《电工与电气设备》课程是多数工科专业的学科基础课，其主要任务是使工科专业学生受到必要的电工和电气设备相关基础知识和基本技能的训练，对非电气类工科专业学生毕业后走向工程岗位从事相关工作至关重要。由于课程本身对于非电气类专业的学生来说相对陌生，且抽象难懂，因此在课堂教学中引入范例教学法[1,2]是十分必要的。运用以课堂启发、讨论为主要教学手段的范例教学方式，把抽象、枯燥的理论知识转换成易于理解的仿真实验。本文以戴维宁定理仿真实验为范例，基于Multism仿真软件来讲述等效电源定理相关知识，收到了很好的效果。

一、Multism仿真软件

Multism仿真软件是由美国国家仪器（NI）有限公司推出，包括全部电路原理图中的图形输入和相关硬件语言的输入方式，主要用于电路设计人员对模拟电路和数字电路板设计的仿真，同时也用于高等教育中对电工学相关课程的仿真实验。所以说Multism是适合《电工与电气设备》课程的实验平台。借助Multism可以完成课题上的案例教学。下面以戴维宁定理仿真实验为范例，讲述该仿真软件在《电工与电气设备》课程中范例教学法的应用。

二、相关背景知识[3,4]

（一）等效电源定理

对于外电路而言有源二端网络本身既产生电能，同时也消耗电能。那么有源二端网络对于外电路就相当于一个有内阻的电源。在电路分析中，往往需要把复杂的有源二端网络转换成一个相对简单的等效电源，且确保两端的端口电压和电流不变，这就是等效电源定理。其中，等效电源为电压源的即为戴维宁定理，为电流源的即为诺顿定理。上述概念中提到的“二端网络”指的是只通过两个输出端与外电路相连的电路。若该网络中含有电源的就称为“有源二端网络”。

（二）戴维宁定理

图1为戴维宁定理原理图。由图可知若仅对于外电路而言，任一线性有源二端网络（N）均可以用一个由理想电压源（Ues）与内阻（R0）串联而成的等效电压源代替。即用该等效电压源替代原有源二端网络后，外电路的各支路电压、电流不变。

图1 戴维宁定理原理图

如公式（1）、（2），理想电压源（Ues）等于原有源二端网络的开路电压（Uoc）；内阻（R0）等于有源二端网络开路电压（Uoc）与短路电流（Isc）之比。

三、范例设计和实施步骤

首先，授课前通过提问方式引导学生预习等效电源定理相关知识，指导学生以小组为单位自行到图书馆或则网络上搜集资料。比如，给出无法用学过知识进行求解的复杂电路，引导学生思考复杂电路的化简问题。

然后，在课堂教学时教师首先评讲各小组给出的解决方案。进而引出教学内容：等效电源定理。随后以戴维宁定理作为范例，基于Multism仿真软件进行仿真实验示范。具体演示步骤是：首先搭建.戴维南定理仿真电路及其各测量电路，包括测量流经电阻R电流IR的测量电流，开路电压Uoc的测量测量电路和测量短路电流Isc仿真电路，然后测量并记录，再对比理想值和仿真值。最后，组织同学分组讨论，对课前的解题思路进行修改和总结。

最后，授课后引导学生运用上课所学到的知识，完成应用等效电源定理，对复杂电路进行化简分析的相关习题。

四、结束语

范例教学法在对非电气专业学生的《电工与电气设备》课程课堂教学中的优势是显而易见的。授课前给出范例并引导提问，授课中通过范例的仿真实验引入抽象的理论知识，授课后提出问题，引导学生利用课堂以外的时间自主学习相关知识，并且通过仿真软件验证。所用范例均是以本门课程中的基本概念、原理和规律为主，具有基本性和基础性的知识，并且具有一定的示范作用。且充分考虑了非电气专业学生的相关知识水平和经验，难易适当，并与他们的真实需要和未来发展密切相关。

在课堂教学中，以范例仿真实验为载体进行理论教学，不但可以让学生对理论知识的学习变得简单，同时可以增强学生的学习兴趣，解决非电气类工科专业学生在《电工与电气设备》课程学习中的对理论知识理解困难的问题。

[1]陈海芳.浅谈德国“范例教学”理论[J].教育前沿,2016(4):295

[2]赵敏娜.美国高校三种典型课堂教学模式探讨—以教育类课程为例[J].比较教育研究,2004(4):11-15.

[3]唐介.电工学(少学时)[M].北京:高等教育出版社,2009.

文章来源：《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/qikandaodu/2021/0601/768.html