电工电子技术基础
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前言

电工电子技术基础是高等学校计算机类、航空类、机械类、自动化类、材料类等非电专业开设的专业基础必修课,它既有自身的理论体系,又有很强的实践性、基础性、应用性、拓展性和创新性。而且随着人工智能、大数据、物联网技术飞速发展和计算机技术及通信技术的迅速普及,它已成为几乎所有理工科本科生的必修课和经管类专业选修课。由于新器件、新方法的不断出现,教育教学信息化、网络化手段的飞速发展,电工电子技术基础课程教学内容在不断丰富和更新。依据新工科和OBE理念构建符合高素质复合型应用人才需求的新课程体系,将传统课程体系知识点解构在学习情境中。同时,由于课程教学学时多次大量压缩,使内容多与学时少的矛盾更加突出,迫切需要优化课程的体系结构和整合教学内容,编写出注重工程基础、反映新技术和新方法、便于线上线下一体化的特色教材。

本书在编写时立足于“结构新颖,整体贯通,深入浅出,化难为易,好学易懂,凸显特色,重点突出,思政引领,内外驱动,便于自学,利于教学”。与同类教材相比,本书更加注重基本概念讲解,压缩传统内容,增加应用性和新技术内容;强化系统概念,拓宽学生知识面,培养学生分析问题和解决问题的能力;注重解题技能训练,加强工程分析、设计与实践能力的培养。这是一本既能满足教学基本要求又对其有所加深拓宽,适应当前融教、学、练、测、赛于一体的学习情境下的翻转课堂教学模式,对非电专业非常适用并且符合实际需求的教材。本书具有如下特色。

1)本书体现电工电子技术课程教学“保基础、重实践、少而精、拓知识”的特点,整合电路基础、模拟电子技术(以下简称模电)、数字电子技术(以下简称数电)内容,体现科学性,突出实践性、应用性及创新性,满足按学科大类招生下学时较少的教学需要。

2)课程思政,立德教育。将思政教育引入电工电子技术基础教材中,每章开头思政引例,精选引语和提供导读,启发和勉励学生发奋学习,回报社会。同时为学生了解该章编写思路和学习方法提供指导,彰显立德树人、价值引领的教学理念,落实课程思政目标。通过课程思政与教学内容融合,培养学生爱国奉献的科学精神、工匠精神及家国情怀。

3)本书内容涵盖计算机类、航空类、机械类、自动化类、材料类等非电专业研究领域,建立电路、模电、数电模块库,强化模块组合。依据新工科和OBE理念工作情境对“知识点”实施重新排列、组合,按照工科不同专业人才培养要求,将传统课程体系知识点解构在学习情境中。设计融教、学、做于一体的学习情境,将电工电子技术基础建设成为理论与实践、理论与大赛融合、教赛课一体的新工科创新课程,满足不同专业学生利用学科交叉、渗透、融合来促进本学科学习的需求。

4)本书内容紧随人工智能、互联网+和经济发展而更新,及时将新知识、新技术、新工艺和新案例等引入教材,为学生提供符合时代需要的知识体系。每章均以“学习目标”“思政引例”“特别提示”“课程小结”“知识链接”为主线进行编写。以内容提要和学习目标开头,使读者能在学习前明确目标;每章结尾又将主要知识点进行梳理总结。

5)本书编写过程中,精心设计讲授内容,力求做到由浅入深,循序渐进,精心编排讲授内容之间的逻辑关系,采用分层次递进的教、学、练融合结构。突显电工电子技术基础的实践性和创新性。讨论元器件时,重点放在工作原理及其外特性和主要参数上。讨论具体电路时,突出电路设计和重要指标计算。介绍电路时强调电路基本定理和基本方法,在此基础上引入模电概念,通过介绍模电理论和应用,为数字电路分析做必要知识储备,最后介绍数字电路分析方法及集成电路应用。在“教与学”的同时多进行“练和赛”同样很重要,因此每小节都有思考题,每章含有例题、选择题、判断题和计算题,测试对教学内容掌握情况,为后继学习做好铺垫。

6)本书特点是电路图较多,传统黑板加粉笔的教学方法难以提供较大信息量,而且不可避免地要画大量电路图,既费时又费力。为了适应教学改革需要,采用线上线下混合教学,线上资源辅助课堂教学。目前,电工电子技术基础河南省级精品在线课程资源已涵盖视频、课件、知识点解析、大纲、试题库、作业库、单元测试、小节测试、课程目标及思政引例,学生可利用碎片化时间课外学习。“图文、动画和微课视频”于一体,尽可能地避免烦琐而枯燥的公式推导。注重引导并启发读者理解、掌握电路的基本概念、基本理论和基本方法,注重培养读者的工程实践能力,尽可能地做到好懂易学。利用网站交互性在线测试与任课老师讨论区答疑,使学生达到最佳学习效果。

7)通过理论与实践课程融合外驱力,进行电工电子实训教学,提高学生综合能力和科学素养。通过学生参与课外科技活动、学科竞赛、创新大赛内驱力,自主选择分析思考方法,拓展学生创新意识,实现与本专业知识融合、理论与实践环节融合、与先进前沿知识理论体系融合以及与课程思政相融合,以及内外驱动力融合。

全书分为3个模块,共11章:第1~5章是电路模块,包括电路基本概念与基本定律、电路的基本分析方法、正弦交流电路、三相交流电路、一阶电路暂态分析;第6~9章是模电模块,包括半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器、直流稳压电源;第10~11章是数电模块,包括门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路。由于非电类专业对电工电子技术的要求不一,学时也有差别,本书参考学时为64学时。

本书由郑州航空工业管理学院联合郑州大学、河南农业大学、信阳师范学院、河南开放大学、商丘学院应用科技学院共同编写,出版得到河南省科技攻关(212102210144,212102210403,212102210052)和郑航实验室开放项目(校教字【2020】73号)及郑航教育教学改革研究与实践项目(zhjg2051,zhjy1862)与教材出版专项基金的大力资助。全书由周鹏主编,负责定稿和统稿工作。其中周鹏、刘战合编写第1章,史梁、王娜娜编写第2章,张震、李润娟编写第3章,罗浩、陈永编写第4章,赵青编写第5章和全书课程思政内容,刘兆瑜、尤晓蕾编写第6章,张国栋、郭颂编写第7章,赵雨斌、苏继斌编写第8章,栗彦芬、陈贺明编写第9章,胡建东、张宏亮编写第10章,李玉玲、程琤编写第11章。全书所有图表绘制及公式编排均由赵青和2016级硕士生刘伟(福建工程学院)共同完成。战略支援部队信息工程大学黄开枝教授为本书的编写提出了很多宝贵意见。在编写过程中,学习和借鉴了大量的有关参考资料,在此向所有作者表示深深的感谢。由于编者水平有限,书中的错误和不妥之处在所难免,欢迎使用本书的教师、学生和工程技术人员提出意见和建议,以便改进和提高。

编者