電工電子技術(shù)課堂仿真技術(shù)的運用

電工電子技術(shù)課堂仿真技術(shù)的運用

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了虛擬仿真技術(shù)。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，利用計算機進行多媒體演示，搭建電路，設(shè)置參數(shù)，通電實驗，在顯示屏上可以直接顯示實驗結(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。例如，在基本放大電路中，靜態(tài)工作點選擇的是否適合，直接影響到放大器的性能。若設(shè)置不當(dāng)將會產(chǎn)生飽和失真或截止失真。在理論課上，學(xué)生往往對于公式的推導(dǎo)及曲線的講解不能深刻體會，導(dǎo)致對于基本放大電路的知識點不能較好地掌握。而通過仿真軟件EWB的展示，可以給學(xué)生一種直觀的認識。同時，有興趣的同學(xué)還可以自己設(shè)參數(shù)，觀察靜態(tài)工作點選擇的是否合適，如果不合適會產(chǎn)生什么樣的失真結(jié)果。這樣的理論課學(xué)生學(xué)起來有積極性，學(xué)習(xí)效果也就有很大提高。再舉個例子，在模擬電子線路中，三極管的基極、集電極和發(fā)射極三個極之間的電流，存在Ie=Ic+Ib這樣的關(guān)系，教材中指出這個公式是經(jīng)過多次實驗得出的結(jié)論，同時列出實驗數(shù)據(jù)表格。然后，老師在課堂上讓學(xué)生驗證一下表格里的數(shù)據(jù)，的確符合上述規(guī)律。這樣的理論教學(xué)，學(xué)生沒有體驗，就事論事，學(xué)生只有死記硬背。但如果利用模擬仿真，搭建電路，讓學(xué)生親手用EWB軟件中提供的電流表實際測量一下，自己得出上述結(jié)論，那效果就會不一樣，學(xué)生很快就會記住三極管三個極之間的電流關(guān)系。正如一位教育學(xué)家總結(jié)的：“你告訴我，我會忘記；你給我示范，我會記住；你讓我自己做，我會明白，而且一輩子都不會忘記?！彼?，利用模擬仿真技術(shù)進行理論教學(xué)，可以將復(fù)雜問題簡單化，抽象問題形象化，理性知識感性化，讓我們的學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時不感到枯燥，調(diào)動起他們的思維，讓學(xué)生在不斷的探索中學(xué)習(xí)。

實踐教學(xué)中的應(yīng)用

實踐教學(xué)在電工電子技術(shù)的課程中安排比重較大，因為這是一門專業(yè)技能課，實踐性很強。在上電工電子技術(shù)課的第一天，老師就要重點講用電安全，因為做任何事情，安全總是第一位的。學(xué)生進行各種實驗操作，一定要規(guī)范操作，注意操作規(guī)程，但仍不排除會有意外的發(fā)生。所以，作為電類的教師，在上實驗課時難免會有各種擔(dān)心。這是其一。其二是由于經(jīng)費的問題，很多實驗，由于實驗室元器件、設(shè)備不全，規(guī)格不合適等原因而不能完成。就算能完成，也要花很大一筆開銷。如果采用虛擬仿真技術(shù)，我們只需要計算機，在計算機房就能完成很多實驗，而且不存在安全隱患和設(shè)備不足的問題，特別是驗證性的實驗，很快就能得到結(jié)果。虛擬實踐教學(xué)平臺的建立，使學(xué)生可以不受場地與設(shè)備限制，只要有計算機，就可以進行各種相關(guān)電路的設(shè)計與仿真，有效做到理論與實踐的結(jié)合，加深了學(xué)生對理論知識的理解，提高了學(xué)生的應(yīng)用能力及實踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，大大改善了教學(xué)效果。例如，在數(shù)字電路的實踐教學(xué)中，仿真軟件中的邏輯轉(zhuǎn)換儀非常有用。實際工作中并沒有這個儀器，它能夠?qū)⑦壿嬰娐泛驼嬷当怼⑦壿嫳磉_式之間進行轉(zhuǎn)換。利用這一功能，學(xué)生在設(shè)計組合邏輯電路時，非常的方便實用。另外，在項目實訓(xùn)中，對于設(shè)計各種電路而言，利用仿真模型，可以減少元器件損耗，方便更換不同型號規(guī)格的元件，減少設(shè)計成本。再比如，在整流濾波實驗中，我們也可以讓同學(xué)利用仿真技術(shù)進行先行實驗。首先，搭建整流濾波電路，在儀表欄中調(diào)出雙蹤示波器，A通道接輸入端，B通道接輸出端，接通仿真電源，在示波器上就可以看到整流的效果，改變電路中電容參數(shù)，還可以觀察波形的變化，不同電容量，波形脈動的成分是不同的。這表明了電容濾波的效果。這樣的仿真實驗，讓學(xué)生在實物實驗之前就有一個深刻的了解，包括實驗步驟、實驗結(jié)果、注意事項等，在實物操作時，做到心中有數(shù)，提高了實物實驗的效率。雖然，仿真實驗有很多優(yōu)點，但實踐性的教學(xué)不能完全依靠仿真技術(shù)，我們還是要將仿真實驗和實物實驗結(jié)合起來，充分發(fā)揮仿真技術(shù)的作用，讓仿真技術(shù)為真正的實驗教學(xué)服務(wù)，達到提高學(xué)生操作技能的目的。

仿真技術(shù)應(yīng)用的思考

仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，毫無疑問地提高了教學(xué)效果和效率。首先，利用仿真教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于突破教學(xué)中的難點。仿真技術(shù)引入課堂后，把許多抽象、難以理解的教學(xué)內(nèi)容變得生動有趣，動態(tài)地顯示實驗現(xiàn)象和結(jié)果，化難為易，能夠促使學(xué)生積極思考，提高自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力。其次，仿真教學(xué)在一定程度上可以彌補實驗設(shè)備不足，并且可以模擬一些實物實驗不易進行的實驗項目。但是，在實際應(yīng)用中，不能完全用仿真教學(xué)代替實物實踐教學(xué)。仿真教學(xué)，只能起到輔助作用，實際動手操作能力，必須要通過實物性的實驗操作才能得到提高。而且，真正的實驗不能因此而減少。模擬仿真軟件種類比較多，選擇一款