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摘 要：隨著電子科技技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地推動(dòng)了電工與電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)虛擬化進(jìn)程，一方面使實(shí)驗(yàn)不再受時(shí)間的限制及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，方便了學(xué)生；另一方面降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、元器件損耗的成本，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率。文章旨在探究在電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中如何更好地使用計(jì)算機(jī)軟件，使其彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的不足。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)室；Multisim；Tina Pro

中圖分類號(hào)：TP303 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0038-02

近年來(lái)，由于學(xué)生人數(shù)的不斷增加，以及教學(xué)改革中對(duì)實(shí)驗(yàn)形式和內(nèi)容的要求提高，許多學(xué)校都面臨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)滯后，經(jīng)費(fèi)不足的困難。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也因此迅速起來(lái)。開發(fā)與建設(shè)越來(lái)越受到學(xué)校的重視。

1 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)形式存在的問(wèn)題

原來(lái)學(xué)校開展實(shí)驗(yàn)都是傳統(tǒng)的形式，采用實(shí)物來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的，這種形式讓學(xué)生能夠?qū)碚撚斜容^深的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也存在著一些問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)費(fèi)用高

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用都較高，存在著前期投入大、后期維護(hù)較為麻煩，使用期間受人力、物力、財(cái)力、時(shí)間、地點(diǎn)限制等問(wèn)題。

1.2 實(shí)驗(yàn)的教學(xué)手段落后、教學(xué)形式較為單一

一般都是傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式，且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和孤立的單元性操作實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)非常少，極大地制約了學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生的創(chuàng)造能力得不到鍛煉和培養(yǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)少

實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)與總學(xué)時(shí)相比較，所占比例較低，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的要求不能完全滿足。另外，授課老師在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)長(zhǎng)的很大一部分被準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)后清點(diǎn)器材等幾項(xiàng)工作所占用，同時(shí)，很大一部分學(xué)生也不能根據(jù)自己的課余時(shí)間根據(jù)興趣來(lái)做實(shí)驗(yàn)。

1.4 不能實(shí)現(xiàn)多樣化

學(xué)生素質(zhì)水平參差不齊，常規(guī)的教學(xué)模式都將學(xué)生同等對(duì)待，使得動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生“吃不飽”，水平差一些的又感到吃力，很多同學(xué)不熟悉電路的連接規(guī)則，所以連接電路時(shí)很容易出錯(cuò)（例如短路、斷路等），實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的很難達(dá)到。

2 構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)方法

基于以上的問(wèn)題，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室勢(shì)在必行。作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降囊环N補(bǔ)充，虛擬的實(shí)驗(yàn)手法可以讓學(xué)生們對(duì)仿真軟件技術(shù)有一個(gè)形象的概念，可以讓理論知識(shí)具體地轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)，將將理論知識(shí)更加形象化，可以比較全面地描述和總結(jié)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。一方面體現(xiàn)了實(shí)物實(shí)驗(yàn)可操作性的優(yōu)點(diǎn)，另一方面又可利用計(jì)算機(jī)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮了具體、形象、迅速準(zhǔn)確、資源共享，資金投入少等特點(diǎn)， 從而建立了一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，進(jìn)一步提高了教學(xué)效率。虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建并不難，只需要計(jì)算機(jī)和專業(yè)的模擬軟件即可。

下面介紹兩款模擬軟件。

2.1 Multisim軟件

Multisim是由Interactive Image Technologies （Electronics Workbench）公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。使用Multisim軟件可以交互式地搭建電路的原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真模擬。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。

2.2 Tina Pro軟件

Tina Pro軟件是匈牙利Designsofe Inc公司推出的用于分析、設(shè)計(jì)電子電路的EDA軟件。Tina Pro軟件具有以下特點(diǎn)：

①Tina Pro具有較高的性能價(jià)格比。它是所知為數(shù)不多的具有簡(jiǎn)體中文界面的成熟軟件（在Help索引文件中，也用中文對(duì)于電路器件模型參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋）。

②界面為簡(jiǎn)體中文，直觀、形象、操作方便、容易掌握。

③有豐富齊全的元器件種類，大約含有兩萬(wàn)多個(gè)分立或集成電路元器件，流行于四十多個(gè)國(guó)家，并有二十多種不同語(yǔ)言的版本，其中包括中文版。

④所使用的虛擬測(cè)試儀器其外形和操作方法與實(shí)際儀器非常相似。

⑤該軟件分析方法功能多。提供了DC分析、AC分析、瞬時(shí)分析、傅里葉分析、數(shù)字逐步、數(shù)字計(jì)時(shí)分析、符號(hào)分析、噪聲分析和最優(yōu)化設(shè)計(jì)等多種電路仿真分析方法。

⑥儀器先進(jìn)。函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表、XY記錄器、示波器、信號(hào)發(fā)生器、網(wǎng)絡(luò)分析器、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器等。各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測(cè)試儀器（如多蹤示波器）的動(dòng)態(tài)演示功能，是極好的電類教學(xué)輔助工具。Tina Pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對(duì)輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。

Tina Pro軟件在電路仿真方面功能強(qiáng)大，不僅在生產(chǎn)實(shí)踐中，在電子產(chǎn)品的開發(fā)與研制中，能夠起到高效率、高精度的作用，若用在學(xué)校電類課程的教學(xué)中，也會(huì)帶來(lái)很好的教學(xué)效果。

3 學(xué)校應(yīng)用Tina Pro軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)舉例

我校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也進(jìn)行了虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，初步開發(fā)了基Tina Pro的電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室。目前該實(shí)驗(yàn)室提供了電工學(xué)、電路、模電及數(shù)電等課程的虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并已投入使用。學(xué)生可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)仿真；實(shí)驗(yàn)完成后，可以上傳實(shí)驗(yàn)電子圖，并完成報(bào)告。

下面利用Tina Pro軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)舉例。

3.1 KVL驗(yàn)證

US的電壓是12 V，等于R1上的電壓加上R2上的電壓再加上R3上的電壓。

實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示。

仿真后結(jié)果如圖2所示。

3.2 三相電路測(cè)功率

此電路為三角形連接，分別通入同頻率的正弦交流電，用功率表測(cè)算功率。

3.3 利用數(shù)字電路制作的交通信號(hào)燈

該電路使用了7段數(shù)碼管、74ls192計(jì)數(shù)器芯片、D觸發(fā)器、74ls138譯碼器芯片、各種邏輯門電路等實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的功能。

綜上所述，電工與電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：方便、快捷、經(jīng)濟(jì)性、開放性好。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所接觸的電子元器件主要是一些電路符號(hào)，畢竟與實(shí)際的電子元器件有還有一些的差異。對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室，我們一定要做到合理使用，盡可能虛實(shí)結(jié)合，更好地提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，為技能型人才培養(yǎng)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文杰.基于TCP/IP協(xié)議的虛擬電工電子網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2008，10（2）：58-60.

[2] 張紅.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用[J].甘肅科技，2007，23（2）：230-232.

[3] 王斌.基于PC的電工電子實(shí)驗(yàn)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（1）：100-104.endprint

摘 要：隨著電子科技技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地推動(dòng)了電工與電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)虛擬化進(jìn)程，一方面使實(shí)驗(yàn)不再受時(shí)間的限制及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，方便了學(xué)生；另一方面降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、元器件損耗的成本，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率。文章旨在探究在電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中如何更好地使用計(jì)算機(jī)軟件，使其彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的不足。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)室；Multisim；Tina Pro

中圖分類號(hào)：TP303 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0038-02

近年來(lái)，由于學(xué)生人數(shù)的不斷增加，以及教學(xué)改革中對(duì)實(shí)驗(yàn)形式和內(nèi)容的要求提高，許多學(xué)校都面臨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)滯后，經(jīng)費(fèi)不足的困難。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也因此迅速起來(lái)。開發(fā)與建設(shè)越來(lái)越受到學(xué)校的重視。

1 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)形式存在的問(wèn)題

原來(lái)學(xué)校開展實(shí)驗(yàn)都是傳統(tǒng)的形式，采用實(shí)物來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的，這種形式讓學(xué)生能夠?qū)碚撚斜容^深的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也存在著一些問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)費(fèi)用高

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用都較高，存在著前期投入大、后期維護(hù)較為麻煩，使用期間受人力、物力、財(cái)力、時(shí)間、地點(diǎn)限制等問(wèn)題。

1.2 實(shí)驗(yàn)的教學(xué)手段落后、教學(xué)形式較為單一

一般都是傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式，且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和孤立的單元性操作實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)非常少，極大地制約了學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生的創(chuàng)造能力得不到鍛煉和培養(yǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)少

實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)與總學(xué)時(shí)相比較，所占比例較低，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的要求不能完全滿足。另外，授課老師在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)長(zhǎng)的很大一部分被準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)后清點(diǎn)器材等幾項(xiàng)工作所占用，同時(shí)，很大一部分學(xué)生也不能根據(jù)自己的課余時(shí)間根據(jù)興趣來(lái)做實(shí)驗(yàn)。

1.4 不能實(shí)現(xiàn)多樣化

學(xué)生素質(zhì)水平參差不齊，常規(guī)的教學(xué)模式都將學(xué)生同等對(duì)待，使得動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生“吃不飽”，水平差一些的又感到吃力，很多同學(xué)不熟悉電路的連接規(guī)則，所以連接電路時(shí)很容易出錯(cuò)（例如短路、斷路等），實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的很難達(dá)到。

2 構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)方法

基于以上的問(wèn)題，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室勢(shì)在必行。作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降囊环N補(bǔ)充，虛擬的實(shí)驗(yàn)手法可以讓學(xué)生們對(duì)仿真軟件技術(shù)有一個(gè)形象的概念，可以讓理論知識(shí)具體地轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)，將將理論知識(shí)更加形象化，可以比較全面地描述和總結(jié)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。一方面體現(xiàn)了實(shí)物實(shí)驗(yàn)可操作性的優(yōu)點(diǎn)，另一方面又可利用計(jì)算機(jī)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮了具體、形象、迅速準(zhǔn)確、資源共享，資金投入少等特點(diǎn)， 從而建立了一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，進(jìn)一步提高了教學(xué)效率。虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建并不難，只需要計(jì)算機(jī)和專業(yè)的模擬軟件即可。

下面介紹兩款模擬軟件。

2.1 Multisim軟件

Multisim是由Interactive Image Technologies （Electronics Workbench）公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。使用Multisim軟件可以交互式地搭建電路的原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真模擬。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。

2.2 Tina Pro軟件

Tina Pro軟件是匈牙利Designsofe Inc公司推出的用于分析、設(shè)計(jì)電子電路的EDA軟件。Tina Pro軟件具有以下特點(diǎn)：

①Tina Pro具有較高的性能價(jià)格比。它是所知為數(shù)不多的具有簡(jiǎn)體中文界面的成熟軟件（在Help索引文件中，也用中文對(duì)于電路器件模型參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋）。

②界面為簡(jiǎn)體中文，直觀、形象、操作方便、容易掌握。

③有豐富齊全的元器件種類，大約含有兩萬(wàn)多個(gè)分立或集成電路元器件，流行于四十多個(gè)國(guó)家，并有二十多種不同語(yǔ)言的版本，其中包括中文版。

④所使用的虛擬測(cè)試儀器其外形和操作方法與實(shí)際儀器非常相似。

⑤該軟件分析方法功能多。提供了DC分析、AC分析、瞬時(shí)分析、傅里葉分析、數(shù)字逐步、數(shù)字計(jì)時(shí)分析、符號(hào)分析、噪聲分析和最優(yōu)化設(shè)計(jì)等多種電路仿真分析方法。

⑥儀器先進(jìn)。函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表、XY記錄器、示波器、信號(hào)發(fā)生器、網(wǎng)絡(luò)分析器、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器等。各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測(cè)試儀器（如多蹤示波器）的動(dòng)態(tài)演示功能，是極好的電類教學(xué)輔助工具。Tina Pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對(duì)輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。

Tina Pro軟件在電路仿真方面功能強(qiáng)大，不僅在生產(chǎn)實(shí)踐中，在電子產(chǎn)品的開發(fā)與研制中，能夠起到高效率、高精度的作用，若用在學(xué)校電類課程的教學(xué)中，也會(huì)帶來(lái)很好的教學(xué)效果。

3 學(xué)校應(yīng)用Tina Pro軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)舉例

我校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也進(jìn)行了虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，初步開發(fā)了基Tina Pro的電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室。目前該實(shí)驗(yàn)室提供了電工學(xué)、電路、模電及數(shù)電等課程的虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并已投入使用。學(xué)生可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)仿真；實(shí)驗(yàn)完成后，可以上傳實(shí)驗(yàn)電子圖，并完成報(bào)告。

下面利用Tina Pro軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)舉例。

3.1 KVL驗(yàn)證

US的電壓是12 V，等于R1上的電壓加上R2上的電壓再加上R3上的電壓。

實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示。

仿真后結(jié)果如圖2所示。

3.2 三相電路測(cè)功率

此電路為三角形連接，分別通入同頻率的正弦交流電，用功率表測(cè)算功率。

3.3 利用數(shù)字電路制作的交通信號(hào)燈

該電路使用了7段數(shù)碼管、74ls192計(jì)數(shù)器芯片、D觸發(fā)器、74ls138譯碼器芯片、各種邏輯門電路等實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的功能。

綜上所述，電工與電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：方便、快捷、經(jīng)濟(jì)性、開放性好。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所接觸的電子元器件主要是一些電路符號(hào)，畢竟與實(shí)際的電子元器件有還有一些的差異。對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室，我們一定要做到合理使用，盡可能虛實(shí)結(jié)合，更好地提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，為技能型人才培養(yǎng)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文杰.基于TCP/IP協(xié)議的虛擬電工電子網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2008，10（2）：58-60.

[2] 張紅.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用[J].甘肅科技，2007，23（2）：230-232.

[3] 王斌.基于PC的電工電子實(shí)驗(yàn)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（1）：100-104.endprint

摘 要：隨著電子科技技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地推動(dòng)了電工與電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)虛擬化進(jìn)程，一方面使實(shí)驗(yàn)不再受時(shí)間的限制及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，方便了學(xué)生；另一方面降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、元器件損耗的成本，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率。文章旨在探究在電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中如何更好地使用計(jì)算機(jī)軟件，使其彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的不足。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)室；Multisim；Tina Pro

中圖分類號(hào)：TP303 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0038-02

近年來(lái)，由于學(xué)生人數(shù)的不斷增加，以及教學(xué)改革中對(duì)實(shí)驗(yàn)形式和內(nèi)容的要求提高，許多學(xué)校都面臨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)滯后，經(jīng)費(fèi)不足的困難。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也因此迅速起來(lái)。開發(fā)與建設(shè)越來(lái)越受到學(xué)校的重視。

1 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)形式存在的問(wèn)題

原來(lái)學(xué)校開展實(shí)驗(yàn)都是傳統(tǒng)的形式，采用實(shí)物來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的，這種形式讓學(xué)生能夠?qū)碚撚斜容^深的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也存在著一些問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)費(fèi)用高

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用都較高，存在著前期投入大、后期維護(hù)較為麻煩，使用期間受人力、物力、財(cái)力、時(shí)間、地點(diǎn)限制等問(wèn)題。

1.2 實(shí)驗(yàn)的教學(xué)手段落后、教學(xué)形式較為單一

一般都是傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式，且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和孤立的單元性操作實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)非常少，極大地制約了學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生的創(chuàng)造能力得不到鍛煉和培養(yǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)少

實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)與總學(xué)時(shí)相比較，所占比例較低，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的要求不能完全滿足。另外，授課老師在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)長(zhǎng)的很大一部分被準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)后清點(diǎn)器材等幾項(xiàng)工作所占用，同時(shí)，很大一部分學(xué)生也不能根據(jù)自己的課余時(shí)間根據(jù)興趣來(lái)做實(shí)驗(yàn)。

1.4 不能實(shí)現(xiàn)多樣化

學(xué)生素質(zhì)水平參差不齊，常規(guī)的教學(xué)模式都將學(xué)生同等對(duì)待，使得動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生“吃不飽”，水平差一些的又感到吃力，很多同學(xué)不熟悉電路的連接規(guī)則，所以連接電路時(shí)很容易出錯(cuò)（例如短路、斷路等），實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的很難達(dá)到。

2 構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)方法

基于以上的問(wèn)題，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室勢(shì)在必行。作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降囊环N補(bǔ)充，虛擬的實(shí)驗(yàn)手法可以讓學(xué)生們對(duì)仿真軟件技術(shù)有一個(gè)形象的概念，可以讓理論知識(shí)具體地轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)，將將理論知識(shí)更加形象化，可以比較全面地描述和總結(jié)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。一方面體現(xiàn)了實(shí)物實(shí)驗(yàn)可操作性的優(yōu)點(diǎn)，另一方面又可利用計(jì)算機(jī)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮了具體、形象、迅速準(zhǔn)確、資源共享，資金投入少等特點(diǎn)， 從而建立了一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，進(jìn)一步提高了教學(xué)效率。虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建并不難，只需要計(jì)算機(jī)和專業(yè)的模擬軟件即可。

下面介紹兩款模擬軟件。

2.1 Multisim軟件

Multisim是由Interactive Image Technologies （Electronics Workbench）公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。使用Multisim軟件可以交互式地搭建電路的原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真模擬。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。

2.2 Tina Pro軟件

Tina Pro軟件是匈牙利Designsofe Inc公司推出的用于分析、設(shè)計(jì)電子電路的EDA軟件。Tina Pro軟件具有以下特點(diǎn)：

①Tina Pro具有較高的性能價(jià)格比。它是所知為數(shù)不多的具有簡(jiǎn)體中文界面的成熟軟件（在Help索引文件中，也用中文對(duì)于電路器件模型參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋）。

②界面為簡(jiǎn)體中文，直觀、形象、操作方便、容易掌握。

③有豐富齊全的元器件種類，大約含有兩萬(wàn)多個(gè)分立或集成電路元器件，流行于四十多個(gè)國(guó)家，并有二十多種不同語(yǔ)言的版本，其中包括中文版。

④所使用的虛擬測(cè)試儀器其外形和操作方法與實(shí)際儀器非常相似。

⑤該軟件分析方法功能多。提供了DC分析、AC分析、瞬時(shí)分析、傅里葉分析、數(shù)字逐步、數(shù)字計(jì)時(shí)分析、符號(hào)分析、噪聲分析和最優(yōu)化設(shè)計(jì)等多種電路仿真分析方法。

⑥儀器先進(jìn)。函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表、XY記錄器、示波器、信號(hào)發(fā)生器、網(wǎng)絡(luò)分析器、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器等。各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測(cè)試儀器（如多蹤示波器）的動(dòng)態(tài)演示功能，是極好的電類教學(xué)輔助工具。Tina Pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對(duì)輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。

Tina Pro軟件在電路仿真方面功能強(qiáng)大，不僅在生產(chǎn)實(shí)踐中，在電子產(chǎn)品的開發(fā)與研制中，能夠起到高效率、高精度的作用，若用在學(xué)校電類課程的教學(xué)中，也會(huì)帶來(lái)很好的教學(xué)效果。

3 學(xué)校應(yīng)用Tina Pro軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)舉例

我校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也進(jìn)行了虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，初步開發(fā)了基Tina Pro的電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室。目前該實(shí)驗(yàn)室提供了電工學(xué)、電路、模電及數(shù)電等課程的虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并已投入使用。學(xué)生可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)仿真；實(shí)驗(yàn)完成后，可以上傳實(shí)驗(yàn)電子圖，并完成報(bào)告。

下面利用Tina Pro軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)舉例。

3.1 KVL驗(yàn)證

US的電壓是12 V，等于R1上的電壓加上R2上的電壓再加上R3上的電壓。

實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示。

仿真后結(jié)果如圖2所示。

3.2 三相電路測(cè)功率

此電路為三角形連接，分別通入同頻率的正弦交流電，用功率表測(cè)算功率。

3.3 利用數(shù)字電路制作的交通信號(hào)燈

該電路使用了7段數(shù)碼管、74ls192計(jì)數(shù)器芯片、D觸發(fā)器、74ls138譯碼器芯片、各種邏輯門電路等實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的功能。

綜上所述，電工與電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：方便、快捷、經(jīng)濟(jì)性、開放性好。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所接觸的電子元器件主要是一些電路符號(hào)，畢竟與實(shí)際的電子元器件有還有一些的差異。對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室，我們一定要做到合理使用，盡可能虛實(shí)結(jié)合，更好地提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，為技能型人才培養(yǎng)服務(wù)。

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