“戴維南定理”的教學設計

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思想、教學分析、教學方法、教學安排、教學總結幾個方面做了一個簡單的教學設計，旨在促進電子專業基礎課程的教學研究。

關鍵詞：戴維南定理；教學設計

1 教學思想

1.1 教學背景

《電路》課程是高等學校電子與電氣信息類專業的重要專業基礎課，是所有強電專業和弱電專業的必修課。本課程理論嚴密、邏輯性強，具有廣闊的工程背景。通過本課程的學習，使學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備必須的理論基礎，并為學習電氣信息類的后續課程打下基礎。

1.2 教學目標

認知目標：理解二端網絡及有源二端網絡的概念；理解戴維南定理的內涵及其實質；掌握無源二端網絡的等效電阻和有源二端網絡的開路電壓的計算方法；熟練掌握戴維南定理求解復雜電路。能力目標：通過戴維南定理的教學，培養學生求解復雜電路時采用化繁為簡的能力。情感目標：逐步培養學生善于發現、勤于動腦的素質，培養學生認真觀察分析的科學態度。

2 教學分析

2.1 教學內容

二端網絡、有源二端網絡、無源二端網絡的概念，戴維南定理的內容，戴維南定理的應用。

2.2 教學重點

戴維南定理的內容；應用戴維南定理如何將復雜的有源二端網絡等效化簡為一個電壓源。

2.3 教學難點

應用戴維南定理解題時如何具體計算有源二端網絡的開路電壓與等效電阻。

3 教學方法

本節課以“學生為主體，教師為主導，訓練為主線，思維為核心，能力為目標”為教學思想，采用教師引導的學習模式，運用講授法、歸納法、練習法等多種教學方法；將先進的多媒體教學手段和傳統教學手段進行協調配合，豐富教學過程；通過課題引入、定理講解、舉例練習和歸納總結的設計思路，引導學生主動參與，積極思考，實現對相關知識點的記憶、理解和掌握。

4 教學安排

4.1 導入新課

先復習復雜電路的求解方法：支路電流法、網孔分析法、節點分析法。提出問題讓同學思考：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，提出本節課的學習目標。

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雜電路。戴維南出生于法國莫城，1876年畢業于巴黎綜合理工學院。1878年他加入了電信工程軍團（即法國PTT的前身），最初的任務為架設地底遠距離的電報線。1882年成為綜合高等學院的講師，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，他發現了著名的戴維南定理，用于計算更為復雜電路上的電流。

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

⑶通過EWB仿真軟件證明講解定理的內容。定理內容：任何線性有源二端網絡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絡N二端子間的開路電壓UOC，其串聯的電阻R0（稱輸出電阻或等效內阻）等于網絡N內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絡，求出所余二端有源網絡的開路電壓UOC。2）令二端網絡內獨立源為零，求等效電阻R0。3）將待求支路或網絡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，讓學生靈活使用戴維南定理求解復雜電路。

4.4 課堂練習

在通過例題講解強化知識點的基礎上，營造一個師生互動、合作學習的教學情境，讓學生學會分析問題，同時根據學生在課堂練習的過程中發現學生存在的問題并給予解決。

4.5 總結歸納

總結幾個基本概念、定理的內容及其解題步驟。

4.6 課后作業

通過作業的獨立完成，加強學生對知識點的理解和及時掌握。

5 教學總結

⑴等效是指有源二端網絡對外部的等效。⑵求等效電阻時，網絡內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，若二端網絡N中無受控源，N中電阻出現簡單的串并聯結構，則直接求R0，若二端網絡N中有受控源，或者當is=0，us=0后無法進行電阻的串并聯化簡，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的關系即可。