基于DeepSeek 的基尔霍夫定律辅助教学探索与实践

一、综述

基尔霍夫定律是电路分析的基础，其在电路设计、故障诊断和性能分析等方面具有重要意义。但因初次接触复杂电路，学生往往会感觉困难，传统教学中，教师需投入大量时间设计教案、批改作业及课后辅导。随着人工智能技术的快速发展，DeepSeek 作为新一代 AI 大语言模型，凭借其强大的数据处理能力、知识 整合功能及深度推理和透明互动等新特性，为教学场景提供全新解决方案。本文将从教案设计、作业分层、实验设计、疑难点解答等维度，探讨 DeepSeek 在基尔霍夫定律教学中的具体应用。

二、利用 DeepSeek 进行辅助教学的过程

1. 教案设计：从框架到个性化适配

DeepSeek 可通过语义分析与知识图谱技术，快速生成基尔霍夫定律的教案框架。输入提示词：“我是电工电子老师，帮我设计《基尔霍夫定律》教案”，系统迅速生成教案框架，其输出内容涵盖知识点讲解、实验探究、例题讲解、拓展延伸等。

例如教学过程部分的内容为： “五、 教学过程

1.导入新课 （5 分钟 ）

-复习回顾欧姆定律，提出问题：如何利用欧姆定律分析复杂电路？

-引出基尔霍夫定律，介绍其在电路分析中的重要性。

2.新课讲解 （30 分钟 ）

2.1基尔霍夫电流定律 （Kirchhoff's Current Law 以下简写为 KCL）

-通过实验演示，引导学生观察电路中节点处电流的关系。

-讲解 KCL 的内容：在任一时刻，流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。

-强调 KCL 的适用条件和注意事项。

-举例说明 KCL 的应用。

2.2基尔霍夫电压定律 （Kirchhoff's Voltage Laws 以下简写为 KVL）

-通过实验演示，引导学生观察电路中回路电压的关系。

-讲解 KVL 的内容：在任一时刻，沿任一闭合回路，所有支路电压的代数和等于零。

-强调 KVL 的适用条件和注意事项。

-举例说明 KVL 的应用。

3.实验探究 （20 分钟 ）

-将学生分组，利用实验器材搭建简单电路。

-指导学生测量电路中各支路的电流和电压，验证 KCL 和 KVL。

-引导学生分析实验数据，得出结论。

4.例题讲解 （15 分钟 ）

-选择典型例题，讲解如何运用基尔霍夫定律分析复杂电路。

-强调解题思路和步骤，引导学生举一反三。

5.课堂练习 （15 分钟 ）

-布置课堂练习题，巩固所学知识。

-巡视指导，及时解答学生疑问。

6.课堂小结 （5 分钟 ）

-总结基尔霍夫定律的内容、应用及注意事项。

-强调基尔霍夫定律在电路分析中的重要性。

7.布置作业 （5 分钟 ）

-完成课后习题，巩固所学知识。

-预习下一节内容。”

该教案整体结构完整，教学目标明确，教学内容清晰，但在具体实例、实验设计、学生主体性体现、评价方式等方面存在不足。为使教案更趋完善，继续输入提示词：“你现在是评审专家，对刚才的教案进  行评审，指出不足的地方”，作为评审专家，系统分别从教学目标、内容、方法及评价等方面对教案进行  评审，指出优点，提出不足之处和改进建议。例如：

-实验设计不够具体：教案中未明确实验电路的具体结构和参数，也未说明实验数据的记录和分析方法。建议补充实验电路图、实验步骤以及数据分析的具体要求。

-缺乏实际应用案例：教案中未结合实际电路（如家用电路、电子设备电路）进行讲解。建议增加 1-2

个实际应用案例，例如分析简单家用电路或电子设备中的电流分配问题。”

-差异化教学不足：教案中未考虑学生的个体差异。建议设计分层任务，例如为基础较弱的学生提供简单电路分析任务，为能力较强的学生提供复杂电路设计任务。

-导入环节吸引力不足：导入部分仅通过复习欧姆定律引出基尔霍夫定律，缺乏趣味性和启发性。建议结合生活实例（如家庭电路故障分析）或历史故事（如基尔霍夫定律的发现过程）进行导入，激发学生兴趣。

-实验探究环节时间分配不足：实验探究仅占 20 分钟，时间较短，可能无法充分完成实验操作和数据分析。建议将实验时间延长至 30 分钟，并增加实验总结和讨论环节。

参照专家评审意见和建议，优化各个教学环节。例如在导入环节以学生感兴趣的“汽车电路”话题引出复杂电路和基尔霍夫定律，使整个教学环节更贴近实际生活，让学生有学习理论知识解决实际问题的强烈愿望；利用 DeepSeek 设计课堂实验、生成分层作业、跨学科任务；增加学生参与环节、完善评价体系等，进一步提升教案质量。

2. 实验设计：从理论到实践操作

教案初稿中实验探究部分只简单提到： “3. 实验探究 （20 分钟 ）

-将学生分组，利用实验器材搭建简单电路。

-指导学生测量电路中各支路的电流和电压，验证 KCL 和 KVL。

-引导学生分析实验数据，得出结论。”

未明确实验电路的具体结构、需要器材等内容，利用 DeepSeek 设计具体实验。输入提示词：“请根据刚才设计的教案，设计一个实验，并列出需要的器材，并用表格的形式输出”。系统快速（<5 秒）输出：

“实验设计：验证基尔霍夫定律实验目的

1.通过实验验证基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。

2.掌握复杂电路中电流和电压的测量方法。

3.培养实验操作能力和数据分析能力。实验原理

1.基尔霍夫电流定律（KCL）：在任一时刻，流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。

2.基尔霍夫电压定律（KVL）：在任一时刻，沿任一闭合回路，所有支路电压的代数和等于零。实验电路图（经修改）

实验步骤

1.按照电路图连接实验电路，确保电源电压和电阻值符合实验要求。

2.使用电流表测量各支路的电流 I1、I2、I3，并记录数据。

3.使用电压表测量各电阻两端的电压 VR1、VR2、VR3，并记录数据。

4.验证基尔霍夫电流定律（KCL）：检查节点 B 和节点 E 的电流关系。

5.验证基尔霍夫电压定律（KVL）：检查左回路和右回路的电压关系。

6.分析实验数据，讨论总结。

实验器材清单

以下是实验所需的器材及其用途的表格说明：

实验结果表明，学生能够直观地理解基尔霍夫定律的物理意义，并掌握电路分析的基本方法。同时，实验器材的表格化设计有助于学生清晰地了解实验所需的工具和材料。

3.分层作业设计：从统一到精准定制

3.1基于学生能力差异，使用 DeepSeek 生成分级作业体系。输入提示词：“请根据你刚才设计的教案， 请设计四道作业题”，模型生成：

“题目 1：基础题（验证基尔霍夫定律）

在下图所示的电路中，已知电源电压 E1 = 12V，E2 = 6V，电阻 R1 = 4Ω，R2 = 2Ω， R3 = 4Ω。

1.标出电路中各支路的电流方向。

2.列出节点 B 和节点 E 的基尔霍夫电流方程（KCL）。

3.列出回路 1 和回路 2 的基尔霍夫电压方程（KVL）。

4.计算各支路的电流 I1、I2、I3。电路图（经修改）：

题目 2：应用题（复杂电路分析）

在下图所示的电路中，已知电源电压 E1 = 10V， E2 = 5V，电阻 R1 = 2Ω， R2 = 3Ω， R3 = 4Ω，

R4 = 1Ω。

1.列出节点 B 和节点 C 的基尔霍夫电流方程（KCL）。

2.列出回路 1、回路 2 和回路 3 的基尔霍夫电压方程（KVL）。

3.计算各支路的电流 I1、I2、I3、I4。电路图（经修改）：

题目 3：拓展题（实际电路分析，用基尔霍夫定律）

某家用照明电路如下图所示，已知电源电压 E = 220V，灯泡 L1 和 L2 的电阻分别为 R1 = 100Ω 和R2 = 200Ω，开关 S1 和 S2 分别控制灯泡 L1 和 L2。

1.当开关 S1 闭合、S2 断开时，计算电路中的总电流和灯泡 L1 的功率。

2.当开关 S1 和 S2 都闭合时，计算电路中的总电流和各支路的电流。

3.如果灯泡 L1 损坏（相当于断路），分析开关 S1 和 S2 都闭合时电路的工作状态。电路图（经修改）：

题目 4：开放题（电路设计）

设计一个简单的电路，要求满足以下条件：

1.电路包含至少两个电源和三个电阻。

2.电路中有至少两个节点和两个回路。

3.使用基尔霍夫定律计算电路中各支路的电流和电压。

4.撰写实验报告，包括电路图、计算过程和结果分析。”

四道题，从基尔霍夫定律的基本应用，到复杂电路分析，逐步提升学生的电路分析能力，然后结合实际电路，培养学生解决实际问题的能力，最后通过电路设计和实验报告撰写，培养学生的创新能力和实践能力，教师可以根据学生实际情况分层布置作业。其中第三题实际电路分析系统生成的是单电源电路， 教师也可根据实际情况增加难度，改为汽车电路故障分析。

3.2为了让基础较弱的学生有循序渐进的深入过程，对系统继续输入“请把你刚才设计的第三道题设计成由易到难的四道题组”。系统将第三题拆解为由易到难的四道题组。这些题目从简单电路分析逐步过渡到复杂电路分析，最终涵盖电路故障分析，帮助学生循序渐进地提升能力。

4.跨学科任务设计：从单一学科到综合能力提升

专业英语在学生的专业学习和将来的工作中将发挥重要作用，通过融入英语元素，提升学生的综合能力和国际视野，在教案设计时加入跨学科任务。输入提示词：“请生成结合英语术语的电路分析问题”， 其输出示例如下：

“A 12V battery is connected to a parallel circuit with R₁=4Ω and R₂=6Ω. Calculate the total current （I_ total）. Explain your answer in English with terms like ‘Kirchhoff’s Current Law’， ‘junction’， and ‘equivalent resistance’.”

此类问题既能巩固专业知识，又强化科技英语表达能力。

5.个性化指导：从群体到个体聚焦

初学复杂电路，学生会有很多不解之处，因学生个性化差异，疑难点不同，教师的课后辅导工作量较大。而 DeepSeek 能清晰展示推理过程，有助于学生理解思维过程，在处理复杂问题时还可持续追问，我鼓励学生尝试运用 DeepSeek 进行答疑解惑，例如“运用 KVL 计算电路的开路电压”一直是学生初学时较头疼的内容，使用 DeepSeek 之后，大大节约了教师的辅导时间，使不同学生得到针对性的个性化指导。课后作业的批改是教师精力投入非常大的一项任务，部分作业也可以交给DeepSeek，平台可以非常迅速地批改，并显示思考过程，学生可以清晰地了解自己的不足之处。

6.学生评价：从单一到多维升级

专家评审环节在教学评价的评审中指出：

“建议制定详细的评价量表，例如实验操作评分表、课堂练习评分表，增加过程性评价，增加学生自评和互评表，帮助学生反思学习过程。”

根据专家意见和建议修改评价方式，进行全过程、多维度评价，并设置量化评价表。例如实验过程评价表：

7.教学 PPT 生成：从内容生成到展示输出

修改完成的教案，使用DeepSeek 转换成授课讲义形式，输入“kimi”AI 软件，把内容转换成PPT 形式， 用这种方式制作 PPT 比手动逐字逐句输入效率大为提升，使教师从繁重的劳动中解脱出来。

三、浅尝利用 DeepSeek 辅助教学的一点体会

1.问题驱动，主动探索，有利于学生认知结构的自主建构。DeepSeek 在处理复杂问题时，能主动从多角度思考，并能清晰展示思维推理的过程，让学生深入了解 AI 的思维过程，其强大的知识整合和跨学科融合能力，拓展了学生的认知边界，为学生打造了一个多向度知识结构，并引导学生解决复杂问题，从而在比较分析中不断丰富自身思维的深度和广度。

2.在教案设计、作业生成、实验设计、作业批改等环节大幅度缩减教师的投入时间，同时 DeepSeek

强大的搜索能力为教师提供了更多备课资源，显著提升备课效率和教学效果。

3.利用人工智能自动生成文本、图像等内容，推动教学模式从“师—生”二元结构转向“师—机—生” 三元结构，深度影响着学习空间、教育场景、教学内容、教学模式。但 AI 无法完全替代教师的人文关怀与临场应变，传统课堂的师生互动和生生互动在越来越智能化的课堂还是必不可少的。

4.DeepSeek 目前阶段的图像生成能力不能满足本课程学习的要求，使用 DeepSeek 自动生成的实验和作业的图像不够清晰和准确，在使用 DeepSeek 辅助教学过程中，我们应始终以谨慎的态度去判断与取舍， 学生使用过程中也需要有自己的知识基础和判断能力。

结语

DeepSeek 为基尔霍夫定律教学提供了高效工具，尤其在个性化学习支持（如分层作业生成响应速度≤ 5 秒）和复杂问题分步推理方面表现突出。未来可进一步探索其与仿真软件（如Multisim）的联动，构建“AI 生成 - 学生实践 - 实时反馈”闭环。需强调的是，技术工具需服务于“以学生为中心”的教学理念，教师应在创造性教学设计中发挥核心作用。

参考文献：

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[2]杨顺华，韩雪丽. 场景、困境与调适：ChatGPT 赋能职校生知识建构审思. [J] 中国职业技术教育， 2025（6）：43-49