——課堂教學設計課題名稱9.4非正弦周期信號作用下的線性電路分析授課時數2授課班級授課時間授課地點授課形式教學課件，案例式理論教學參考資料參考教材《電路分析基礎》，王磊、曾令琴，人民郵電出版社專業(yè)教學標準電氣自動化技術專業(yè)教學標準職業(yè)技能標準電工職業(yè)技能標準校本補充材料實訓操作手冊、案例與題庫；教學課件、實操演示視頻；職業(yè)導向資料、職業(yè)技能考證指南、校企合作項目資料等。其他資源媒體資源智能課堂、教材、相關課件、電路實操演示視頻、仿真軟件及實物教具等數字化與實體類資源環(huán)境資源涵蓋校內崗位適配的實訓車間、專業(yè)教室，聯動校外企業(yè)實踐場地構建支撐理論實操融合的教學環(huán)境資源教學目標知識目標理解諧波分析法的核心邏輯，掌握不同諧波作用下電路的處理規(guī)則；明確直流分量、各次交流諧波作用時的元件特性，知曉響應疊加需轉換為瞬時值的原因。技能目標能按諧波分析法步驟分析電路：分解非正弦信號→計算各次諧波的元件電抗→用直流/相量法求各次響應→疊加瞬時值；會處理不同頻率諧波的電抗計算，能正確將各次諧波響應轉換為瞬時值并疊加。素質目標培養(yǎng)“復雜問題拆解”的工程思維，理解諧波分析法在濾波器、電力系統(tǒng)中的應用價值，養(yǎng)成按步驟分析電路的嚴謹習慣；認識非正弦諧波對電路的影響，增強工程應用意識。教學重點諧波分析法的三步核心步驟；不同諧波作用下的元件特性：直流分量、交流諧波。教學難點各次諧波電抗的計算；響應疊加的要求；濾波器的工作原理。學情分析學生已掌握傅里葉分解、正弦相量法及疊加定理，但對“非正弦信號分解后分諧波分析”的實操流程不熟悉；易混淆不同諧波的電抗；響應疊加時常誤將相量直接相加，忘記“頻率不同無法共相量圖”；對濾波器的元件選型與諧波濾除的關聯理解淺。教學總體設計導學（10分鐘）：用“電源適配器輸出直流，怎么濾除交流諧波？”引題，關聯諧波分析與濾波；知識學習（30分鐘，各15分鐘）：先講諧波分析法步驟，再講元件特性與電抗計算；課堂練習（25分鐘，各12分鐘）：對應練分諧波分析、響應疊加；實驗演示（15分鐘）：用RLC低通濾波器，觀輸入非正弦波與輸出濾波后波形；總結評價（10分鐘）：梳步驟與易錯點，反饋練習問題。課外拓展觀察家用電源適配器的內部電路，識別濾波元件，分析其濾除高次諧波的原理；用Multisim搭建RL低通濾波器，輸入含基波、三次諧波的非正弦信號，觀察輸出波形中高次諧波的衰減情況。教學環(huán)節(jié)(時間安排)教學內容教學活動技術資源教學隨記(教學過程中記錄)教師學生課前準備(提前2-3天發(fā)布教學任務)學生準備：預習9.4節(jié)內容，回顧傅里葉分解、相量法及L/C的伏安特性，記錄分諧波怎么算電抗？響應為什么要瞬時值疊加？等疑問；教師準備：教學課件含等效電路動畫、例題、準備練習題。發(fā)布相關視頻自主預習教學視頻，聯動校企技術資源課堂教學（一）課程導學及課前要求[15分鐘]導學：提問：非正弦信號加在線性電路上，直接用相量法算不了，怎么把它變成熟悉的正弦電路問題？電源里的交流雜音怎么去掉？引出諧波分析法核心；要求：回顧XL=ωL、XC=1/(ωC)的公式，明確ω與頻率的關系；帶著各次諧波怎么單獨分析？響應怎么疊加？聽課；實驗環(huán)節(jié)關注濾波前后波形的變化，思考元件作用。講解學習教學視頻，聯動校企技術資源課堂教學（二）知識學習[15分鐘]講三步流程：分解非正弦信號為傅里葉級數；各次諧波單獨作用：直流用直流電路法，交流諧波用相量法；轉換各次響應為瞬時值，疊加得總響應；舉例：含直流+基波的電壓作用于RL電路的分析；目標：掌握諧波分析法完整步驟。講解學習教學視頻，聯動校企技術資源課堂教學（三）課堂練習[12分鐘]給題：非正弦電壓含直流10V基波220V（f=50Hz），作用于RL電路：R=10Ω、L=0.01H，求直流、基波單獨作用時的電流”，學生計算，教師糾錯；目標：鞏固分諧波分析與電抗計算，避免頻率忽略。解疑練習課堂教學（四）知識學習[15分鐘]講元件特性：直流時L短路、C開路；交流諧波時，XL隨頻率成正比、XC隨頻率成反比；講濾波器，說明其利用元件對不同諧波的電抗差異濾除諧波；目標：掌握電抗計算，理解濾波器工作邏輯。講解學習課堂教學（五）課堂練習[13分鐘]給題：承接上題，直流電流0.5A、基波電流瞬時值i1=15.5sin(314t-18°)A，求總電流瞬時值；若加三次諧波電流i3=5sin(942t-54°)A，怎么疊加？學生分組分析，后分享；目標：強化“瞬時值疊加”規(guī)則，排除相量疊加錯誤。解疑練習課堂教學（六）總結評價[10分鐘]總結：核心是“分解信號→分諧波算→瞬時值疊加”，濾波器靠元件電抗差異濾諧波；評價：肯定多數學生能分步分析、算電抗，指出部分學生電抗漏乘諧波次數、響應相量疊加的錯誤，表揚實驗中主動關聯濾波原理的學生。總結認真聽講課后拓展完成教材9.4節(jié)思考題及“非正弦電路分析”類能力檢測題；畫RLC低通濾波器的電路圖，標注各元件對基波、五次諧波的作用；調研“電力系統(tǒng)中的諧波治理”，說明常用的濾波設備及其原理。引導操作網上校內資源診斷改進診斷：常見問題：電抗計算錯，因對“ω=2πkf1”與諧波次數的關聯理解淺；響應疊加錯，因忘記“不同頻率諧波無公共相量圖”；濾波器元件作用混淆，因對感抗與容抗和頻率的關系記憶反。改進：針對這些問題，下次課用“諧波次數-電抗”對比表，加2道“k=2、3次諧波電抗計算”題，強化k的作用；