戴維南定理課堂教學心得

曹媛媛

摘 要：戴維南定理是《電工基礎》課程的重點，是電類專業的基礎知識，也是電路分析中的一個非常重要的定理。由此可以看出學好這個定理是非常有必要的。學生對知識的掌握程度取決于教師的課堂教學的有效性。在課堂教學中，教師可以通過引導學生先讀懂戴維南定理的內容，幫助學生理清解題的思路，抓住解題的關鍵，并且要對戴維南定理的實際應用有一定的了解，從而達到最好的教學效果。

關鍵詞：戴維南定理;電路分析;課堂效率

《電工基礎》是技工學校電氣類專業開設的一門專業基礎課，它的任務是通過學習電路的基本概念、基本定理、分析電路的基本方法和典型電路的實用性技能，從而掌握電路的有關基礎知識，學會電路基本應用的能力，在專業計劃中占有十分重要的地位。這種基礎課程非常重視理論教學和系統教學。因此，該門課程具有基礎性、理論性強、抽象難懂等特點。

技工學校的學生大多都是初中起點，數學、物理的基礎相對薄弱，同時理解能力也需要進一步提高。然而，要學好《電工基礎》恰恰要求有扎實的數學、物理基礎以及良好的邏輯思維能力。現在要讓初中起點的基礎比較弱的技工學校學生掌握課程內容，并且學會應用，難度很大。

戴維南定理具有較強的應用性和實踐性，每當在新課講授戴維南定理時，我都會設法羅列戴維南定理的各種題型，運用EWB仿真實驗給直觀呈現給學生看，從而便于讓學生認識到這個定理。下面從一道例題出發，發現學生在運用該定理時常出現的問題及有關戴維南定理的課堂教學的有效性。要想在教學中取得較好的教學效果，達到較高的教學質量，教師在講課的過程中，一方面應該根據教學規律和學生的認知規律，在深究該部分的教學內容的基礎上，充分將其理論細化并且進行巧妙的設計，以確保能把學生的思維引導到理性的分析客觀規律的思路上。另一方面，要做到理論與實踐結合，采用結合任務，用實驗來檢驗理論知識。基于這兩方面考慮，對于戴維南定理可以進行一體化教學。下面我結合自己的課堂教學實踐，就戴維南定理這部分內容，簡單談談自己對于戴維南定理課堂教學的幾點看法。

一、仿真探究，引出戴維南定理

例：電路如圖1所示，試用戴維南定理求解R5中的電流I。

首先分析這道例題，如果用之前講授的支路電流法求解這道題也是可以的，但是該圖中有4個節點、3個網孔，需要列出6個方程，聯立方程組，求解過程繁瑣，對學生來說難度太大。之前我們在課上還學習了電源的電壓源、電流源模型之間的等效變換，這種方法是在我們能夠直接看出兩種電源模型清楚表示出來的情況下非常實用，也就是恒壓源和電阻串聯，恒流源和電阻并聯，但是這道例題中，咱們沒辦法直接看出恒流源和電阻并聯的情況，所以利用兩種電源模型之間的等效變換的方法也是不適用于這道例題的。

首先將典型電路作為仿真的對象，測量該電路中待求電路的電流。

然后，根據仿真結果引導學生發現問題：

1、因為電壓是產生電流的原因，所以為R5支路提供電壓的自然是R5支路以外的部分，就是把R5移除后形成的電路，稱為有源二端網絡。此時，可以結合理論知識進行有源二端網絡的講解。再進一步，利用EWB仿真軟件測試了有源二端網絡的開路電壓Uab=8V，并且將其換成相同大小的電壓源重新為R5支路供電，可是奇怪的是，在R5支路得到的電流和原電路中測試的不一樣，這是為什么呢？

2、從而進一步引導學生仔細分析電路，啟發學生思考，最后得出結論：在原電路中的有源二端網絡部分還含有電阻，在為R5支路供電的同時也要消耗一定的電能，這就可以理解成是有源二端網絡的內阻。

將理論聯系到實驗中，進給學生呈現出戴維南定理的內容。

二、初讀定理內容，理清解題思路

戴維南定理指出：對外電路來說，任何線性有源二端線性網絡可以用一個電壓源來代替，該電源的電動勢E等于有源二端網絡的開路電壓，其內阻r等于有源二端網絡移除電源后網絡兩端的等效電阻（移除電源：理想電壓源視為短路，理想電流源視為開路）。初步解讀戴維南定理時，幫助學生理清戴維南定理的解題思路。

三、再讀定理，抓住解題關鍵

在講授戴維南定理的過程中，有源二端網絡的開路電壓和無源二端網絡的等效電阻的計算是學習的難點，同時也是應用戴維南定理解決問題的關鍵。學生在應用戴維南定理解題時，在求解有源二端網絡的開路電壓和無源二端網絡的等效電阻時，通常會出現下面的幾個問題。

1.有源二端網絡開路電壓的求解

（1）找準待求支路，將電路劃分為待求支路和有源二端網絡兩個部分，如圖1中虛線右側為待求支路，虛線左側為有源二端網絡;

（2）移除待求支路，重畫有源二端網絡電路圖，求出開路電壓Uab，如圖2所示;

求解有源二端網絡開路電壓時，學生常有這樣兩個問題：①不畫有源二端網絡，直接看原電路圖求開路電壓Uab，此時就會出現節點、回路不清晰等問題;②當有源二端網絡內存在電流源時，不知道如何處理電流源。

2.無源二端網絡等效電阻的求解

移除電源后，變有源二端網絡為無源二端網絡，求無源二端網絡的等效電阻Rab。

在求解等效電阻時，常有以下問題：①不畫有源二端網絡移除電源后的形成的無源二端網絡電路圖;②不能正確理解移除電源的意思。其實移除電源就是讓電源不工作。恒壓源短路、恒流源開路，也就是恒壓源用導線代替、恒流源直接斷開。

3.待求量的求解

（1）將有源二端網絡等效為電壓源，其電壓源電動勢E = Uab，內阻r = Rab。

（2）將待求支路重新接到等效電壓源上，利用歐姆定律求解電路。

在講授時，一定要要求學生畫出最終等效電路圖。很多學生在畫等效電路圖的時候常常分不清等效電壓源的極性，所以要跟學生強調，畫等效電壓源時需將a、b端寫出來，然后在a、b端之間畫上等效電壓源。

四、三讀定理，重視應用

第三次讀戴維南定理時，要找到兩個關鍵點：第一，定理只對外等效，對內不等效。第二，有源二端網絡必須是線性的。

在課堂教學中，教師可采用多種教學方法，在課前對教學內容認真研讀、精心設計，課堂上充分調動學生學習的積極性，合理利用各種教學措施，在完成教學目標的同時，還能達到最佳的教學效果。教學的有效性還包括了課后反思，教師應與學生交流學習心得，及時了解學生的學習效果，做到及時改進和糾正。只有讓每一個學生體會到學習的樂趣，感受到學習的收獲，才能達到好的教學效果。