山東信息職業(yè)技術學院電子工程系 戴曰梅

Proteus仿真軟件在電工基礎教學中的應用

山東信息職業(yè)技術學院電子工程系 戴曰梅

電工基礎是一門專業(yè)基礎課，其實踐性、理論性都很強，在過去傳統(tǒng)教學方法上增加仿真虛擬實驗教學，不僅對學生理解電工基礎中的各個定理有幫助，對培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識也有好處。針對電工基礎課程教學中存在的問題，本文提出了應用Proteus軟件進行電工基礎教學的解決方案。詳細分析了Proteus在電工基礎課理論教學中的應用實例，并通過實例說明了達到的教學效果。

電工基礎；軟件仿真；虛擬實驗

一、引言

電工基礎及其相關課程是理工科院校應用電子技術、微電子技術、自動化控制技術及電子信息工程技術等專業(yè)的一門專業(yè)基礎必修課，是相關院校相關專業(yè)的教學重點。但這門課是大多數學生普遍反映難學、不好理解的一門課，那如何解決電工基礎教學中的教學難點，成為擺在每個教授電工基礎的老師面前的一個難題，本文引入Proteus仿真軟件，通過構建虛擬實驗室，彌補了傳統(tǒng)教學方法的不足，為理論和實踐教學提供很好的平臺，使學生不再感到電工基礎理論的抽象難學。

二、找出問題、認識不足

（1）學生現狀

電工基礎課程內容知識面廣，難度大，學生感到接受起來抽象難懂，對學生的抽象思維能力和邏輯思維能力要求很高，對現在的高職生來講，難度就更大了。

現在的問題是如何在課堂中把這些知識讓基礎并不是很好的高職生學會理解并會應用。以往傳統(tǒng)的教學方法，以教師講授為主，學生被動接受，對于高職生來講可能只能接受些皮毛，可能只是知道了一些定理的名稱，或者只知道曾學過些什么定理等等，但是如果讓他們來應用，可能大多數同學做不到，因為他們當時根本就沒學會、沒有理解。

高職生不僅是知識薄弱，理論接受能力弱，更重要的是他們自信心不足，在高中階段由于他們學習不是很好，很少聽到表揚，得到認可，大多數高職生對于學習并沒有足夠的信心。電工基礎課作為一門專業(yè)基礎課一般安排在第一學期上，如果現在把高深的電工理論直接去傳授給他們，他們一旦接受不了，很可能對三年的高職學習再一次失去信心，甚至破罐破摔，直接影響到他們三年的高職生活。

（2）就業(yè)現狀

現在社會上大量需要高技能人才，這就要求學生不僅有一定的理論知識，更重要的是具有很強的動手能力和創(chuàng)新能力。正是因為電工基礎課是一門實踐性很強的學科，如何在電工基礎教學中提高學生的動手能力、創(chuàng)新能力也變得尤為重要。

三、借助Proteus仿真，創(chuàng)設虛擬實驗環(huán)境

我院在電工基礎教學中從去年開始采用Proteus仿真軟件，創(chuàng)造了虛擬實驗環(huán)境條件，讓學生在仿真中獲得理論知識，在虛擬實驗中提高動手能力。

下面以幾個具體實例來說明一下如何借助Proteus仿真軟件來學習電工基礎。

（1）基爾霍夫定律的驗證舉例

先讓學生熟悉Proteus仿真軟件，然后讓學生在教師的指導下做圖1所示電路圖（一定要從最簡單的電路圖開始）：

利用Protues軟件在原理圖編輯窗口繪制基爾霍夫定律的驗證電路，如圖1所示，在以上電路圖中三個支路上的電流表分別顯示各支路中的電流值，每個元器件上電壓也一目了然，這時引導學生來分析電路圖，先計算電流，如果按照流入電流為正，流出電流為負（反之也可），電流的代數和為零；然后再計算右邊回路各元器件的電壓代數和也為零，所以可以得出結論：在任意時刻，流入流出一個節(jié)點的電流代數和等于零；在電路中任意閉合回路內各段電壓的代數和恒等于零。為了讓這個結論具有可靠性，可以讓同學們改變電阻和電壓源的數值，再讓學生觀察，學生會得出同樣的結果。

（2）設定故障，提高學生分析能力

當一個定理在讓學生基本理解的基礎上，可以人為的在電路圖上設定一些故障，比如：短路、開路，阻值增大、阻值減小等等，讓學生通過仿真測量的數據去分析、去計算，從而找出故障的原因。這樣做的好處是讓學生對所學知識有進一步的理解。

在課堂上，由老師和學生通過Protues軟件共同完成給定的教學任務，以學生為主，教師為輔，邊學邊做，邊做邊學，同學們通過自己的仿真得出結論，他感受到了成功的喜悅，對這門課產生了興趣，也增強了自信心，并且通過這種方式學生印象也比純粹由教師去講解來得深刻。帶著成功的喜悅去學習，這在這些高職生以前的學習生涯中是很少有的，這樣課堂真正變成寓教于樂的地方。

在這種教學方式下，教師不再是把現成知識傳遞給學生作為教育的唯一目標，或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，讓學生把看到的、聽到的與手上做的結合起來。這樣即達到了既定的學習目標，又鍛煉了動手能力和分析計算能力，并且不受時間和地點的限制，只要有臺電腦，學生隨時隨地的可以進行仿真。

四、作業(yè)習題驗證

在學生對課堂上得到的定理有了初步的理解后，再給出一定的作業(yè)習題來加以鞏固，在以前，學生在做完這些題目后不能自己檢查對錯，總是被動地等待老師的檢查結果，而現在，我們可以借助于Proteus仿真軟件，把所做的題目來進行仿真驗證，讓學生來自己檢查，這樣要比讓老師來做更有利于學生對所學知識的鞏固，也更有利于學生動手能力的提高。

五、評價教學效果，展望未來發(fā)展

Proteus仿真軟件還可以作為評價教學效果的一個手段，教師可以通過學生在做仿真的時候來觀察學生對知識點的理解，如果理解的透，那么學生在做仿真的過程中，不僅熟練，而且分析思路也會寫的比較準確；如果學生沒掌握好，那么當出現故障時就不知所措，找不到問題所在。經過一年多的改革實踐，以往學生反映電工基礎課程不好懂、不好學，自從將Proteus仿真演示教學引入課堂后，大部分學生反映比以往單純由教師講解書本知識更易于接受。Proteus使抽象變形象，重點容易理解了，難點容易破解了，并且學生想去主動學習，愿意學習，把學習當作了樂趣，教學質量明顯提高。

學生獲得了扎實的理論知識，提高了動手能力，并且通過Proteus仿真還可以對電路進行改進，提高了創(chuàng)新能力，這正是社會上所需要的高級技術人才，符合社會發(fā)展的需要。

六、結束語

圖1 基爾霍夫定律仿真電路圖

Proteus仿真軟件不僅能仿真電工基礎的理論教學環(huán)節(jié)，也能對各個定理進行驗證，把電工基礎中抽象的，不好理解的東西通過軟件形象逼真的描繪出來，Proteus軟件在電工基礎的應用，有效地把理論中不好理解的東西通過相關的實踐環(huán)節(jié)變簡單，邊學邊做，把從理論到實踐的過程變短了。有利于提高教學質量，有利于提高學生學習興趣，對電工基礎教學具有指導意義，特別是對于這些基礎薄弱的高職生，讓他們體驗到了成功的樂趣，增強了自信心，對他們將來走上工作崗位起到了不可忽視的作用。

總之，Protues仿真軟件應用到電工基礎教學和實驗以及習題中都是可行的，可以起到比傳統(tǒng)教學方法更好的教學效果。它克服了電工基礎呆板枯燥，難于理解，以及實驗內容固定等教學方面的局限性，可以激發(fā)學生的學習興趣；開拓學生的思路；提高學生分析計算能力；鍛煉學生解決實踐問題的動手能力，值得在電工基礎教學中大力推廣。

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戴曰梅（1973—），女，山東濰坊人，碩士，山東信息職業(yè)技術學院講師，研究方向：應用電子技術教育。