学科基础课

《电工电子与人工智能实训》课程教学大纲

一、课程基本信息

1.课程名称（英文名称）：电工电子与人工智能实训（Electrical,electronic and artificial intelligence training）

2.课程编码：30500000310

3.学时与学分：80学时，2学分

4.适用专业：电子、电卓、电力、机器人、测控、通信、自动化、生医、矿加、制药、高材、化工、无机、制药、安工、安卓、核安、矿加、网工、物联、机械、机卓、材控、过控、车辆、能动、智造、核物理、核工、核化、核卓、辐防、建环、建电等

5.考核办法：考查、计分方式、成绩评定依据

6.先修课程：电工基础、电路原理、Python语言程序设计

7.课程责任单位：创新创业训练中心

二、课程简介（五号宋体加粗，300字左右）

《电工电子与人工智能实训》是在社会主义核心价值观指导下的工科专业的技术基础课，也是加强学生思想政治教育、工匠精神、工程训练和综合能力培养的重要实践课程。本课程的任务是推进思政建设、培养学生动手能力、创新能力和团队协作精神，加强对学生进行现代工程素质培养，能运用相关科学原理，识别和判断复杂工程问题的关键环节，为今后工作打下实践基础。本课程的具体内容有：常用电子元器件识别、测量、选用；常用仪器仪表的使用；焊接技术；常见电子线路的工作原理、制作工艺及调试与检修方法；电子产品的制作与调试；人工智能教学实验平台学习（含数字识别、语音控制、图像识别）；人工智能机器人开发套件应用（含机器人手势识别、目标跟踪）；自平衡智能车实训（含智能车平衡、避障、巡线）；python基础知识教学与案例实训等。

三、课程目标（五号宋体加粗）

通过讲解、设计实施、动手实训、解决实际问题、培养创新思维能力和熏陶企业情操等环节，达到以下目标：

课程目标1：培养严谨求实和理论联系实际的科学作风，培育大学生刻苦劳动、精益求精的工匠精神，培养大学生正确的劳动纪律观点、团队合作精神和成本控制意识，践行社会主义核心价值观。

课程目标2：掌握焊接技术的基本知识和基本技能，了解PCB印制电路板及SMT表面贴装等新技术、新工艺，熟悉当代电子产品的主流生产工艺。

课程目标 3：掌握常用电子元器件的正确识别与检测方法，熟悉常用的电子仪器仪表的使用。了解常见电子线路的工作原理、制作工艺方法，掌握电子线路的一般调试与检修方法；掌握电动机正反转电路的设计与安装调试。

课程目标4：掌握室内配线的原则、要求及主要方式和工序。熟悉住宅照明线路安装与调试。掌握三相异步电动机点动连动电气控制线路及正反转控制电路。

课程目标5：通过收音机及单片机时钟温度计等电子产品的制作及人工智能实训，了解电子产品的设计过程，建立EDA设计基础，初步培养学生的人工智能开发能力及创新能力。

课程目标6：了解实训项目涉及的标准和政策，能够分析评价实训项目的实施对社会、健康、安全、法律以及文化的影响和应承担的责任。

  四、课程目标与毕业要求对应关系

五、课程内容（五号宋体加粗；按照章节介绍教学内容）

第一章：实训概论课（分配学时2学时，支撑课程目标1，6）

1.教学重点和难点

实训安全及实训意识的激发

2.教学基本要求

通过本章教学，使学生了解电工电子实训目的、意义；了解电工电子实训的教学内容和安排；强调电工电子实训教学安全意识和预防措施。

3.教学基本内容

（1）坚定学生理想信念，厚植爱国主义情怀，培养严谨求实和理论联系实际的科学作风。

（2）电工电子实训课程背景及教学的内容和安排。

（3）电工电子实训的目的和要求。

（4）电工电子实训的学习方法。

（5）电工电子实训的主要规章制度。

（6）电工电子实训的安全教育。

4.教学建议：

建议在课堂上用具体事例开展学生的思政教育，加深工程和安全意识。

第二章：常用工具与仪器仪表（分配学时2学时，支撑课程目标3）

1.教学重点和难点

常用工具和仪器仪表的使用方法。

2.教学基本要求

通过本章教学，使学生了解常用电工工具的外形结构和使用方法；了解常用仪器仪表的使用方法和注意事项。

3.教学基本内容

（1）介绍斜口钳、剥线钳、尖嘴钳、钢丝钳、电工刀、螺丝刀、低压测电笔、吸锡器、冲击钻等工具的外形结构和使用方法。

（2）介绍万用表、钳形电流表、兆欧表、直流稳压电源、示波器等仪器仪表的外形结构和使用方法。

（3）介绍常用工具及仪器仪表的使用注意事项和安全规范。

4.教学建议：

建议采取示范讲解、现场演示及独立操作的教学方法。

第三章：常用电子元器件（分配学时2学时，支撑课程目标3）

1.教学重点和难点

常用电子元器件的识别和使用方法。

2.教学基本要求

（1）通过本章教学，使学生了解常用电子元器件的分类和外形结构。

（2）通过本章教学，使学生了解常用电子元器件的命名、主要技术指标、选用和测试方法。

3.教学基本内容

（1）电阻器的分类、命名方法、主要技术指标、选用与测试。

（2）电容器的分类、命名方法、主要技术指标、选用与测试。

（3）电感器的分类、命名方法、主要技术指标、选用与测试。

（4）变压器的分类、命名方法、主要技术指标、选用与测试。

（5）半导体器件的分类、命名方法、主要技术指标、选用与测试。

（6）集成电路的基本概念、优点、分类、封装、引脚及应用。

（7）表面贴装元器件的分类、命名方法、主要技术指标、选用与测试。

4.教学建议：

建议采取示范讲解、现场演示及独立操作的教学方法。

第四章：焊接技术（分配学时8学时，支撑课程目标2，4）

1.教学重点和难点

手工焊接方法、质量检查与拆焊方法。

2.教学基本要求

（1）通过本章教学，使学生了解焊接概述、手工焊接工具与焊接材料。

（2）通过本章教学，使学生掌握手工焊接方法、质量检查与拆焊方法。

（3）通过本章教学，使学生了解通孔元件工厂化生产流程与SMT工艺流程。

3.教学基本内容

（1）焊接概述、手工焊接工具与焊接材料。

（2）手工焊接方法、质量检查与拆焊方法。

（3）通孔元件工厂化生产介绍。

（4）贴片焊接技术

（5）贴片焊接练习板焊接、测试与拆卸

（6）SMT表面贴装工艺流程介绍

4.教学建议：

建议采取示范讲解、现场演示及独立操作的教学方法。

        第五章：电子技能实训（分配学时34学时，支撑课程目标1、2、3、5、6）

1.教学重点和难点

电子线路的一般制作方法、调试与故障分析。

2.教学基本要求

（1）通过本章教学，使学生了解常见电子线路的工作原理。

（2）通过本章教学，使学生掌握常见电子线路的制作工艺、调试与故障分析。

（3）通过本章教学，使学生了解印制电路板的制作工艺流程和安全操作规程。

（4）通过本章教学，使学生熟悉电子产品一般制作方法、检测与调试方法。

3.教学基本内容

（1）双管振荡警报器的工作原理、制作方法与故障分析。

（2）音频信号发生器的工作原理、制作方法与故障分析。

（3）555报警电路的工作原理、制作方法与故障分析。

（4）三路晶闸管抢答器的工作原理、制作方法与故障分析。

（5）印制电路板的概述与软件设计方法、制作工艺流程及安全操作规程。

（6）调频收音机的工作原理、制作方法与故障分析。

（7）单片机电子时钟的工作原理、制作方法与故障分析。

4.教学建议：

建议学生自我设计并制作，激发学生的创新意识和动手能力。

第六章：电工技能实训（分配学时16学时，支撑课程目标2、4）

1.教学重点和难点

室内照明线路安装与调试、三相异步电动机正反转控制电路安装与调试。

2.教学基本要求

（1）通过本章教学，使学生了解室内配线的原则、要求及主要方式和工序。

（2）通过本章教学，使学生掌握三相异步电动机常见控制电路的安装与调试。

3.教学基本内容

（1）三相异步电动机接触器点动控制线路；

（2）三相异步电动机接触器自锁控制线路；

（3）Y-△启动自动控制线路；

（4）双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路；

（5）两个开关控制一盏灯

（6）日光灯线路的接线

（7）声控开关控制LED灯电路的接线

（8）触摸延时开关控制LED灯电路的接线

4.教学建议：

建议学生自我设计并制作，激发学生的创新意识和动手能力。

第七章：人工智能实训（分配学时16学时，支撑课程目标1、3、5、6）

1.教学重点和难点

通过通识实训的讲解、操作等，认识人工智能技术的先进性；通过上机进行基础训练，掌握人工智能技术开发的基本技能；通过项目化教学，例如图像识别、车牌识别、人脸识别、数据训练与机器学习等，掌握人工智能领域的应用开发的基本流程。

2.教学基本要求

（1）通过本章教学，了解人工智能基本知识及发展概况。

（2）通过本章教学，了解人工智能相关的应用及服务场景，认识人工智能技术的先进性。

（3）通过本章教学，练习python编程技能，掌握人工智能技术开发的基本技能。

（4）通过本章教学，掌握Tensorflow、Pytorch、OpenCV等多种主流框架的使用，掌握人工智能领域的应用开发的基本流程。

（5）通过本章教学和网络平台的项目练习，掌握人工智能技术在不同的应用场景中开发和调试技能。

3.教学基本内容

（1）人工智能绪论

（2）智慧物流系统

（3）智慧医疗系统

（4）自平衡智能车实验（含智能车平衡、避障、巡线等）

（5）人脸检测、年龄识别、属性识别实验

（6）机器人目标跟踪

（7）机器视觉实验

（8）Python实验

（9）图像识别与图像处理

（10）基本处理算法模型实验

（11）神经网络算法实验

（12）TensorFlow实用技术实验

（13）数字识别实验

（14）猫狗识别实验

（15）车牌识别实验

（16）语音识别与处理

4.教学建议：

建议学生通过教学的案例学习，举一反三，延伸至类似的多种应用场景或某种综合场景，能自我设计并制作，激发学生的创新意识和动手能力。

六、教学安排

 （电类）

（非电类）

注：该学时分配为参考性计划，每个实训项目根据学生专业等实际情况具体分配学时，还可以利用录像、观摩等教学手段进行，在条件允许时尽量安排学生多动手操作。

七、授课方法

1) 以实践教学为主，结合实际问题讨论及自学。

2) 实践教学方式采用“示范教学”或“多媒体教学”及学生操作过程巡回指导相结合方式。

3) 通过学生分组，互相帮助，共同或独自完成实训任务，以提高学生实践操作能力、团队协作和交流的能力。

4) 对先修课程已学及比较容易理解的章节，采用自学方式，以培养学生自主学习的意识、自主学习能力及综合运用知识能力。

示例：

以课堂教学为主，结合小班讨论课、MOOC自学、网上交互与讨论等。

课堂教学：主要讲解基本概念、基本原理和分析解决问题方法，达到掌握电子技术的知识。通过案例教学，师生互动，培养学生的分析问题和解决问题能力，达成毕业要求指标点。

通过小测验、作业等了解学生对知识的掌握程度与运用所学知识解决问题能力，并以此为依据改进教学，有针对性督促学生改善学习。

小班讨论课：以组为单位，每一个班分8个组，结合教学内容，设计研讨专题，提前公布专题内容，以组为单位完成。每个专题工作包括查阅资料、综合分析、方案设计、电路/系统仿真、PPT讲解、提问研讨、总结报告等。通过讨论课的课前准备及课堂研讨达到掌握文献检索、电子技术发展动态、信息收集与提取、团队合作、问题表达等能力。小班课可以包含小测验。

  八、考核办法

考核方式：考查

计分方式：百分制、五级分制、二级分制

成绩评定依据：描述形成性评价的具体组成（含实习态度，实习成效、实践操作能力、实习记录、实习分析报告、实习单位评价、笔试、口试、设计、作业、作品等）

凡在实习期间表现较差、未能达到实习大纲规定的基本要求、实习报告有明显错误或抄袭行为者，其实习成绩考核为不合格。

九、教材及参考书

1.选用教材：

（1）《电工电子实习教程》王湘江、唐如龙主编，中南大学出版社，2022年

2.参考书：

（1）《电工电子实习教程》 余仕求，李锐主编，华中科技大学出版社，2019年

（2）《人工智能导论》李德毅主编，中国科学技术出版社，2018年

（3）《深度学习》，Ian Goodfellow、Yoshua Bengio 、Aaron Courville著，人们邮电出版社，2017年

（4）《Python语言程序设计基础》嵩天、礼欣、黄天羽主编，高等教育出版社，2017年

通过讲解、设计实施、动手实训、解决实际问题、培养创新思维能力和熏陶企业情操等环节，达到以下目标：

课程目标1：培养严谨求实和理论联系实际的科学作风，培育大学生刻苦劳动、精益求精的工匠精神，培养大学生正确的劳动纪律观点、团队合作精神和成本控制意识，践行社会主义核心价值观。

课程目标2：掌握焊接技术的基本知识和基本技能，了解PCB印制电路板及SMT表面贴装等新技术、新工艺，熟悉当代电子产品的主流生产工艺。

课程目标 3：掌握常用电子元器件的正确识别与检测方法，熟悉常用的电子仪器仪表的使用。了解常见电子线路的工作原理、制作工艺方法，掌握电子线路的一般调试与检修方法；掌握电动机正反转电路的设计与安装调试。

课程目标4：掌握室内配线的原则、要求及主要方式和工序。熟悉住宅照明线路安装与调试。掌握三相异步电动机点动连动电气控制线路及正反转控制电路。

课程目标5：通过收音机及单片机时钟温度计等电子产品的制作及人工智能实训，了解电子产品的设计过程，建立EDA设计基础，初步培养学生的人工智能开发能力及创新能力。

课程目标6：了解实训项目涉及的标准和政策，能够分析评价实训项目的实施对社会、健康、安全、法律以及文化的影响和应承担的责任。

多组实验，模块式教学

使学生了解电工电子实训目的、意义；了解电工电子实训的教学内容和安排；强调电工电子实训教学安全意识和预防措施。

使学生了解常用电工工具的外形结构和使用方法；了解常用仪器仪表的使用方法和注意事项。

使学生了解焊接概述、手工焊接工具与焊接材料，掌握手工焊接方法、质量检查与拆焊方法。

使学生了解常见电子线路的工作原理，使学生熟悉电子产品一般制作方法、检测与调试方法。

使学生掌握三相异步电动机常见控制电路的安装与调试。

练习python编程技能，掌握人工智能技术开发的基本技能，掌握Tensorflow、Pytorch、OpenCV等多种主流框架的使用，掌握人工智能领域的应用开发的基本流程，掌握人工智能技术在不同的应用场景中开发和调试技能。

实训安全及实训意识的激发

常用工具和仪器仪表的使用方法。

常用电子元器件的识别和使用方法。

手工焊接方法、质量检查与拆焊方法。

电子线路的一般制作方法、调试与故障分析。

室内照明线路安装与调试、三相异步电动机正反转控制电路安装与调试。

通过通识实训的讲解、操作等，认识人工智能技术的先进性；通过上机进行基础训练，掌握人工智能技术开发的基本技能；通过项目化教学，例如图像识别、车牌识别、人脸识别、数据训练与机器学习等，掌握人工智能领域的应用开发的基本流程。