周菁菁

摘 要：本文針對電路課程中的戴維南定理這一知識點從教學(xué)思想、教學(xué)分析、教學(xué)方法、教學(xué)安排、教學(xué)總結(jié)幾個方面做了一個簡單的教學(xué)設(shè)計，旨在促進電子專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)研究。

關(guān)鍵詞：戴維南定理；教學(xué)設(shè)計

1 教學(xué)思想

1.1 教學(xué)背景

《電路》課程是高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是所有強電專業(yè)和弱電專業(yè)的必修課。本課程理論嚴密、邏輯性強，具有廣闊的工程背景。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電路的基本理論、分析計算電路的基本方法和進行實驗的初步技能，為解決工程實際問題和進一步研究電類問題準(zhǔn)備必須的理論基礎(chǔ)，并為學(xué)習(xí)電氣信息類的后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

認知目標(biāo)：理解二端網(wǎng)絡(luò)及有源二端網(wǎng)絡(luò)的概念；理解戴維南定理的內(nèi)涵及其實質(zhì)；掌握無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻和有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓的計算方法；熟練掌握戴維南定理求解復(fù)雜電路。能力目標(biāo)：通過戴維南定理的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生求解復(fù)雜電路時采用化繁為簡的能力。情感目標(biāo)：逐步培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、勤于動腦的素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生認真觀察分析的科學(xué)態(tài)度。

2 教學(xué)分析

2.1 教學(xué)內(nèi)容

二端網(wǎng)絡(luò)、有源二端網(wǎng)絡(luò)、無源二端網(wǎng)絡(luò)的概念，戴維南定理的內(nèi)容，戴維南定理的應(yīng)用。

2.2 教學(xué)重點

戴維南定理的內(nèi)容；應(yīng)用戴維南定理如何將復(fù)雜的有源二端網(wǎng)絡(luò)等效化簡為一個電壓源。

2.3 教學(xué)難點

應(yīng)用戴維南定理解題時如何具體計算有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓與等效電阻。

3 教學(xué)方法

本節(jié)課以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，訓(xùn)練為主線，思維為核心，能力為目標(biāo)”為教學(xué)思想，采用教師引導(dǎo)的學(xué)習(xí)模式，運用講授法、歸納法、練習(xí)法等多種教學(xué)方法；將先進的多媒體教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)手段進行協(xié)調(diào)配合，豐富教學(xué)過程；通過課題引入、定理講解、舉例練習(xí)和歸納總結(jié)的設(shè)計思路，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，積極思考，實現(xiàn)對相關(guān)知識點的記憶、理解和掌握。

4 教學(xué)安排

4.1 導(dǎo)入新課

先復(fù)習(xí)復(fù)雜電路的求解方法：支路電流法、網(wǎng)孔分析法、節(jié)點分析法。提出問題讓同學(xué)思考：求解下圖電路中電流I的方法有哪些？再分析指出這幾種方法的局限性，提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

4.2 鏈接知識

⑴介紹戴維南定理的背景。萊昂·夏爾·戴維南（1857-1926）是法國的電信工程師。他利用歐姆定律來分析復(fù)雜電路。戴維南出生于法國莫城，1876年畢業(yè)于巴黎綜合理工學(xué)院。1878年他加入了電信工程軍團（即法國PTT的前身），最初的任務(wù)為架設(shè)地底遠距離的電報線。1882年成為綜合高等學(xué)院的講師，讓他對電路測量問題有了濃厚的興趣。在研究了基爾霍夫電路定律以及歐姆定律后，他發(fā)現(xiàn)了著名的戴維南定理，用于計算更為復(fù)雜電路上的電流。

⑵通過典型電路引出二端網(wǎng)絡(luò)、有源二端網(wǎng)絡(luò)的概念。二端網(wǎng)絡(luò)：凡是具有兩個接線端和外電路相連的電路（網(wǎng)絡(luò)），就稱為二端網(wǎng)絡(luò)。有源二端網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)部含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)。

⑶通過EWB仿真軟件證明講解定理的內(nèi)容。定理內(nèi)容：任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)N，對其外部而言，都可以等效成一個戴維寧電源。該電源的電壓值等于網(wǎng)絡(luò)N二端子間的開路電壓UOC，其串聯(lián)的電阻R0（稱輸出電阻或等效內(nèi)阻）等于網(wǎng)絡(luò)N內(nèi)部獨立源為零時二端子間的等效電阻。

⑷描述求解步驟，重點強調(diào)該定理的重難點及注意事項。步驟：1）斷開所要求解的支路或局部網(wǎng)絡(luò)，求出所余二端有源網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC。2）令二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨立源為零，求等效電阻R0。3）將待求支路或網(wǎng)絡(luò)接入等效后的戴維寧電源，求出解答。

4.3 例題講解

舉例說明講解，分別舉例電路中含獨立理想電源電路和電路中含受控源電路的例子若干個，強化知識點，讓學(xué)生靈活使用戴維南定理求解復(fù)雜電路。

4.4 課堂練習(xí)

在通過例題講解強化知識點的基礎(chǔ)上，營造一個師生互動、合作學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，讓學(xué)生學(xué)會分析問題，同時根據(jù)學(xué)生在課堂練習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題并給予解決。

4.5 總結(jié)歸納

總結(jié)幾個基本概念、定理的內(nèi)容及其解題步驟。

4.6 課后作業(yè)

通過作業(yè)的獨立完成，加強學(xué)生對知識點的理解和及時掌握。

5 教學(xué)總結(jié)

⑴等效是指有源二端網(wǎng)絡(luò)對外部的等效。⑵求等效電阻時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨立源為零是指電壓源短路，電流源開路。⑶求等效電阻時，若二端網(wǎng)絡(luò)N中無受控源，N中電阻出現(xiàn)簡單的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，則直接求R0，若二端網(wǎng)絡(luò)N中有受控源，或者當(dāng)is=0，us=0后無法進行電阻的串并聯(lián)化簡，則按等效電阻的定義，在二端子間加一電壓u（或電流i），則 ，式中，

u并不一定給出確定的值，只要找出u與i的關(guān)系即可。