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        PROTEUS仿真軟件在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐

        2016-11-17 02:21:35惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院龔利英沈順玲
        電子世界 2016年20期
        關(guān)鍵詞:電類直觀電路

        惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 龔利英 沈順玲

        PROTEUS仿真軟件在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐

        惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 龔利英 沈順玲

        合理利用交互式,可視化的PROTEUS仿真軟件進(jìn)行電類課程教學(xué),可以把枯燥、抽象的理論教學(xué)變得直觀生動,進(jìn)而改善教學(xué)效果。本文根據(jù)筆者的教學(xué)實(shí)踐,從理論和實(shí)踐的角度介紹了PROTEUS在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用情況,及引入該軟件后對教學(xué)設(shè)計(jì)的探討。

        PROTEUS;電類課程;應(yīng)用;實(shí)踐

        引言

        電類課程如電路與電工技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等是電子和自動化專業(yè)的核心基礎(chǔ)技術(shù)課程,該課程具有知識點(diǎn)多且難,不僅學(xué)生難學(xué),教師也難教。其原因主要體現(xiàn)在:教學(xué)模式主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,即在進(jìn)行一定的理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生理解理論知識;教師按照教材的內(nèi)容進(jìn)行滿堂貫的方式,進(jìn)度快,學(xué)生難于跟上;學(xué)生學(xué)完一門課程后通常不知道有什么用途,學(xué)習(xí)積極性差;各門課程在教學(xué)上互相獨(dú)立,形成各自獨(dú)立的教學(xué)體系。很多教師在教學(xué)中引入了仿真軟件,在一定程度上對上述的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了改善,但由于每個(gè)教師引入的教學(xué)軟件不一樣,讓學(xué)生覺得學(xué)得多,會得很少。

        1 PROTEUS仿真軟件介紹

        Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司研發(fā)的多功能EDA工具軟件,包括ARES和ISIS兩個(gè)編程區(qū)。ARES是極其方便的印刷電路板高級布線編輯軟件。ISIS是PROTEUS系統(tǒng)的中心。在ISIS編程區(qū)具有功能強(qiáng)大的原理圖輸入系統(tǒng),友好的人機(jī)互動的界面,豐富的工具和菜單,操作簡單方便,用戶可以很快上手。該軟件有7000多種的仿真元件;十多種的虛擬儀器,如示波器、電壓表、電流表、邏輯分析儀等常用的測試工具;十多種激勵源,可以進(jìn)行電路分析、模擬電路、數(shù)字電路,單片機(jī)、傳感器等方面的仿真,是目前為止在功能上最為齊全和強(qiáng)大的EDA工具。

        2 PROTEUS在理論教學(xué)中的應(yīng)用

        在電類課程教學(xué)中有很多的公式定理,它們是學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ),但傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是在教師介紹完定理的內(nèi)容后舉例說明,接下來是學(xué)生練習(xí)。這種教學(xué)方法以教師為主導(dǎo)地位,比較清晰條理地講解教學(xué)的知識點(diǎn),但由于課堂中基本上都是教師在講,學(xué)生在聽,對于大部分的同學(xué)來說,覺得枯燥無味,教師講完,練習(xí)時(shí)學(xué)生還是不知道怎樣下手,教師又覺得自己的講解清晰明了,覺得是學(xué)生自身問題,沒法教,從而造成惡性循環(huán)。下面以電路分析中的疊加定理為例,引入仿真軟件PROTEUS,重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)如表1所示。

        表1 疊加定理課程教學(xué)設(shè)計(jì)

        圖1 

        圖2 

        圖3 

        圖4 電子秒表教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

        在引入仿真軟件后,教師在課堂中主要起到引導(dǎo)的作用,以學(xué)生為主體。學(xué)生通過參加各種教學(xué)活動,各個(gè)結(jié)論都是學(xué)生通過自己的聰明才智分析得到,從而提高學(xué)生的成就感,進(jìn)而積極參與到課堂教學(xué),得到良好的教學(xué)效果。

        3 PROTEUS在實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用

        項(xiàng)目教學(xué)、教學(xué)做一體化等是目前教學(xué)改革的方向,筆者也根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對數(shù)字電子技術(shù)課程進(jìn)行項(xiàng)目式的教學(xué)改革。PROTEUS仿真軟件在項(xiàng)目教學(xué)中起到了很好的輔助作用,教師可以通過該軟件演示功能效果,對學(xué)生容易出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬仿真,使其直觀化,具體化;學(xué)生可以通過課外的時(shí)間,事先繪制好原理圖,并進(jìn)行仿真,增加學(xué)生電路制作的成功率,從而獲取更多的成就感。下面以綜合項(xiàng)目電子秒表為例對其進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì),如圖4所示。

        在引入PROTEUS仿真軟件后,項(xiàng)目教學(xué)更加的靈活。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,結(jié)合之前所學(xué)的知識和技能進(jìn)行電路設(shè)計(jì),并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。教師可通過該平臺直觀地把學(xué)生出現(xiàn)的問題展示出來,讓學(xué)生更容易理解。

        課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的項(xiàng)目,通常需要掌握一門課程甚至是幾門課程的綜合知識及相關(guān)技能才能完成,體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生綜合知識的應(yīng)用能力。

        教師可以利用PROTEUS仿真軟件進(jìn)行功能演示,并且可以重現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)的問題并逐一講解,學(xué)生可以直觀認(rèn)識到所需設(shè)計(jì)電路的功能及要求,可以先在仿真電路中搭建電路,修改參數(shù),將PROTEUS軟件與KEILC51結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)軟硬件電路的聯(lián)調(diào),可直觀反映出設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題。

        4 小結(jié)

        PROTEUS仿真軟件隨著版本的升級,其功能越來越完善,基本上可以完成電類課程中的大部分的電路仿真,無論在學(xué)習(xí)還是教學(xué)都取到很好的輔助作用,課堂中合理使用教學(xué)軟件可以起到事半功倍的效果,學(xué)習(xí)者只需要一臺電腦就可以擁有強(qiáng)大實(shí)訓(xùn)室,隨意的搭建電路,不用擔(dān)心實(shí)訓(xùn)設(shè)備的損壞,一定程度上可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,進(jìn)而提高實(shí)踐能力。但仿真電路是在理想狀態(tài)進(jìn)行的,與現(xiàn)實(shí)有一定差距,不能完全替代實(shí)訓(xùn)室。

        [1]申鳳琴.電工電子技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008,4.

        [2]曾令琴,李偉.電工電子技術(shù)[M].人民郵電出版社,2006,12.

        [3]張秀國.PROTEUS在電路分析教學(xué)中的應(yīng)用[J].珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2007,3.

        [4]周靈彬.PROTEUS在“電子技術(shù)”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中北大學(xué)學(xué)報(bào),2007,12.

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