一、案例基本信息

二、案例主体内容

（一）教学内容与育人目标

1.课程内容：

（1）理解二端网络及有源二端网络的概念。

（2）理解戴维南定理的内涵及其实质。

（3）掌握无源二端网络的等效电阻和有源二端网络的开路电压的计算方法。

（4）能应用戴维南定理分析、计算只含有两个网孔的复杂电路。

2.育人目标：

（1）职业素养——科学精神与探索精神

（2）家国情怀——科技强国

（3）科学的世界观

（4）实践是检验真理的唯一标准

（5）抓住事物的本质，化繁为简。

（二）思政元素分析

（1）职业素养——科学精神与探索精神：戴维南定理的提出，是科学家不断探索、创新思维的成果。它打破了传统电路分析的局限，为复杂电路的简化分析开辟了新路径。这启示我们在学习和工作中，要紧跟国家政策导向，勇于突破常规，积极创新，为国家科技进步贡献力量。

（2）家国情怀——科技强国：强调电路理论在现代科技和工业发展中的重要地位，让学生了解到掌握先进的电路分析技术对于国家科技进步和经济发展的重要意义，激发学生的爱国主义情怀和为国家科技事业发展贡献力量的决心。鼓励学生努力学习专业知识，为实现科技强国的目标而奋斗。

（3）世界观和方法论的统一。

任何事物的存在和发展都离不开一定的客观规律的限制、规定和制约。用这种规律指导我们去分析和认识世界，就是方法论。世界观指导方法论，方法论贯彻世界观。我们可以利用“戴维南定理”指导我们去认识和分析电路模型。

（4）实践是检验真理的唯一标准。

通过阅读关于戴维南的材料及仿真实验引出戴维南定理的过程，引导学生多做练习，实践。从实践、实验出发勇于探索，加深对“戴维南定理”的理解。

（5）抓住事物的本质，化繁为简。

通过戴维南定理的学习，引导学生学习处理复杂电路模型时，要透过现象看本质，采用的一种化繁为简的思想。

（三）教学实施

1.教学素材

（1）职业素养，奉献精神

通过引入科学家利昂・夏尔・戴维南职业生涯与科学研究的介绍，进而引导学生明白：奉献精神来源于对本职工作的热爱及敬业奉献。

图1 戴维南简介融入职业素养课件

（2）家国情怀——科技强国

戴维南本人是电报工程师，其研究初衷是解决法国电报网络中的实际问题（如提升信号传输效率），体现了 “科研服务国家需求” 的务实精神及科学家的家国担当。引导学生思考：“我们学习电路理论，如何像戴维南一样，将专业知识与国家重大需求（如新能源电网、5G 通信、芯片技术）结合？”

图2 戴维南简介融入职业素养课件

（3）世界观和方法论的统一

任何事物的存在和发展都离不开一定的客观规律的限制、规定和制约。用这种规律指导我们去分析和认识世界，就是方法论。世界观指导方法论，方法论贯彻世界观。我们可以利用“戴维南定理”指导我们去认识和分析电路模型。

图3 戴维南定理融入方法论导入新课

（4）实践是检验真理的唯一标准

通过阅读关于戴维南的材料及仿真实验引出戴维南定理的过程，引导学生多做练习，实践。从实践、实验出发勇于探索，加深对“戴维南定理”的理解。

图4 戴维南仿真验证课件

（5）抓住事物的本质，化繁为简

通过戴维南定理的学习，引导学生学习处理复杂电路模型时，要透过现象看本质，采用的一种化繁为简的思想。

图5 利用戴维南定理化繁为简典型例题

2.教学方法

启发式讲授法（原理讲解、例题示范）、案例教学法、任务驱动法。

启发式教学法（在应用戴维南定理解题的过程中通过教师的启发、点拨、引导学生在理解戴维南定理实质的基础上按照一定的逻辑顺序，逐步求解，从而达到会应用戴维南定理的目的。）

3.教学过程

（1）导入新课：

（设计意图：让学生通过观察电路图，从宏观上理解戴维南定理的宗旨是把复杂的问题简单化处理，采用的一种化繁为简的思想。）

求解下列电路中的电流I3哪个比较简单？

图6新课引入例题

（思政触发点：当有一个复杂电路，只要求出某一支路的电流，并不需要把所有支路电流都求出来，在这种情况下，用以前学过的方法来计算就比较复杂，而应用某个定理求解就比较方便，采用的一种化繁为简的思想，从而引出戴维南定理。首先介绍科学家戴维南在研究电路理论时，面对复杂的电路问题，不断探索、尝试新的方法，最终发现了戴维南定理。科学家打破常规思维，从全新的角度看待电路等效问题，这种创新精神和执着的科研态度可以激励学生在学习和生活中勇于突破传统思维，敢于尝试新的方法和思路。）

（2）新课教学

1、几个概念                                                            

二端网络：任何具有两个出线端的部分电路。

无源二端网络：不含有电源的二端网络。（如图7（1）所示）

有源二端网络：含有电源的二端网络。（如图7（2）所示）

（1）无源二端网络 （2）有源二端网络

图7

迁移猜想：

引导学生联想以前的简单电路中：当S断开时，路端电压等于电源电动势U=E；电源不作用时，等效电阻R＝r；

rErSV

图8 联想以前的简单电路

进而猜想：一个复杂的含源二端网络的开路电压就是等效电源的电动势，其中电源不作用时网络的输入电阻就是等效电源的内阻。

UAB=E                             Rab=R0

（1）开路电压=电源电动势 （2）电源不作用时等效内阻

图9

过渡：我们的猜想是否正确呢？实践是检验真理的唯一标准（思政触发点），下面用实验来验证。

2、戴维南定理

提问：请同学们根据前面的仿真、探求、猜测和验证总结出戴维南定理？

（1）给出戴维南定理内容：

任何一个线性含源二端网络，对外电路而言,都可以用一个等效电源代替；这个等效电源的电动势等于该网络两端点间的开路电压；等效电源的内阻等于该网络内所有电源不作用，仅保留内阻时，所得无源二端网络的输入电阻。

（2）总结解题步骤：

第一、把电路分为待求支路和含源二端网络两部分。

第二、把待求支路移开，求出含源二端网络的开路电压。

图10 求开路电压

第三、将网络内各电源置零，仅保留电源内阻，求网络二端的等效电阻Rab。

图11 电源不作用的举例说明

第四、画出含源二端网络的等效电路，并接上代求支路电流。如图12所示：

图12 含源二端网络的等效电路

注意：代替含源二端网络的电源E0极性应与开路电压Uab的极性一致。

（设计意图：学生小组讨论分析做题，提高学生分析解决问题的能力和团队精神，教师评析，要求学生掌握解题方法。）

3.Multisim14仿真软件验证戴维南定理

仿真实验验证步骤：

（1）仿真原复杂直流电路，如图13所示。

（2）仿真R3去掉后的含源线性二端网络（注意仿真电路中要有接地点），运行并读得数据：I3=2A，见图14。

（3）测量含源线性二端网络的开路电压（注意仿真电路中要有接地点），运行并读得数据：US0=6.6V。

（4）计算输入电阻

（5）最后将戴维南定理等效电路与待求支路相连，测得上电流数据是2A（注意仿真电路中要有接地点），如图15所示。

图13复杂直流电路 图14 含源线性二端网络开路电压

图15 戴维南等效电路

（设计意图：利用仿真软件实现模拟实验验证，提高学生学习兴趣，做到做中学。）

练习1：如图16所示， R=10Ω，求电流 i。

图16 例题电路模型

解:多次利用戴维南定理，将图16红框部分利用戴维南定理等效成开路电压与等效电阻串联的形式 ：

图17　利用戴维南定理化简的过程

所以，i=U0/(R0+R)=80/(4.29+10)=5.6A

思考：含有受控源的二端网络如何求等效电阻？

学生讨论，由小组推选学生上讲台举例讲解。

练习：完成教材P55例3-10.

小结：

1、戴维南等效电路中开路电压和等效电阻的求法。

2、戴维南定理的概念及本质。

3、戴维南定理的应用。

作业：

1、第三次作业ppt第6题。  

2、课后题3-16

教学反思：

教学目标比较合适，难度不大，教学过程比较顺利，思政内容的学习基本达到教学目标，学生对思政内容的接受比较容易，在讲授新课的过程中，有个别同学积极性不是很高，小组讨论效果不是很理想，在以后的教学中继续以学生为主体，老师引导学生积极参与教学活动。

（四）评价反思

1.定性评价

（1）从 “追求速度” 到 “敬畏精度”

个别学生在实验中为赶进度，随意估算等效电阻参数，导致仿真结果偏差较大。老师结合 “嫦娥探月工程电路参数校准” 案例，强调 “0.1Ω 误差可能导致探测器偏离轨道”，并引导学生反思：“戴维南定理的‘等效’不是‘差不多’，而是‘差之毫厘，谬以千里’的精准。” 引导学生自制 “参数校准 checklist”，每次实验前必须核对元件标称值与实际测量值。不少学生通过实践明白，工程师的‘快’是建立在‘准’的基础上的，‘简化’需要极致的严谨，因为‘等效’背后是真实的责任，很多同学在实验中也领会到这一点，图18为学生实验后给老师的反馈。

图18 学生的实验反馈

（2）从 “技术中立观” 到 “科技自主担当”

学生小张曾认为 “技术无国界，学好定理在哪都能用”。但是当了解到对比国外对我国航空电路技术的封锁与国内团队用戴维南定理突破关键建模难题的历程后，小张在实验报告感言中写道：“当了解到国产大飞机用我们学的定理解决复杂电路设计问题，突然觉得‘掌握核心技术’不是口号。以前想出国就业，现在想留在国内，用定理这样的‘基础工具’搭建中国人自己的高端装备电路体系。”

图19学生实验报告节选

图19为学生戴维南定理实验报告部分节选。学生通过实验前的案例视频以及戴维南定理实验过程有所反思，并将其写入到了实验报告中。深刻体会到用定理这样的“基础工具”搭建中国人自己的高端装备电路体系的必要性。

（3）从 “套公式” 到 “抓住事物的本质”

学生“小徐”从开始的不理解，只知道生搬硬套公式，到理解戴维南定理的实质是抓住事物的本质来进行简化，是一种化繁为简的有效工具，如图20为学生的心得反馈。

图20学生学习戴维南定理的心得

2.定量数据

电路分析课程的《戴维南定理》教学案例于2023年上线新华思政网，目前参与学习人数近4000人，如图21所示。

图21 思政网教学案例展示

按照《电路分析》课程标准的评价机制，将《电路分析》课程的戴维南定理理论授课和实验室实验部分所做的思政实施路径及定量分析如表1所示。其中每次实验总共5分，实验过程3分（思政占1分），实验报告2分，（思政占1分）。

表1《电路分析》课程戴维南定理教学案例思政实施路径

3.同行/专家评价

电路分析课程在23-24学年第2学期的授课中受到了学生及同行的一致好评图22为23-24学年第二学期教学质量评价截图。

图22教学质量评价系统部分截图

三、案例特色与创新

1.跨学科融合（工科课程融入人文视角）

（1）科学史与科学家精神

电路理论的发展历程中涌现出许多杰出的科学家，如欧姆、基尔霍夫、法拉第等。他们在探索电路规律的过程中，展现出了勇于创新、坚持不懈、严谨求实的科学精神。例如，欧姆通过大量的实验研究，发现了欧姆定律，为电路分析奠定了基础。在教学中，可以引入这些科学家的生平事迹和研究历程，让学生了解科学理论的形成过程，感受科学家们的人格魅力和科学精神，激发学生的学习动力和创新意识。

（2）哲学思维

电路分析中蕴含着丰富的哲学思维，如对立统一规律、量变与质变规律、整体与部分的关系等。例如，在电路中，电压和电流是一对对立统一的概念，它们相互依存、相互制约；电阻、电容、电感等元件的参数变化会引起电路状态的量变到质变；一个复杂的电路可以看作是由多个简单电路组成的整体，每个部分的性能都会影响整个电路的工作状态。通过引导学生运用哲学思维分析电路问题，可以帮助学生更深刻地理解电路的本质和规律，提高学生的思维能力和分析问题、解决问题的能力。

（3）美学元素

电路本身具有独特的美学价值，如电路的结构美、对称性美、简洁美等。例如，一些对称的电路结构不仅具有美观的外形，还具有良好的电气性能；简单的电路模型能够准确地描述复杂的电路现象，体现了科学的简洁美。在教学中，可以引导学生欣赏电路的美学元素，培养学生的审美能力和创新思维，让学生在学习电路分析的过程中感受到科学的魅力。

（4）伦理与社会责任

随着科技的发展，电路技术在给人类带来便利的同时，也带来了一些伦理和社会问题，如电磁污染、电子废弃物处理等。在电路分析课程中，可以引入这些伦理和社会问题，引导学生思考电路技术的应用对人类社会和环境的影响，培养学生的伦理意识和社会责任感，使学生在未来的工作中能够正确对待和应用电路技术，做到科技与人文的和谐统一。

2.VR/AR 技术与课程思政融合的价值

在数字化教育浪潮下，VR（虚拟现实）/AR（增强现实）技术以其沉浸式、交互式、场景化的特性，为电路分析课程思政提供了全新载体。通过构建虚拟思政教学场景，可将抽象的电路原理与具象的思政元素深度绑定，让学生在 “亲历” 电路发展历程、感悟科学家精神、体验技术伦理困境的过程中，实现专业知识学习与价值观塑造的同频共振，解决传统思政教育 “说教感强、代入感弱” 的痛点，提升工科课程思政的吸引力与实效性图，图23为动画展示知识点。

图23 部分知识点采用数字化展示

3.评价机制创新（思政维度纳入课程考核）

（1）学生评价、同行评价、听课委员听课评价，直接影响课程当学年学期的教学质量成绩，并反馈给授课教师，形成闭环控制，如图24所示。课程教学团队和授课教师必须根据反馈，不断改进，提升。最终促使学生成长为一个健全的职业人才，为社会储备具有高素质、高技术的后备劳动力。

图24 《电路分析》课程思政方面的持续建设流程

（2）改革考核形式，思政教育贯穿其中。原来只采用闭卷期末考试，改革后采用线上和线下相结合的考试形式，多侧重于平时考核，将线上的签到、任务点学习、小组讨论、教师互动、单元测试考试、归属于平时考试，把思政教育贯穿于整个考核过程中。通过撰写课程小论文、小组答辩、实验室实验等形式，拓展思政考核的辐射范围，增加思政考核的方式和力度。

四、支撑材料

（一）参考文献

【 参考文献 】

深化新时代教育评价改革总体方案[N]. 《人民日报》，2020-10-14.

【 参考链接 】：https://www.doc88.com/p-9089664340491.html

【 参考教材 】：

李京清.电路基础[M]，北京：清华大学出版社，2009.7.

邱关源. 电路[M]，北京：高等教育出版社,2006.5.

（二）教案节选

大连东软信息学院教案

                              第09 次课 2 学时

（三）教学课件

（四）过程材料

（五）成效证明

五、版权声明

同意将本案例用于公开出版、教学推广及公益性资源共享。

申报人签字： _ 日期：2025.04.22__________

申报人简介

姓名：李凤坤

职称：副教授

电子邮件：lifengkun@neusoft.edu.cn

所获奖励：

（1）智能与电子工程学院优秀教师，2023;

（2）智能与电子工程学院科研工作先进个人，2020;

（3）虚拟仿真一流课程《电路分析》省级（排名1）,2021;

（4）数字化立体课堂《电路分析》校级（排名1）,2021;

（5）思政特色示范课《电路分析》校级（排名1）,2021;

（6）优秀思政案例《电路分析》校级（排名1）,2021;

（7）电路分析教学案例入选新华思政网，2023.9

（8）辽宁省高质量协同育人项目：“思政引导、虚实结合、以提升复杂工程能力为目标的电路分析课程改革”,2024;

（9）教师教学实验竞赛，北部赛区二等奖2项，三等奖1项;

（10）校级教学成果二等奖,2022;

（11）指导全国电子设计大赛等学科竞赛，获省级一等奖、二等奖若干项，并多次获得校级银牌指导教师称号;

（12）论文及著作：发表论文10余篇，出版教材1本（排名1）；

（13）项目情况：参与纵向项目1项；横向项目22项，个人进款14.7万;

（14）发明专利：2项，实用新型专利1项，其中1项发明专利已完成成果转化，入选大连市科技局成果库（排名1）;

（15）实用新型专利：一种新型仓储机器人（排名1）;

（16）软件著作权：16项（排名1）;

（17）大创项目：国家级大创2项，省级1项。