蔣發(fā)倫

（重慶三峽職業(yè)學院 中國 重慶 404155）

0 引言

電工電子技術(shù)課程教學涉及理論課教學、實驗教學和課程實習等教學環(huán)節(jié)。 我們在教學實踐過程中，如果結(jié)合理論教學的進程，利用仿真軟件在多媒體上進行模擬電工電子電路實驗和電路設(shè)計的仿真，作為教學的補充，既幫助學生更好地理解電子技術(shù)的理論知識，又能確保課程實驗電路參數(shù)的正確性，還為設(shè)計者免去了以往實作中的“制作—修改—再制作—再修改”的繁重的電路組裝與調(diào)試過程，取得了良好的教學效果。 實踐證明，這種教學、設(shè)計手段的運用，有助于增強學生感性認識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、計算機應(yīng)用能力和實際動手能力。 下面介紹我將仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學中的實際做法。

1 將虛擬仿真引入理論課堂，提高課堂教學效果

對于職業(yè)教育，理論夠用就行，著重培養(yǎng)學生的實作能力，因此在講解理論時，主要是給出一些定性知識，為了提高教學效率，需要配合演示實驗。 但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會占用過多時間，影響教學進度。

現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來仿真的兩個實例。

在電工基礎(chǔ)課程中要講解儀器儀表的使用，比如信號發(fā)生器、示波器、晶體管毫伏的使用，由于實驗中涉及的儀器儀表較多，學生在做實驗時經(jīng)常的到處出錯，實驗效果很差，但在做實驗之前，先在課程上用仿真軟件演示一遍實驗要做的內(nèi)容，強調(diào)實驗過程中容易出現(xiàn)的錯誤，這樣學生在真正做實驗時就比較熟悉，達到了舉一反三的效果。

又比如講星形負載電路結(jié)構(gòu)時，講到星形對稱負載有中線時，中線電流為零，中線不起作用，學生覺得抽象，但是用EWB 仿真軟件做一下該實驗時，測其中線電流為零，去掉中線后，對電路的線電流及相電壓沒有任何影響，而當三相負載不對稱時，中線電流不為零，但相電壓卻對稱，從而給學生非常直觀的感受。 使他們知道了中性線在三相電路中的作用，上課效果非常的好。 得出結(jié)論后，讓學生在理解的基礎(chǔ)上記定性的一些結(jié)論就容易多了。

在模擬電路中講授三極管共發(fā)射極放大電路時， 三極管具有放大和反相的作用， 學生理解起來非常困難。 我們利用EWB 仿真軟件來仿真電路，用示波器來觀察波形，可以明顯看出放大的效果和反相的作用。 學生先有了感性認識后，理論的講解聽起來就更輕松了，從而使上課達到了事半功倍的效果。

在模擬電路中講授振蕩電路的起振時，通過電路的正反饋作用，輸出信號就會逐漸由小變大，當振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。 學生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現(xiàn)在利用Protel 仿真顯示出波形，振蕩器起振的過程非常直觀， 還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。 如果對波形失真要求較高，則需要采用改進型號振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。 這種教學模式生動活潑， 學生自始至終保持著極高的學習興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學效率。

2 開設(shè)仿真實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質(zhì)量

電工電子技術(shù)課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結(jié)合起來。 以往，實踐環(huán)節(jié)主要是上實驗課，實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，設(shè)計性、綜合性實驗較少。

以前設(shè)計電路思路的缺陷是：先設(shè)計出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，進行參數(shù)的不斷調(diào)整，不斷地更換元器件，而當調(diào)試好以后，又得重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費大量的電子元器件。

而現(xiàn)在我們的做法是： 在學習模擬電子技術(shù)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。 在電子技術(shù)實驗課之前，學生必須先將電路進行仿真，發(fā)現(xiàn)電路中的一些問題，然后進行實驗的調(diào)整，直到得到仿真實驗成功以后，再進行實際電路的安裝、焊接、調(diào)試。 學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計性實驗中，通過仿真軟件可以隨時修改元件參數(shù)， 并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計要求。 學生可提出各種設(shè)計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識，也大大提高了學生電子電路的設(shè)計水平。

3 虛擬仿真在各課程設(shè)計中的應(yīng)用

對于模擬電子技術(shù)課程設(shè)計，我們的做法：將模擬電子技術(shù)的內(nèi)容分成幾個單元，每一個單元搞一個課程設(shè)計。第一次在老師的帶領(lǐng)下，講電路設(shè)計的步驟，完成課程設(shè)計。 上完下一個單元電路以后，老師布置一個課程設(shè)計題目，學生自己查找資料，自己設(shè)計好電路以后，再進行仿真，仿真后針對出現(xiàn)的問題再進行修改，直到解決好仿真出現(xiàn)的問題，然后完成交給老師檢查，在檢查學生設(shè)計方案時，要求學生陳述自己的設(shè)計思路，學生在講述的過程中就會進行再次思維。這種虛實結(jié)合的方法，既發(fā)揮了虛擬實驗高效、經(jīng)濟的長處，又培養(yǎng)了學生電子制作的能力、分析問題和解決問題的能力。

4 虛擬實驗中應(yīng)克服的問題

雖然采用虛擬仿真輔助教學，改善了教學手段，豐富了教學內(nèi)容，也能更形象生動地將難于理解的知識用仿真的形式表現(xiàn)出來，也更能激發(fā)出學生設(shè)計電路的創(chuàng)新意識。 但如果完全用虛擬實驗取代實物實驗， 就只會在電腦上仿真，學生對真實元器件的封裝、檢測等認知程度大大降低，對使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對實際電子產(chǎn)品設(shè)計的布局能力、布線能力、安裝調(diào)試能力。 為了避免其弊端，使之與傳統(tǒng)的教學相得益彰，融于一體，更好地為現(xiàn)代教學服務(wù)，我們采用虛實結(jié)合的方式，一方面強調(diào)仿真實驗對教學的輔助作用，另一方面認識到實際動手能力的重要性，兩者相輔相成，有機結(jié)合。 既合理安排仿真實驗課時，主要以學生課后自己上機實驗為主，課堂上進行實際電路的安裝調(diào)試工作；又精心選擇仿真實驗課題，為學生提供科學、合理的仿真實驗題目，讓學生通過實驗掌握知識，提高興趣。 還讓學生做一些設(shè)計性的實驗，自己設(shè)計、制作安裝調(diào)試，使虛擬仿真實驗變成看得見摸得著的電子產(chǎn)品。

總之，將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學中，不僅可以把許多抽象和難以理解的內(nèi)容變得生動有趣， 動態(tài)地演示一些現(xiàn)象，化難為易，而且能模擬一些用語言難以清楚表述的，以及現(xiàn)實實驗不易進行的內(nèi)容。 它不僅提高了教學質(zhì)量，改善了教學手段，豐富了教學內(nèi)容，提高了課堂教學效率，而且對于培養(yǎng)學生的自主能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。 當然，也要注意仿真教學的輔助作用和實際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結(jié)合，而不能以仿真來完全代替實踐操作課。S

［1］顧濱.Protel99se 實用教程[M].人民郵電術(shù)出版社，2008，6.

［2］張永生.電子設(shè)計自動化技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2008，7.