摘 要：《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電類學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，可為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)其他專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)，也是參加中等職業(yè)學(xué)校技能競(jìng)賽學(xué)生的理論支撐?？梢蚱淅碚撔詮?qiáng)且抽象，如果采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，容易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。那么，如何根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容及學(xué)生特點(diǎn)來提高課堂效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣尤其重要。本文主要論述如何利用仿真軟件everycircuit進(jìn)行輔助教學(xué)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：仿真；everycircuit；輔助教學(xué)

一、 Everycircuit的功能和優(yōu)點(diǎn)

Everycircuit即電路模擬器，是一款非常實(shí)用的電子電路模擬工具，其主要特點(diǎn)包含可模擬電壓波形、觀看電荷移動(dòng)方向、旋鈕直接調(diào)整電路參數(shù)、自動(dòng)布線以及基本電子元器件模型。軟件里面含有眾多電路元件，用戶可以根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建任何電路，仿真過程只需畫好電路后點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，即可模擬電路運(yùn)行的場(chǎng)景，其中電壓和電流的移動(dòng)畫面可直觀顯示，形象逼真。在電路的模擬運(yùn)行過程中，我們可隨時(shí)修改電路參數(shù)，電路會(huì)自動(dòng)根據(jù)參數(shù)實(shí)時(shí)響應(yīng)變化。該軟件的一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是用戶可以直接在手機(jī)上安裝并仿真電路功能，操作非常簡(jiǎn)單方便易學(xué)，符合現(xiàn)在中職學(xué)生愛玩手機(jī)的性格特點(diǎn)，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率。

二、 中職《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》教學(xué)存在的問題

一是課程理論性強(qiáng)?！峨姽ぜ夹g(shù)基礎(chǔ)與技能》雖然是中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)學(xué)生必修的核心基礎(chǔ)課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)其他相關(guān)專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)。其主要特點(diǎn)是理論性、抽象性和實(shí)驗(yàn)性均較強(qiáng)。加上學(xué)生理論知識(shí)基礎(chǔ)差，容易對(duì)該課程的學(xué)習(xí)感到枯燥乏味甚至產(chǎn)生厭學(xué)、畏難的情緒。

二是教師教法呆板。所謂教師傳道授業(yè)解惑也，可傳統(tǒng)的“知識(shí)型”教學(xué)方法即“傳授型”教學(xué)方法，教師容易強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的學(xué)科知識(shí)，注重舊知識(shí)和新知識(shí)的關(guān)聯(lián)，重視記憶，從而忽視學(xué)生能力的提升。甚至容易產(chǎn)生以課堂為中心、以教師為中心和以教材為中心的“三中心”教法，教師在整個(gè)教學(xué)過程中，過分看中教，以致容易忽略學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，甚至出現(xiàn)“滿堂灌”。

三是實(shí)訓(xùn)條件有限。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種各樣的教學(xué)軟件如Altium Designer、Protues、EWM、Fritzing等等，而這些軟件的一個(gè)普遍問題是安裝環(huán)境非常有限，只能在PC端運(yùn)行，學(xué)生只能在有上機(jī)課的時(shí)候可以仿真運(yùn)行，課后就無(wú)法鞏固學(xué)習(xí)了。再加上很多教師并未受過這方面軟件的系統(tǒng)培訓(xùn)，有些學(xué)校也并未購(gòu)買相關(guān)軟件，導(dǎo)致很多老師課堂教學(xué)條件簡(jiǎn)陋單一。雖然有些學(xué)校的教師會(huì)利用面包板等做一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解（但無(wú)法讓每個(gè)學(xué)生都親自實(shí)驗(yàn)操作），有些學(xué)校的老師只能純粹理論傳授。因此學(xué)生只能在對(duì)抽象的理論知識(shí)半懂的情況下利用死記硬背掌握，無(wú)法正確理解掌握。

三、 《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》課程教學(xué)中應(yīng)用everycircuit仿真軟件輔助教學(xué)的意義

《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》作為中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)學(xué)生必修的核心基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生要能夠認(rèn)識(shí)基本電路的結(jié)構(gòu)、功能以及工作原理，掌握基本元件的識(shí)別。學(xué)生對(duì)基本元件和電路的理解程度對(duì)其后面學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程非常關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教學(xué)步驟是講解電路結(jié)構(gòu)——分析工作原理——計(jì)算電路參數(shù)，教師分析原理時(shí)可是困難重重，學(xué)生理解起來也是云里霧里，教學(xué)效率非常低。我們可以根據(jù)中職學(xué)生的特點(diǎn)以及傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題，在教學(xué)過程中采用“講解電路結(jié)構(gòu)——仿真電路——分析工作原理——計(jì)算電路參數(shù)——總結(jié)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)”等步驟展開教學(xué)。只有通過讓學(xué)生將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相結(jié)合，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果來理解掌握理論知識(shí)，才能真正達(dá)到教學(xué)的目的。本課程利用everycircuit軟件讓學(xué)生在手機(jī)上對(duì)電路進(jìn)行仿真，并觀察分析電路現(xiàn)象，可以將抽象的概念、定理等轉(zhuǎn)化為生動(dòng)有趣的動(dòng)畫電路。學(xué)生通過在仿真電路的過程中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行原理分析，從而理解掌握電路原理和理論知識(shí)，提高自己的綜合能力。

四、 Everycircuit在《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)中職學(xué)校電子專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為了提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的素質(zhì)教育，加強(qiáng)學(xué)生的能力拓展，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選擇適合學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的方法，在教學(xué)過程充分利用軟件everycircuit（電路模擬器），使得教學(xué)過程中的抽象電路得以仿真實(shí)現(xiàn)，學(xué)生可安裝everycircuit的App端運(yùn)行仿真電路。如基爾霍夫定律知識(shí)點(diǎn)的講解由以下三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)。

（一） 課堂講解基爾霍夫定律

某些電路不能通過簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)關(guān)系簡(jiǎn)化成無(wú)分支的電路我們稱其為復(fù)雜電路。這些復(fù)雜電路中有些支路中電流和電壓我們是無(wú)法用萬(wàn)用表等基本儀器儀表進(jìn)行測(cè)量的，我們雖然可以根據(jù)相關(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行分析推導(dǎo)計(jì)算，但計(jì)算起來卻非常麻煩。如果應(yīng)用基爾霍夫定律的各種計(jì)算方法，無(wú)論對(duì)于復(fù)雜電路中的直流電路還是交流電路，都可以快速求解。因此，讓學(xué)生掌握基爾霍夫定律非常重要，特別是在分析復(fù)雜電路時(shí)至關(guān)重要。

基爾霍夫定律包含電流定律和電壓定律，其中電流定律指電路中流進(jìn)和流出某節(jié)點(diǎn)的全部電流代數(shù)之和為零，即電路中流入某一節(jié)點(diǎn)（分支節(jié)點(diǎn)）的電流之和應(yīng)與由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和相等，即用公式表示為∑I入=∑I出；電壓定律指沿任意閉合回路繞行一周的所有電壓代數(shù)和為零，即沿著閉合回路繞行一周，所有電壓降的代數(shù)和與所有電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和相等，用公式表示為∑U=0。教材內(nèi)容中對(duì)基爾霍夫定律的分析非常簡(jiǎn)單，可要讓學(xué)生掌握并熟練運(yùn)用卻是難上加難。如果在課堂上利用everycircuit（電路模擬器）作為輔助教學(xué)，對(duì)電路原理進(jìn)行仿真分析，可以將抽象的理論知識(shí)淺顯化，易于學(xué)生理解掌握。

（二） 利用Everycircuit仿真軟件繪制仿真電路圖

下面，我們以實(shí)際的電路來驗(yàn)證基爾霍夫定律，圖1所示為一個(gè)復(fù)雜的電路，該電路雖然只是由簡(jiǎn)單的電阻器和電壓源構(gòu)成，但電路中的兩個(gè)電壓源和電阻器是先串聯(lián)后并聯(lián)，在計(jì)算其電壓和電流時(shí)已經(jīng)無(wú)法用簡(jiǎn)單的電阻串并聯(lián)方法實(shí)現(xiàn)，而且計(jì)算起來非常麻煩。

那么，如何利用everycircuit仿真軟件繪制該電路的原理圖呢？方法很簡(jiǎn)單，首先打開手機(jī)上的仿真軟件everycircuit，新建一個(gè)workspace（工作區(qū)），找到對(duì)應(yīng)的元件：三個(gè)電阻R1、R2、R3；兩個(gè)電壓源E1、E2和三個(gè)電流表A1、A2、A3，然后按電路原理圖接線，接著根據(jù)元器件參數(shù)旋鈕設(shè)置各元器件的數(shù)值即可，繪制的仿真電路如圖2所示。

（三） 仿真研究

先使用everycircuit仿真軟件繪制好仿真電路，然后點(diǎn)擊軟件工作區(qū)左下角的運(yùn)行按鈕，即可開始對(duì)電路進(jìn)行仿真?？梢钥吹诫娐分胁煌伾男A點(diǎn)在移動(dòng)，不同顏色的小圓點(diǎn)表示不同支路的電流，小圓點(diǎn)的移動(dòng)方向代表各個(gè)支路的電流流向。如圖3所示，根據(jù)仿真過程中電壓和電流的數(shù)值，我們可以通過簡(jiǎn)單的計(jì)算分析基爾霍夫電流定律。即上節(jié)點(diǎn)流入的電流∑I入=10A，流出的電流∑I出=5A+5A=10A，其結(jié)果符合基爾霍夫電流定律——流入電路中某一節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)與由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和相等。同理，我們也可以通過everycircuit仿真軟件驗(yàn)證基爾霍夫電壓定律，這里不再詳細(xì)介紹。

通過觀察仿真現(xiàn)象之后，有的同學(xué)可能會(huì)產(chǎn)生疑問，為什么電壓源E2的電流方向很特別，與之前學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)——即在電源外部，電流方向由電源正極出來經(jīng)過負(fù)載回到電源負(fù)極互相矛盾。這時(shí)教師要及時(shí)作出解釋——在這個(gè)電路中，電壓源E2是作為蓄電池在充電，而不是作為電壓源在供電，所以其電流方向應(yīng)與電路中流過電阻的電流方向相同，從而化解學(xué)生的疑問。當(dāng)學(xué)生掌握基爾霍夫定律，學(xué)會(huì)使用基爾霍夫定律分析復(fù)雜電路時(shí)，為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的興趣，啟發(fā)學(xué)生的思維，教師可以適當(dāng)提出一些拓展問題。比如，有沒有兩個(gè)電壓源的電流方向是相同的或者電路閉合時(shí)電壓源的電流等于零等情況？

緊接著，教師指出如果通過計(jì)算的方法設(shè)置參數(shù)來驗(yàn)證復(fù)雜電路的電流大小非常繁瑣，而通過everycircuit對(duì)基爾霍夫定律進(jìn)行驗(yàn)證比較簡(jiǎn)單方便。我們只需要在電路仿真過程中通過元件參數(shù)旋鈕修改元件數(shù)值，即可驗(yàn)證電路功能，無(wú)須經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算。如要驗(yàn)證電路中是否存在兩個(gè)電壓源電流方向是否相同的問題時(shí)，我們只需要調(diào)節(jié)電壓源電壓的大小，將電路中兩個(gè)電壓源的電壓數(shù)值設(shè)置一致即可。如圖4所示，通過運(yùn)行仿真電路可以清楚地看到，這時(shí)兩個(gè)電壓源外部的電流方向都是從電壓源的正極出來經(jīng)過負(fù)載回到電壓源的負(fù)極，流入節(jié)點(diǎn)電流為∑I入=1.8A+3A=4.8A，流出節(jié)點(diǎn)的電流∑I出為4.8A，符合基爾霍夫定律。至于電壓源電流為零的情況，課后可以讓學(xué)生自己在手機(jī)上仿真驗(yàn)證即可，讓學(xué)生獨(dú)立解決問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。

五、 結(jié)束語(yǔ)

Everycircuit仿真軟件（即電路模擬器）因其可在App端安裝運(yùn)行，讓我們的教學(xué)環(huán)境不受限制，我們的授課對(duì)象——學(xué)生可以隨時(shí)隨地對(duì)一些簡(jiǎn)單的電路原理進(jìn)行仿真，便于理解掌握，提高了課堂教學(xué)效果，也方便了教師的教學(xué)，拓展了學(xué)生的視野，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。再加上其仿真簡(jiǎn)單方便，容易掌握，符合學(xué)生的學(xué)情，受到廣大學(xué)生的喜愛，讓學(xué)生不僅能夠驗(yàn)證自己的分析結(jié)果，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

現(xiàn)在，職業(yè)教育面對(duì)的群體是一群不善于思考、理論基礎(chǔ)知識(shí)差，以形象思維為主的青少年，他們不善于用符號(hào)思考，而喜歡在積極的學(xué)習(xí)氛圍中通過“行動(dòng)”來學(xué)習(xí)。通過實(shí)踐證明，教師在課堂上合理利用一些教學(xué)軟件來輔助教學(xué)，可以提高課堂教學(xué)效率，提升學(xué)生的探究能力，增加學(xué)生的實(shí)際操作能力，為將來走上社會(huì)工作崗位打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，何樂而不為呢？

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作者簡(jiǎn)介：

曾淑玲，講師，福建省漳州市，漳州第一職業(yè)中專學(xué)校。