“疊加定理”的教學設(shè)計

董連芬

（唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，河北 唐山 063200）

“疊加定理”的教學設(shè)計

董連芬

（唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，河北 唐山 063200）

文章以“電工基礎(chǔ)”中的“疊加定理”作為研究對象，分析該部分課程的內(nèi)容，根據(jù)學生的特點，從教學目標、教學方法到教學過程進行了設(shè)計。采用理實一體教學法，激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了學生的學習積極性。

疊加定理；教學設(shè)計；理實一體

1 教材內(nèi)容分析

1.1 教材的作用與地位

“電工基礎(chǔ)”是高職自動化類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，這門課學習的好壞，直接影響后續(xù)專業(yè)課的學習。而其中的疊加定理是求解復(fù)雜電路應(yīng)用的一個重要定理和有效方法，因此其是本課程的重點內(nèi)容，也是難點內(nèi)容。

1.2 教學目標

知識目標：掌握疊加定理的內(nèi)容和應(yīng)用疊加定理的解題方法。能力目標：培養(yǎng)學生學會觀察實驗現(xiàn)象，分析、總結(jié)、歸納實驗結(jié)果；培養(yǎng)學生應(yīng)用疊加定理進行電路分析、計算的能力。情感目標：培養(yǎng)學生勇于探索、團結(jié)協(xié)作的精神；培養(yǎng)嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和創(chuàng)新精神。

1.3 教學重點和難點

教學重點：疊加定理的內(nèi)容和應(yīng)用疊加定理的解題步驟。突出方法：通過自主探究，加深對疊加定理內(nèi)容的記憶和理解。通過課上練習和課后作業(yè)鞏固解題步驟。

教學難點為：疊加定理引出時的探究過程；疊加定理的應(yīng)用。突破方法：在實驗的過程中，教師多啟發(fā)、多引導，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。通過例題和練習，提高定理的應(yīng)用能力。

2 學情分析

教學對象是高職大專一年級的學生，其知識基礎(chǔ)較差，對理論知識的學習積極性不高，對實驗感興趣；善于交流，有合作的意愿。具備了一定的探究學習能力，知識基礎(chǔ)不扎實，對抽象的理論知識接受能力較差，理解能力不夠好，能用Protues軟件進行電路的仿真實驗。其掌握了支路電流法、回路電流法、節(jié)點電壓法和基爾霍夫定律等。

3 教學策略設(shè)計

3.1 教法分析

打破傳統(tǒng)教學模式，倡導教師為主導、學生為主體的自主探究式教學，理實一體。基于此思想，本課采用了任務(wù)驅(qū)動法、實驗法、啟發(fā)引導法。

任務(wù)驅(qū)動法：在教學中設(shè)計了3個學習任務(wù)，隨著一個個任務(wù)的完成，學生會獲得成就感，學習興趣、自信油然而生。

實驗教學法：以學生感興趣的實驗探究的方式進行學習，激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰皩嶒灛F(xiàn)象的分析綜合能力。

啟發(fā)引導法：本課中的學習都是在教師的啟發(fā)引導下進行，通過教師的提問、學生的思考與回答，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生愉快、主動地接受知識和技能。

3.2 學法分析

學生的學習采用了自主探究法、分組討論法。

自主探究法：在教師的引導下，通過觀察實驗、總結(jié)歸納實驗數(shù)據(jù)，自主探究疊加定理的內(nèi)容，使學生對所學知識有較深的記憶，同時也培養(yǎng)了學生科學探索的精神。

分組討論法：教師提出問題，學生發(fā)表各自見解，小組成員間互相討論，相互啟發(fā)，最后達到正確認知；同時在小組合作中，互相競爭，激發(fā)了學生的進取心。

4 教學過程

4.1 創(chuàng)設(shè)情境，導入新課

通過提問“復(fù)雜電路的系統(tǒng)分析方法有哪些？它們的適用范圍如何？”，通過對這一問題的思考回答來達到復(fù)習舊知識的目的，同時又使學生對這3種分析方法有一個更深入的理解和把握，提高對知識的應(yīng)用能力。接下來提出問題：如圖1所示的電路中，什么方法求解I3最簡單呢？

圖1 電路示意

比較3種以上分析方法，節(jié)點電壓法最簡單，但也需要列方程，而且在列方程的時候還要計算相關(guān)節(jié)點各支路的自電導和互電導，仍然是比較繁瑣的，那么有沒有一種方法，把求解復(fù)雜電路的問題，轉(zhuǎn)換成求解簡單電路的問題呢？提出新問題引發(fā)學生思考，自然把學生的思想吸引到課堂上來，又自然地引出本課的新內(nèi)容。

4.2 實驗探究，驗證猜想

仿真實驗：用PROTEUS軟件仿真測量以上電路a、電路b、電路c中各電阻R2、R3上的電流和電壓，并將數(shù)據(jù)填入下面的表格。（其中US1=5V US2=3V R1=2Ω R2=5Ω R3=5Ω 。）

圖2 3種不同的求解方法示意

實驗結(jié)論：一個復(fù)雜電路可以分解成幾個簡單電路，復(fù)雜電路中某一支路上中的電流或電壓等于簡單電路中對應(yīng)的電流或電壓的疊加。

通過上述實驗，在教師的啟發(fā)、點撥、引導下，學生一步一步地分析實驗的結(jié)果、總結(jié)實驗結(jié)論，最后得出正確的認知。

得出實驗結(jié)論后，引導學生遷移猜想：如何得到分解后的簡單電路呢？如果能通過復(fù)雜電路的變換得到簡單電路，問題就迎刃而解，所以問題的關(guān)鍵變成：如何對復(fù)雜電路進行變換。

引導學生對復(fù)雜電路進行變換：當US1單獨作用時， 電路a=電路b，當US2單獨作用時，電路a=電路c。

結(jié)論：一個復(fù)雜電路分解后的簡單電路就是各個電源單獨作用時對應(yīng)的電路。

通過總結(jié)實驗的結(jié)果，前面的猜想得到驗證；通過綜合分析實驗的結(jié)論，引出疊加定理。

4.3 理論論證，知識升華

這是本課程的第二個任務(wù)，用支路電流法求電路啊中R2上的電流及電壓。

由這兩個表達式中可以看出：I2、U2、包含兩項，分別是兩個分解電路中的對應(yīng)的R2上的電流和電壓。

通過理論推導，驗證前面的實驗結(jié)論，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

接下來播放有關(guān)疊加定理的動畫，加深學生對定理的理解。

4.4 實戰(zhàn)演練，學以致用

這是本課程的第3個任務(wù)。

4.4.1 例題講解

通過解決具體問題來加強定理的理解和應(yīng)用，在教師的啟發(fā)、點撥下，通過小組探討，概括出求解步驟和注意事項，使學生加深對疊加定理的理解，提高疊加定理的應(yīng)用能力。

4.4.2 拓展訓練

練習分析含有獨立電壓源電路和含有獨立電壓源、獨立電流源的電路，使學生鞏固所學知識并且能舉一反三，提高知識的應(yīng)用能力。

4.5 小結(jié)與延伸

提綱挈領(lǐng)對本課內(nèi)容進行小結(jié)，幫助學生理清知識結(jié)構(gòu)，突出重點，使學生課下復(fù)習變得簡單。

4.6 布置作業(yè)

把學生按知識基礎(chǔ)分成3組，給每組布置難度不同的作業(yè)，不同層次的學生能力都得到提高。

5 教學反思

（1）本節(jié)課以實驗探究的方式進行學習，使本來抽象的知識變得直觀、形象，對難點的突破起到了很好的幫助作用。（2）教學過程中的例題講解和拓展練習，進一步強化了教學的重點，突破了難點。

[1]陳菊紅.電工基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]任建強.仿真軟件在課程教學中的應(yīng)用[J].廊坊師范學院學報，2011（1）：99-101.

[3]李靜.激發(fā)學習興趣，提高教學質(zhì)量—淺談技?！峨姽せA(chǔ)》教學[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2013（25）：219.

Teaching design of “Superposition theorem”

Dong Lianfen
（Tangshan Industrial Vocational Techical College, Tangshan 063200, China ）

Employ “superposition theorem” published on ‘Electrician basis’ as a study subject, analysing content covered in this part. Based on students’ characteristics, course structure and teaching strategies are modified. This lecture designed in this article are aiming at integratedly combining theories with practice to stimulate students’ interests, encourage participation and ultimately.

superposition theorem; teaching design; theory-practice integration

董連芬（1965— ），女，河北唐山，本科；高級講師；研究方向：電氣自動化技術(shù)專業(yè)課教學。