劉建科

摘要：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展，模擬仿真技術(shù)在電子電路設(shè)計(jì)、電工實(shí)驗(yàn)中得到了快速普及與應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，模擬仿真技術(shù)可以降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本，消除實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的安全隱患，節(jié)約實(shí)驗(yàn)器材，降低儀器設(shè)備的損耗等顯著優(yōu)勢。本文對電子電工實(shí)驗(yàn)中模擬仿真技術(shù)的作用進(jìn)行分析，提出了模擬仿真技術(shù)將對傳統(tǒng)的電子電工教學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生重要的影響，其意義深遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞：電子電工；實(shí)驗(yàn)；仿真技術(shù)

中圖分類號：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-3044（2016）19-0202-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠積極提升學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐水平。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的常見問題：學(xué)生對儀器設(shè)備不熟悉，不能完全按照操作規(guī)范進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，造成儀器設(shè)備的損壞，甚至帶來人身傷害等。模擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)解決了這些常見問題，下面我們就來探討模擬仿真技術(shù)對電子電工實(shí)驗(yàn)的影響，以及如何利用模擬仿真技術(shù)改變傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1 模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，專業(yè)的儀器設(shè)備，需要購買大量的教學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，再加上儀器、設(shè)備的日常維護(hù)費(fèi)用，就需要投入大量的資金來確保實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作過程中，指導(dǎo)教師要全程引導(dǎo)和時(shí)刻關(guān)注實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，確保實(shí)驗(yàn)過程安全，避免出現(xiàn)由于操作失誤造成儀器設(shè)備的損壞，甚至人身意外傷害。實(shí)驗(yàn)前后，指導(dǎo)教師還要對儀器設(shè)備進(jìn)行例行檢查，清點(diǎn)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，完成一系列的相關(guān)工作。與傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)相比，模擬仿真技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢，僅僅借助EWB、Multisim、Matlab、MAX+plusII等仿真軟件提供的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就能完成日常的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的虛擬儀器、虛擬元器件完全能替代實(shí)物元器件，學(xué)生能夠根據(jù)需要進(jìn)行各種內(nèi)容的常規(guī)模擬仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室獲得的結(jié)果基本吻合。電子模擬仿真實(shí)驗(yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是不需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)的儀器設(shè)備，不需要大量購買實(shí)驗(yàn)器材，電子元器件等必備物品，節(jié)約大量資金；二是仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的各種類型虛擬元器件基本上能滿足實(shí)驗(yàn)的需要，特別是個(gè)別昂貴、不太容易購買到的實(shí)物元器件，在仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都能找的到；三是實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生根據(jù)需要隨時(shí)都能修改虛擬元器件的參數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，整個(gè)過程方便、快捷；四是實(shí)驗(yàn)過程不需要指導(dǎo)教師全程關(guān)注，即使學(xué)生操作失誤或線路連接錯(cuò)誤，也不會(huì)出現(xiàn)意外事故，最多是模擬仿真實(shí)驗(yàn)沒有結(jié)果，或者系統(tǒng)提示錯(cuò)誤。五是學(xué)生可以根據(jù)顯示錯(cuò)誤代碼，根據(jù)錯(cuò)誤代碼或系統(tǒng)提示，進(jìn)行查錯(cuò)、修改，直到得到預(yù)期結(jié)果；六是模擬仿真實(shí)驗(yàn)提高實(shí)驗(yàn)操作的效率，縮短了電子設(shè)計(jì)的周期。

在安全性方面，一般來說電子電工實(shí)驗(yàn)都具有一定的危險(xiǎn)性[1]。例如，學(xué)生在進(jìn)行強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)過程中，如果電路連接錯(cuò)誤，容易造成線路短路，燒壞線路，甚至出現(xiàn)電火花和冒煙現(xiàn)象，極易引發(fā)火災(zāi)，對學(xué)生的人身安全和實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備的安全構(gòu)成威脅。與此同時(shí)，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中沒有嚴(yán)格遵守操作規(guī)范實(shí)，也極易對實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備造成損壞。例如，在進(jìn)行邏輯電路實(shí)驗(yàn)的過程中，芯片位置的安裝一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)造成芯片燒損，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失，甚至影響到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的正常使用。如果我們借助模擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作主要依靠計(jì)算機(jī)軟件來完成，這就不存在上述安全方面的問題。

2 模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展，模擬仿真技術(shù)在電子電路設(shè)計(jì)、電工實(shí)驗(yàn)中得到了快速普及與應(yīng)用。日常簡單的模擬仿真實(shí)驗(yàn)，僅需要一臺(tái)電腦就可以完成，學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)提示信息、錯(cuò)誤代碼，就可以快速的找到錯(cuò)誤點(diǎn)進(jìn)行修改，模擬元器件在實(shí)驗(yàn)過程中所具有的特性與實(shí)物元器件的特性具有一定的相似，而且僅靠修改元器件、儀表的參數(shù)就能取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中更換元器件和儀器設(shè)備的步驟，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，避免資源浪費(fèi)。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，模擬仿真技術(shù)所具有的最顯著的特點(diǎn)就是方便、快捷、高效，更能吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。

模擬仿真技術(shù)不需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的快速發(fā)展也為模擬仿真實(shí)驗(yàn)提供了便利條件，也促使了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不需要到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室去，老師可以利用多媒體教室，采用多媒體教學(xué)的形式為學(xué)生進(jìn)行演示，借助人機(jī)對話的形式對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，借助仿真實(shí)驗(yàn)，觀察由于電路、虛擬元器件參數(shù)的變化帶來的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化，并對過程、結(jié)果進(jìn)行分析、測試，通過對比仿真結(jié)果與理論結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，與在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣，同樣能夠使學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)氛圍。

模擬仿真技術(shù)盡管有許多顯著的優(yōu)勢，但是還是不能完全取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力，這是仿真技術(shù)無法替代的，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，二者相輔相成，只有這樣，才能相得益彰，從而能積極促進(jìn)電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

3結(jié)論

綜上所述，在電子電工的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，合理應(yīng)用模擬仿真技術(shù)具有非常重要的意義。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法相比，通過這種開放式的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，學(xué)生更能加深對理論知識(shí)和概念的認(rèn)識(shí)理解。模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，拓展了學(xué)生的可操作空間，在實(shí)驗(yàn)中提升了創(chuàng)新和綜合分析的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]任志元.電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（3）：19-21.

[2]張靜，荊樹杭.模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究[J].智富時(shí)代，2015（3）：53-55.