姜有奇

摘 要： 文章通過對比傳統(tǒng)電子與信息技術(shù)專業(yè)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)的不足，介紹電路仿真軟件的優(yōu)勢、特點(diǎn)及在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，證明采用EWB仿真軟件輔助教學(xué)，具有傳統(tǒng)教學(xué)方式不可比擬的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞： 電子與信息技術(shù) 電子實(shí)驗(yàn) 電路仿真 教學(xué)實(shí)例

電子技術(shù)基礎(chǔ)是中等職業(yè)學(xué)校電子與信息技術(shù)專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。該課程專業(yè)性強(qiáng)，教師的教和學(xué)生的學(xué)都存在一定難度，特別是實(shí)驗(yàn)條件差、學(xué)生基礎(chǔ)差的學(xué)校更是如此。采用電路仿真軟件輔助教學(xué)，使抽象的理論直觀化、形象化，使實(shí)驗(yàn)與理論得到了有機(jī)結(jié)合，可以把教師和學(xué)生從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中解放出來，使學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，主動(dòng)參與到教學(xué)中，大大提高教學(xué)效率。

一、電子與信息技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀

電子線路是一門較為抽象的理論型課程。學(xué)習(xí)電路理論時(shí)必須理論聯(lián)系實(shí)際，抓好教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況，結(jié)合教學(xué)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，驗(yàn)證所學(xué)的電路原理。但是，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的種種現(xiàn)象不盡如人意，暴露了傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的一些固有缺陷。

例如：電子技術(shù)基礎(chǔ)是中職學(xué)生入學(xué)后首先要學(xué)習(xí)的專業(yè)課程，學(xué)生不熟悉電路連接，還沒有掌握好錫焊技術(shù)，連接電路時(shí)極易出錯(cuò)；電路連接錯(cuò)誤，易造成電子元器件及測試儀器的損壞。學(xué)生不熟悉儀器操作也是造成儀器容易損壞的原因；實(shí)驗(yàn)的元器件離散性大，環(huán)境變化引起的溫漂、干擾等因素會(huì)造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差；傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是以實(shí)物為主的，設(shè)備易磨損老化，需要定期更新；教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備配置與教學(xué)大綱的教學(xué)要求相對應(yīng)，隨著教學(xué)要求的提高及電子技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)水平不斷提高，數(shù)量要有所增加，造成實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)困難。

EWB正是一款能夠很好地解決上述問題的電子仿真實(shí)驗(yàn)軟件，元器件庫儲(chǔ)存許多大公司的晶體管、阻容元件、集成電路和數(shù)字門電路芯片等元器件，儀器庫則有萬用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換等儀器，接通開關(guān)就可以進(jìn)行和實(shí)物實(shí)驗(yàn)一樣的測試分析，非常適合電學(xué)的初學(xué)者使用，讓學(xué)生有置身于真實(shí)電路實(shí)驗(yàn)室的感覺，在不知不覺中學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，快速進(jìn)入電子領(lǐng)域，從而激發(fā)興趣。同時(shí)，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元件少的不足，避免儀器、元器件的損壞。電子化的教育媒體使教學(xué)過程更加靈活，各種信息通過文本、聲音、圖像等直觀形式傳遞，具有豐富的手法和巨大的表現(xiàn)力，能夠更好地吸引學(xué)生的注意，加深他們的理解和記憶。

二、使用電路仿真軟件輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

1.使課程內(nèi)容直觀性增強(qiáng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

應(yīng)用電路仿真軟件輔助教學(xué)，正是一體化教學(xué)模式的具體體現(xiàn)，把傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)搬到電腦屏幕上，將靜止的、紙上談兵的理論教學(xué)變成動(dòng)態(tài)的、可視的一體化教學(xué)，增加了學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往對著靜止的圖表很難將一些電路工作的動(dòng)態(tài)過程講清楚，比如單管放大電路中靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整引起的失真現(xiàn)象的教學(xué)。運(yùn)用EWB仿真軟件，學(xué)生可以自己搭接電路、設(shè)置電路不同的工作狀態(tài)，還可以在虛擬示波器上看到因調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)引起輸出波形失真的變化過程。又如在振蕩電路的教學(xué)過程中，用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)手段雖能觀察到振蕩波形，但無法看到電路的起振過程。教師用口頭表述的方法向?qū)W生解釋這個(gè)過程，現(xiàn)在有了仿真軟件，就可以從虛擬示波器上看到這一過程，甚至可以使之停在起振過程中的某一時(shí)刻，進(jìn)行觀察與分析。這樣，教與學(xué)效率都得到了極大提高。

2.安全、省時(shí)、省費(fèi)用。

使用電路仿真軟件輔助教學(xué)，可以避免因電路接錯(cuò)、工具使用等因素引起的安全問題。通常電子實(shí)驗(yàn)需要在印制電路板上完成元器件安裝、電路連接，不同的電路，甚至同一電路的不同工作狀態(tài)都需要我們不斷地拆導(dǎo)線、換元件，這項(xiàng)工作不僅費(fèi)時(shí)而且易損壞元件。在電路仿真軟件中可以隨意更換元件或修改元件參數(shù)。教師只需用心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題，而無需再準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備、實(shí)驗(yàn)中拼插、焊接實(shí)驗(yàn)元器件、使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)后清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)材料，以及日常維護(hù)實(shí)驗(yàn)器材等，大大加快了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的速度。這些工作只需使用者輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以完成，既節(jié)約時(shí)間、提高效率，又降低實(shí)驗(yàn)成本。

3.有助于學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)軟件。

職業(yè)學(xué)校中非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力基礎(chǔ)還很薄弱。學(xué)生通過電路仿真軟件的學(xué)習(xí)和使用，不僅能加深對電路的認(rèn)識(shí)、理解，而且有助于提高對計(jì)算機(jī)操作的熟練程度，加深對相關(guān)專業(yè)軟件的了解。老師精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中，從元件庫的建立到項(xiàng)目的完稿、試運(yùn)行到交付都自己完成。這樣，學(xué)生對電路仿真軟件的應(yīng)用就有了較全面的了解。掌握了一門專業(yè)軟件的使用方法，是現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)人才工作中得力的工具。

三、電路仿真軟件應(yīng)用在電子技術(shù)教學(xué)中的效果

1.操作步驟簡單易用，過程真實(shí)。

在線測量時(shí)，測量的步驟、儀器的控制面板布局和儀器的操作、控制方法都與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似。學(xué)生通過練習(xí)，能快速掌握實(shí)驗(yàn)操作和儀器的使用，并在邊測試、邊修改、邊分析的過程中，很容易發(fā)現(xiàn)各元件參數(shù)對電路的作用與影響，將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。

2.動(dòng)態(tài)測試一致性好，結(jié)果真實(shí)。

電路仿真軟件可讓操作者隨意更換電路元件、設(shè)置元件參數(shù)，并作動(dòng)態(tài)測試。其測試數(shù)值與理論計(jì)算值具有很強(qiáng)的一致性。

四、使用電路仿真軟件存在的問題

電路仿真軟件使用十分方便，效果顯示非常直觀，很有趣味性，為教師提供了一條實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方便之路，為學(xué)生提供了一個(gè)廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)，對開展素質(zhì)教育大有益處。誠然，EWB軟件功能非常強(qiáng)大，它可以取代《電子技術(shù)》的部分實(shí)驗(yàn)課程，且已成為課堂教學(xué)的一種輔助形式，但它畢竟是一個(gè)模擬系統(tǒng)，不能完全代替電子實(shí)習(xí)訓(xùn)練。在使用過程中存在一些問題。

1.仿真實(shí)驗(yàn)并不能完全代替實(shí)物實(shí)驗(yàn)，諸如元件的插接工藝、焊點(diǎn)的質(zhì)量、電烙鐵的使用等方面的技能在電路仿真軟件中無法學(xué)習(xí)，必須經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐訓(xùn)練。一味追求仿真，只能走入一個(gè)新的誤區(qū)。

2.不是所有實(shí)驗(yàn)都能使用電路仿真軟件，如電流表、電壓表等儀表的使用。原因是電路仿真軟件中的儀表都是數(shù)字式的，能直接顯示讀數(shù)，而目前教材中所使用的儀表還是傳統(tǒng)的，需要通過刻度讀數(shù)。如果這樣的實(shí)驗(yàn)用電路仿真軟件教學(xué)，學(xué)生就無法掌握儀表的接線和讀數(shù)方法，對教學(xué)產(chǎn)生一定的影響。

五、結(jié)語

中等職業(yè)學(xué)校主要培養(yǎng)適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展要求，具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，滿足一定職業(yè)群的某些具體工作崗位要求的技術(shù)人才，電子技術(shù)本身日新月異地發(fā)展，我們要將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)用到學(xué)科教學(xué)中。如果教的僅僅是焊接元器件和使用萬用表，那么課程與技術(shù)發(fā)展間的差距將越來越大。應(yīng)該傳授最新的知識(shí)、技能，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到如今的電子技術(shù)必須依靠先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)提高設(shè)計(jì)、制作效率；認(rèn)識(shí)到這是一門具有時(shí)代氣息的學(xué)科；認(rèn)識(shí)到我們培養(yǎng)的不是將來的焊接工，而是懂技術(shù)、會(huì)設(shè)計(jì)、能焊接的各類綜合人才。