惠州經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學院 龔利英 沈順玲

PROTEUS仿真軟件在電類課程教學中的應(yīng)用與實踐

惠州經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學院 龔利英 沈順玲

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

PROTEUS；電類課程；應(yīng)用；實踐

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，該課程具有知識點多且難，不僅學生難學，教師也難教。其原因主要體現(xiàn)在：教學模式主要采用傳統(tǒng)的教學方法，即在進行一定的理論教學的基礎(chǔ)上，進行一些驗證性實驗，幫助學生理解理論知識；教師按照教材的內(nèi)容進行滿堂貫的方式，進度快，學生難于跟上；學生學完一門課程后通常不知道有什么用途，學習積極性差；各門課程在教學上互相獨立，形成各自獨立的教學體系。很多教師在教學中引入了仿真軟件，在一定程度上對上述的教學現(xiàn)狀進行了改善，但由于每個教師引入的教學軟件不一樣，讓學生覺得學得多，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)具有功能強大的原理圖輸入系統(tǒng)，友好的人機互動的界面，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，可以進行電路分析、模擬電路、數(shù)字電路，單片機、傳感器等方面的仿真，是目前為止在功能上最為齊全和強大的EDA工具。

2　PROTEUS在理論教學中的應(yīng)用

在電類課程教學中有很多的公式定理，它們是學習該課程的基礎(chǔ)，但傳統(tǒng)的教學方法通常是在教師介紹完定理的內(nèi)容后舉例說明，接下來是學生練習。這種教學方法以教師為主導地位，比較清晰條理地講解教學的知識點，但由于課堂中基本上都是教師在講，學生在聽，對于大部分的同學來說，覺得枯燥無味，教師講完，練習時學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，重新進行教學設(shè)計如表1所示。

表1　疊加定理課程教學設(shè)計

圖1　

圖2　

圖3　

圖4　電子秒表教學項目設(shè)計

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

3　PROTEUS在實踐教學中應(yīng)用

項目教學、教學做一體化等是目前教學改革的方向，筆者也根據(jù)多年的教學經(jīng)驗對數(shù)字電子技術(shù)課程進行項目式的教學改革。PROTEUS仿真軟件在項目教學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，對學生容易出現(xiàn)的故障進行模擬仿真，使其直觀化，具體化；學生可以通過課外的時間，事先繪制好原理圖，并進行仿真，增加學生電路制作的成功率，從而獲取更多的成就感。下面以綜合項目電子秒表為例對其進行項目教學設(shè)計，如圖4所示。

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

課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是一個綜合性的項目，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)學生綜合知識的應(yīng)用能力。

教師可以利用PROTEUS仿真軟件進行功能演示，并且可以重現(xiàn)學生出現(xiàn)的問題并逐一講解，學生可以直觀認識到所需設(shè)計電路的功能及要求，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，實現(xiàn)軟硬件電路的聯(lián)調(diào)，可直觀反映出設(shè)計過程中出現(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，無論在學習還是教學都取到很好的輔助作用，課堂中合理使用教學軟件可以起到事半功倍的效果，學習者只需要一臺電腦就可以擁有強大實訓室，隨意的搭建電路，不用擔心實訓設(shè)備的損壞，一定程度上可以提高學生學習的興趣，進而提高實踐能力。但仿真電路是在理想狀態(tài)進行的，與現(xiàn)實有一定差距，不能完全替代實訓室。

［1］申鳳琴.電工電子技術(shù)［M］.機械工業(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在電路分析教學中的應(yīng)用［J］.珠海城市職業(yè)技術(shù)學院學報.2007，3.

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