巩固和加深理解所学知识，训练学生实验技能； 3、团队活动：学生组成团队，针对具体实验，基于电工学基本原理的综合应用，具备实验设计与实施能力，并能够对实验结果进行处理与分析。 4.2具备实验设计与实施能力，并能够对实验结果进行处理与分析。 三、各教学环节学时分配

教学课时分配

序号 章节内容 1 第八章 半导体、二极管和晶体管 8-1 半导体的导电特性 8-2 半导体二极管 8-3二极管整流电路 8-4晶体管 8-5 晶体管的小信号电路模型和含受控源电路 第九章 基本放大电路 9-1 交流放大电路的基本工作原理 9-3 常用的基本放大电路 9-4 多级电压放大电路 9-5差分放大电路 第十章 集成运算放大器及其应用 10-1 集成运放简介

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讲课 5 实验 2 其他 合计 7 2 6 2 8 3 5 2 7 4 5 10-2 集成运放的型号命名和主要参数 10-3放大电路中的负反馈 10-4 运算放大器的线性应用 10-6正反馈和正弦波振荡器 第十二章 逻辑门和组合逻辑电路 12-1 数字电路的基本知识和有关概念 12-2 二极管门电路 12-3 MOS集成门电路 12-5 逻辑代数及其在组合逻辑电路中的应用 第十三章 触发器和时序逻辑电路 13-1 双稳态触发器 13-2 计数器 13-3 寄存器 4 2 6 4 4 合计 5

四、教学内容

24 8 32 第八章 半导体、二极管和晶体管（1.3、2.1、4.2） 8－1 半导体的导电特性 1. 半导体的导电机理 2. PN结及其单向导电性 8－2 半导体二极管 1. 伏安特性和主要参数

△2. 二极管非线性电路的分析计算和小信号电路模型 8－3 二极管整流电路 1. 单相桥式整流电路 2. 滤波电路

3. 硅稳压管和简单稳压电路 8－4 晶体管

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1. 晶体管的外形、结构和命名 2. 晶体管的电流放大作用 3. 晶体管的特性 4. 晶体管的主要参数

8－5 晶体管和小信号电路模型和含受控源电路 1. 晶体管的简化小信号电路模型 △2. 含受控源电路的分析方法

实验一：单相整流、滤波及并联稳压电路

课程的考核要求：了解：半导体的导电机理；PN结及其单向导电性；半导体二极管的伏安特性和主要参数；滤波电路的工作原理；晶体管的结构、工作原理、特性曲线及其重要参数。 理解：单相桥式整流电路的工作原理；晶体管的电流放大作用、开关作用。掌握：硅稳压管稳压电路的工作原理。应用：设计直流稳压电源。

教学重点、难点：重点：半导体二极管、稳压管、晶体管的特性曲线、主要参数及应用。

第九章 基本放大电路（1.3、4.2） 9－1 交流放大电路的基本工作原理

1. 单管交流放大电路的组成及各元件的作用 2. 固定偏置放大电路的工作状态

3. 单管交流放大电路的小信号模型和电压放大倍数 4. 放大电路的输入电阻和输出电阻 △9－2 交流放大电路的图解法 9－3 常用的基本放大电路 1. 稳定静态工作点的放大电路 △2. 交流电流负反馈放大电路 3. 射极输出器

△4. 场效晶体管放大电路（简介）

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9－4 多级电压放大电路

1. 阻容耦合多级交流电压放大电路 △2. 阻容耦合放大电路的频率特性 3. 直接耦合多级电压放大电路 9－5 差分放大电路 1. 基本电路

2. 具有射极电阻的差分放大电路 △3. 差分放大电路的几种接法 △9－6 功率放大器 实验二：单管交流放大电路

课程的考核要求：了解：输入电阻和输出电阻的概念；差分放大电路的工作原理。 理解：交流放大电路的基本工作原理。掌握：射极输出器的基本特点；直接耦合多级电压放大的概念。应用：分析常用交流放大电路。

教学重点、难点：重点：交流放大电路的静态分析与动态分析。难点：交流放大电路的小信号模型分析方法。

第十章 集成运算放大器及其应用（1.3、2.1、4.2） 10－1 集成运放简介 1. 集成运放电路的组成 2. 集成运放电路的特点

3. 集成运放的图形符号、电压传输特性和线性区的等效电路模型 4. 理想集成运放电路的电路模型 10－2 集成运放的型号命名和主要参数 1. 型号命名 2. 主要参数

10－3 放大电路中的负反馈 1. 负反馈放大电路的放大倍数

2. 负反馈的基本类型及其典型运放电路

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3. 负反馈对放大电路性能的改善 10－4 运算放大器的线性应用 1. 比例运算电路 2. 加、减运算电路 3. 积分运算电路 4. 微分运算电路

△10－5 运算放大器的非线性应用 10-6 正反馈和正弦波振荡器 1． 自激振荡器的基本工作原理 △2. LC振荡器

3． RC振荡器

实验三：集成运算放大设计

课程的考核要求：了解：集成运算放大电路的组成、电压传输特性；负反馈对放大电路性能的影响；集成运算放大器的型号命名和主要参数；正弦波振荡器的工作原理。

理解：运算放大器的基本输入方式；反馈的概念；用集成运算放大器组成

的比例、加减、积分和微分运算的工作原理。掌握：反馈的判别方法。应用：理想运算放大器的基本分析。了解：理解：自激振荡的条件；RC正弦波振荡器的基本原理。

教学重点、难点：重点：运算放大器的分析方法、基本运算电路；正弦波振荡器自激振荡的条件。。

第十二章 逻辑门和组合逻辑电路（1.3、4.2） 12－1 数字电路的基本知识和有关概念 12－2 二极管门电路 12－3 MOS集成门电路

12－5 逻辑代数及其在组合逻辑电路中的应用 1. 逻辑代数的基本运算规则和定理 2. 组合逻辑电路的分析

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△3. 组合逻辑电路的设计 △实验四：基本组合逻辑电路设计

课程的考核要求：理解：数字电路的基本概念。掌握：组合逻辑电路的分析方法。应用：组合逻辑电路的设计。

教学重点、难点：重点：基本逻辑门电路的逻辑功能；逻辑代数的基本运算法则及应用；组合逻辑电路的分析方法。

第十三章 触发器和时序逻辑电路（1.3） 13－1 双稳态触发器 1. RS触发器 2. JK触发器

3. D触发器和T触发器 4. 触发器的相互转换 △5. 集成触发器的型号 18－2 计数器

1. 二进制加法计数器 △2. 十进制加法计数器 △3. 集成电路计数器 18－3 寄存器 1. 数码寄存器 △2. 移位寄存器

课程的考核要求：理解：计数器工作原理；数码寄存器工作原理。掌握：RS、JK、D、T型触发器的逻辑功能。

教学重点、难点：重点：各种类型触发器的逻辑功能。 五、考核方式及成绩评定

1、考核方式：闭卷，笔试。

2、成绩评定：期末笔试70% ，平时成绩30%。即p=0.7；q=0.3（为下面计算课程目标达成度评价使用）。

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3、课程目标达成度评价：课程教学第i个目标的达成度计算公式为：

nip/Nimjq/Mi

其中Ni表示课程教学第i个目标的期末期望分值，Mi表示平时期望分值；学生实际得分（平均值）期末成绩为ni，平时成绩为mi。

课程教学目标 目标1：了解安全工程专业范围内最常用的电子器件的性能以及由这些元件所组成的若干典型环节的原理和应用。 目标2：掌握模拟和数字电路的基本作用、基本规律和基本分析方法，并能在安全工程应用中熟练适用。 评价方法 期望分值 实际得分 期末评价 N1=30 n1 n1*p/N1+m1*q/M1 平时评价 M1=20 m1 课程目标达成度 期末评价 N2=60 n2 n2*p/N2+m2*q/M2 平时评价 M2=20 m2 3、掌握必要的实践技能，为学习后续安全工程相关期末评价 专业课程以及毕业后从事安全工程专业技术和科学平时评价 研究工作奠定基础。 期末评价 ∑ 平时评价 N3=10 N3 n3*p/N3+m3*q/M3 M3=60 ∑N=100 ∑M=100 M3 ∑n ∑m 注：（1）∑N=N1+N2+N3，∑n=n1+n2+n3；同理有∑M和∑m。（2）学生本门课程的考试成绩：p∑n+ q∑m ；课程目标达成度是工程教育认证计算毕业要求达成度的输入。 六、其它

1. 标‘△ '为参考内容，一般指加深加宽的内容。 根据专业要求和实际情况，可适当增加选‘△ '的教学内容；其他不标符号的为基本内容，为不论课时多少，必须讲到的授课基本内容。

2. 实验是本课程重要的实践性教学环节。实验的目的不仅要帮助学生巩固和加深理解所学知识，更重要的是训练学生的实验技能。实验时分组应以使每个学生有充分实验机会为原则。具体要求是：

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（一）能使用常用的电工仪表、仪器、设备及电子仪器。 （二）能按电路图连接实验线路进行实验。 （三）能准确读取实验数据、观察实验现象。

（四）能整理分析实验数据并写出条理清楚、内容完整的实验报告。 3. 习题也是本课程的重要教学环节。各章均应安排适量的习题，使学生通过习题巩固和加深对课程的理解，培养学生分析问题的能力。各章复习参考习题参见教材各章习题。 七、主要参考书

［1］孙骆生主编.电工学基本教程（第4版）.北京：高等教育出版社，2008年1月

［2］叶淬主编.电工电子技术（第2版）.北京：化学工业出版社，2003年7月

［3］秦曾煌主编,《电工学》Ⅱ电子技术（第五版）.北京：高等教育出版社，1999年6月

执笔人：文 华 系主任： 院教学主任审核签名：

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