針對非電專業戴維南定理講授方法改革的探討

鄭曉婉+張培+苗維普+曹玲芝

摘 要 戴維南定理抽象，難理解、難掌握。非電專業學生電學基礎薄弱，學習該定理時存在不愛學、不會學和學不會的問題。以學生為本，分析問題原因，從教學安排、實驗安排和課后鞏固等方面進行探討，形成一套講授新方法，建立從樂學到會學到學會到應用再到樂學的良性循環。本方法應用在課程中取得較好的教學效果。

關鍵詞 非電專業；戴維南定理；實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0112-03

Abstract The venin theorem is abstract and difficult to understand and master. In the other hand， for the non-electric specialty students， the basic knowledge of electricity is weak， As learning the theorem， the students dont like to learn it and dont know how to learn it， sothat they cant understand and master it. This article from the posi-tion of students， analyzes the reasons of the problem， discusses theteaching arrangement， experimental arrangement and after-school consolidation， etc. form a new method of teaching the venin theorem.Using the method in the course， receved a good result.

Key words non-electric specialty； the venin； experiment

1 前言

電路分析是一門綜合性、實踐性都很強的課程，已經成為各高校工科類非電專業重要的基礎課或者是專業課，也是非電類專業學生掌握電路基礎知識以及學習后續相關專業課程的關鍵課程[1-2]。戴維南定理在電路分析中是一個非常重要的定理，相較其他定理，抽象、難理解，對于非電類專業學生來說，學習起來比較困難和吃力。因此，戴維南定理成為該課程的教學難點和重點。為了能夠在有限的學時中使非電類學生學好該定理，并熟練掌握和應用該定理，從學生角度出發，將講授教學與實驗實踐兩方面相結合作為教授方法的前提，對講授該定理的方法進行探討。

2 分析問題，提出解決方法

目前，非電類專業學生在學習戴維南定理的過程中普遍存在的問題是：一方面，學生的學習主動性差，沒有自主學習能力，只靠教師灌輸；另一方面，雖然有一部分學生有學習愿意，自覺主動去學習，但是因為其電學基礎比較薄弱，學習方法不當，導致事倍功半，效率低下。

針對這一問題，必須從學生角度出發，尋找合適的教學方法。當學生學會學好且能熟練應用時，他們不但掌握了戴維南定理，而且增加了學習的信心，會更加愿意去學習電路課程中的其他新知識，形成從樂學到會學到學會到應用再到樂學的良性循環，如圖1所示，從而也為今后的其他電路知識學習奠定良好的基礎。

3 戴維南定理講授的具體方法

引用布魯納的一句名言：“知識的獲得是一主動的過程，學習者不應該是信息的被動接受者，而應該是知識獲取過程的主動參與者。”因此，在非電類專業學生學習戴維南定理的過程中，首先必須讓他們發揮其主觀能動性，愿意去學習定理。其次，要在學生愿意學的基礎上，根據學生的具體實際情況，圍繞定理，制訂合理的教學方案，做好課上理論教授，使學生學會定理、掌握定理、熟練使用定理。最后，利用實驗這一環節，實現理論聯系實際，讓學生更深刻地領會該定理的實際意義。

調動學生學習積極性 要使學生發揮主觀能動性，就要對學生心理進行分析，解決學生在心理上、思想上的厭學情緒和畏難情緒。因為大部分非電類專業的學生自高中以來很長時間沒有學習和電路相關的知識，或者從來就沒有學習過電路相關知識，在電學方面底子薄、基礎差，這就會使得學生在心理上對戴維南定理產生畏難情緒，覺得這一定理是一個難理解、不好學的定理，學習起來會困難和吃力。從而進一步由畏難情緒轉化成厭學的情緒，導致學習的不認真和不深入，不能鉆進去，不能吃透和領悟。最后就會產生學不會、學不好的不良后果。因此，一定要制定相應的方法來排除厭學、畏難情緒，引導、激勵學生的學習積極性和自主性。教師在講授該定理之前，可以先安排一個知識總結和回顧，把之前學過的電路基礎知識做一個復習，這樣可以為學習戴維南定理打下良好的基礎。

興趣是最好的老師。想要調動學生的學習積極性，就要增加授課的趣味性，提高學生的學習興趣，從而使得學生主觀上樂意學習，愿意接受該定理的理論知識。要實現這一目的，可以采取多種靈活的授課方式。

比如使用演示法，制作兩種實際電路，電路圖如圖2中的圖a和圖b，測量兩種電路中流過RG的電流。比較兩種電路，圖a電路連線多、電器元件多，結構相對復雜；而圖b（也就是戴維南等效電路）連線很少、電器元件少，是簡單的串聯方式。然后利用電流表分別測量兩種電路中通過RG的電流，對比兩個數值，非常相近，說明兩種電路雖然結構上相差很大，但效果卻是等效的。

通過演示，學生不禁會對這種現象好奇：為什么簡單電路和復雜電路能夠等效呢？是不是所有的復雜電路都可以變成簡單電路呢？學生的疑問產生后，就會對這種現象產生興趣，進一步就會對該理論產生興趣。

同時，讓學生參與，增加課堂趣味性。在使用演示法時，教師介紹完演示內容后，可以讓學生分成兩組進行數值的測量、比較。學生親自測量、比較，大大提高了興趣。

組織有效的教學大綱 課前，組織教學大綱遵循這樣的原則：以基本知識為基礎，以激發學生的學習興趣為前

提，循序漸進，深入淺出，讓學生學習起來容易接受、容易理解，從而使得學生更好地掌握戴維南定理。課程可以進行如下安排。

第一步：介紹和戴維南定理相關的一些基本概念，包括二端網絡、有源二端網絡、無源二端網絡、開路電壓和等效電阻。

第二步：教授戴維南等效電路的變換方法，抓住兩個關鍵量，開路電壓E和等效電阻R0，如圖3所示。

第三步：講利用戴維南定理解題的具體方法，將方法步驟模式化，學生更容易掌握。

第四步：設計例題，按照模式化的步驟講解例題，讓學生學習使用第三步中所講的方法步驟。

第五步：安排課堂練習，通過課堂的板演，一方面鞏固了教學效果，一方面發現學生問題，針對問題再進行講解，讓學生更好地掌握定理。

利用多媒體現代化教學手段[3] 為了激發學生學習戴維南定理的興趣，提高學習的積極性，在課程講授過程采用多媒體教學方法，對于非電類專業學生學習戴維南定理有非常好的效果。多媒體現代化教學的特點是在課堂中運用動畫和聲音，從而使定理內容更加形象化、多樣化、直觀化。將多媒體教學方法應用于戴維南定理講授中的優點在于使比較抽象、難理解的內容以動態圖像演示出來，將定理的等效作用以計算機模擬展示給學生。這樣使枯燥抽象的內容更加生動、形象，易于被學生接受和理解。

4 理論教學與實踐相結合

合理安排實驗 戴維南定理相對比較抽象，不容易理解。實驗的特點在于實驗內容接觸實際電路，比較直觀，可以直觀地反映戴維南定理的意義，從而使學生更容易消化吸收該定理，同時幫助學生更好地理解該定理，也能為接下來的課程學習奠定良好的基礎。針對戴維南定理，應該設計相關的實驗，從而更好地實現教學效果。大致包括以下四方面的內容[4]。

1）線性網絡電路中測量（包括電阻的電壓、電流），具體設計如表1所示。電阻為無窮大的時候，就是戴維南定理中的開路電壓E。

2）測量等效電阻。在該步驟，主要可以讓學生理解什么是有源二端網絡和無源二端網絡，引導學生思考如何實現無源二端網絡，并動手連成無源二端網絡的實際電路。

3）連成戴維南等效電路。根據實驗前兩步中測得的開路電壓E和等效電阻，結合戴維南定理，把電路連成結構簡單的串聯電路，即戴維南等效電路。

4）在戴維南等效電路中，按照表2中的內容分別測量電壓和電流，并把測量結果填入表2。最后將兩次測得的結果（表1和表2的數據）進行比較，從而以實際測量結果證明戴維南定理。

使用分組學習的方式 分組合作學習是一種富有創意和實效的教學理論與策略體系，目前被許多教師廣泛地采用。合作學習指在教學中運用小組的形式來引導學生共同開展學習活動，從而以最大限度促進自己和他人的學習[5]。在對非電類專業學生進行戴維南定理授課過程中，可以采用分組合作式教學方式，這樣能夠充分調協學生學習的主觀積極性，也讓學生將學到的方法應用在學習過程中。在小組中，學生可以進行互相交流、互相協助，有利于更好地自我思考、自我總結、自我發揮，更好地理解、掌握并且會運用戴維南定理。

5 課后鞏固

布置針對性作業 為了能讓學生真正吸收戴維南定理，并且加深記憶，鞏固課堂學習效果，且融會貫通、學以致用，作業是必不可少和行之有效的重要手段。要布置一些以基本知識為基礎，同時能夠擴展學生思維、引發學生思考的作業，不但起到鞏固課堂教學效果的作用，也讓學生進一步加深對戴維南定理的理解。

鼓勵學生自主實驗 可以利用學校資源，讓學生多做一些電路實驗，使學生在理論知識的基礎上通過實驗主動參與、親自動手、親身實踐，從而更好地掌握基本知識內容。

6 結語

根據學生情況，從學生角度出發分析問題，使學生愿意學習抽象的戴維南定理，合理安排課堂講授內容，制訂有效的教學方案，使學生很好地掌握理論知識。與此同時，設計簡單且容易理解和操作的相關實驗，讓學生對戴維南定理有直觀的認識，從而更好地掌握該定理。最后通過布置作業和鼓勵學生參加課后實驗的方法，進一步鞏固教學效果，從而使得非電類專業學生學好戴維南定理。

參考文獻

[1]鹿曉力，曹衛鋒，吳艷敏，等.電工技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.

[2]鹿曉力，路立平.電工學[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009.

[3]王艷.電子電工教學方法改革[J].職業，2012（5）：130.

[4]孫君曼.電工電子技術實驗教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2014.

[5]宋薇.分組合作式學習在計算機教學中的探索[J].才智，2012（3）：274.