《电工学》课程思政教学设计案例（一等奖）.docx

PAGE 2 《电工学》课程思政教学设计案例（一等奖） 一、案例简介 电路的基本概念及其分析方法是电工技术和电子技术的基础，基尔霍夫定律是电路的基本定律，是电路分析与计算的基础。电路的基本理论充满了智慧与价值。电的认识和发现以及电磁学的发展揭开了现代文明的序幕。以立德树人作为教书育人的根本，笔者在教学内容中有机融入“体现价值塑造的思政元素”——身心健康的优秀大学生：热爱祖国，自强不息，民族自豪，文化自信，实践创新，形成科学的世界观和方法论。在学习基础知识与基本技能的同时，修炼自己的精神内核，开启智慧，启迪思想，净化心灵。 思政元素体现于如下几个内容： 1、创设问题情境，现代科技的发展离不开电能，引申出中国地大物博，水资源丰富，水力发电前景广阔。中国水力发电世界领先，揭示热爱祖国的爱国情怀。 2、基尔霍夫定律具有严密的知识体系，体现严密的思维方法和研究方法，2个基本定律和谐而优美，有利于学生形成科学的世界观和方法论。向基尔霍夫学习，把握青春，努力奋斗。 3、基尔霍夫定律的推广和应用，培养创新思维能力。将教学内容上升到教学研究，指导大学生发表8篇学术论文。告诉学生处处皆学问，只要有心人。引导学生自强不息。 4、将基本电路拓展到复杂网络，开展科学研究与探究。本人因此创立了“研究电阻网络模型的RT理论”，处于国际领先水平。告诉同学们，中华民族是优秀的民族，从古到今中国人不断创造奇迹，文化自信，不要崇洋媚外。 二、教学设计 （一）教学目标 知识目标：掌握基尔霍夫定律的2个基本定律——KCL和KVL，能够灵活应用基尔霍夫定律解决相关的电路问题。 能力目标：培养学生对电路问题的抽象思维能力(建立方程)；获得提出问题，分析问题，解决问题的能力——探究并解决实际问题的能力（电器中的问题）。 素质目标：激发学生的刻苦钻研精神——基尔霍夫在21岁就建立了他的KCL和KVL定律。激发学生的中华民族自豪感——中国学者于2015年在国际上创立了研究电阻网络的创新理论——递推-变换（RT）理论。激发学生的爱国热情——中国地大物博，水资源丰富，水力发电前景广阔，中国人民在电子产品制造领域取得了一系列重大成就，让世界看到团结的中华民族可以战胜任何困难，感受中国特色社会主义制度的优势。 （二）教学过程 1.创设情境导入新课： 回顾前面学习了电路的作用与组成部分、电路模型、电压和电流的参考方向、电源有载工作、开路与短路。 引申“教学思政”：电路是为了传输电流，电流是电能，如何发电？引申出中国地大物博，水资源丰富，水力发电前景广阔。揭示热爱祖国的爱国情怀。 如何解决实际电路中的各种问题呢？如支路电流，节点电压，能量损耗，等等。引申出下面的教学内容。 教学内容1：基尔霍夫电流定律（KCL） 教学方法：借助图形定义基本概念，创设情境将抽象问题具体化，回顾欧姆定律。类比电流与水流，理论探究，交流互动。 导入：并非所有的电路都能化简为串联和并联的组合，求解复杂网络问题的方法由德国物理学家基尔霍夫（G.R.Kirchhoff 1824-1887）首先提出。 基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff，1824年3月12日~1887年10月17日)，德国物理学家，出生于柯尼斯堡(今为俄罗斯-加里宁格勒)。21岁的他提出了稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律，统称为基尔霍夫定律(Kirchhoff?s Law) ，解决了电器设计中电路方面的难题。 课程思政：向基尔霍夫学习，把握青春，努力奋斗。 1.定义：给出一个复杂的电路图，与学生交流互动。 电路分析必须设定参考方向，变量参考方向又称正方向，电流的方向是正电荷流动的方向。参考方向的设定对电路分析没有影响。例如，解释几个与基尔霍夫定律有关的名词术语，以图1.4为例， 节点：三个或三个以上元件的联接点．图1.4中有a、b、c、d四个节点； 支路：联接两个节点之间的电路．共有六条支路，每条支路有一个支路电流； 回路：电路中任一闭合路径．图中可以有七个回路； 网孔：内部不含支路的单孔回路．图中有三个网孔回路，并标出了网孔的绕行方向； 电路中的节点数，支路数和网孔数满足：网孔数=支路数－节点数+1． 2.类比：类比电流与水流，理论探究基尔霍夫的结点电流定律（KCL），反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。 3.理论创新：基尔霍夫电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面，如下图所示。 ? 4. 知识巩固：给出2个例题与学生交流互动。 过渡：以上理论知识还不能研究解决复杂电路问题，有没有一种方法能够计算复杂电路中的支路电流与电压？ 教学内容2：基尔霍夫电压定律（KVL） 教学方法：借助图形创设问题情境（如图1.4），将抽象问题具体化。理论探究，提出问题，分析问题，解决问题。 1.探