計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在電路分析中的應(yīng)用

摘要：《電路分析基礎(chǔ)》是電子信息專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，如何將抽象的理論具體化，并靈活掌握電路分析的基本方法，是本門(mén)教學(xué)要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。本文從教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題入手，討論了多媒體教學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等教學(xué)手段的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電路分析；多媒體教學(xué)；Proteus仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 18-0000-02

《電路分析基礎(chǔ)》是高校電子信息及計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的必修基礎(chǔ)課之一，也是專(zhuān)業(yè)的入門(mén)課程，本課程要求學(xué)生能夠熟練掌握電路理論中的基本概念和基本的電路分析方法，本課程的掌握程度會(huì)直接影響后續(xù)課程的教學(xué)效果。電路理論中的基本概念比較抽象，電路分析方法繁多而復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力，進(jìn)而喪失了對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與推廣，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段已廣泛地應(yīng)用于教學(xué)當(dāng)中。如何更好利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果，是電路分析教學(xué)改革的重要課題之一。

1 多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用

多媒體教學(xué)是指依靠多媒體設(shè)備，達(dá)到音視頻結(jié)合的教學(xué)效果，使教學(xué)過(guò)程更加形象生動(dòng)、易于理解。傳統(tǒng)的教學(xué)以板書(shū)授課，教師講授為主，復(fù)雜的理論知識(shí)只靠教師的語(yǔ)言描述，抽象而不易理解。另外本門(mén)課程的習(xí)題類(lèi)型千變?nèi)f化，新應(yīng)用、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，想在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)講授如此多的知識(shí)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。我們利用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作相關(guān)的教學(xué)課件，在制作課件的過(guò)程中要注意課件不僅僅是教案的復(fù)制，不是做成簡(jiǎn)單的電子文檔，而要考慮到以下幾個(gè)方面：首先課件要緊緊圍繞教學(xué)內(nèi)容，明確重點(diǎn)，層次分明；其次根據(jù)需要電路原理圖加入動(dòng)態(tài)演示及相關(guān)的輸入輸出波形顯示。將大量的圖表簡(jiǎn)單化，將抽象的理論具體化，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更加輕松。

使學(xué)生靈活掌握電路分析的基本方法，提高學(xué)生解決和分析實(shí)際電路的能力是《電路分析基礎(chǔ)》教學(xué)的主要目的，因此指導(dǎo)學(xué)生多做習(xí)題是很重要的環(huán)節(jié)。原來(lái)使用傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)時(shí)，一次習(xí)題課因?yàn)楫?huà)電路圖及書(shū)寫(xiě)板書(shū)浪費(fèi)了很多時(shí)間，一次習(xí)題課的容量太小，達(dá)不到目的。采用多媒體教學(xué)后，可以節(jié)省很多書(shū)寫(xiě)時(shí)間，大大提高了課堂教學(xué)的知識(shí)容量。

采用多媒體輔助教學(xué)就很好地解決了傳統(tǒng)教學(xué)手段比較單一的問(wèn)題，同時(shí)提高了上課效率的問(wèn)題。但多媒體教學(xué)只是一種輔助教學(xué)手段，課件也不能代替教師。課件的制作要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的，兼顧到學(xué)生的視聽(tīng)感受。只有將傳統(tǒng)講授與現(xiàn)代教育技術(shù)手段有效結(jié)合，運(yùn)用合理，才能充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，取得明顯的教學(xué)效果。

2 計(jì)算機(jī)仿真在教學(xué)中的應(yīng)用

電路理論中的基本概念和原理是比較抽象的，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力，為了讓學(xué)生更好地理解這些理論和概念，最好的方法就是多做一些形象、直觀(guān)的實(shí)驗(yàn)。但硬件電路搭建起來(lái)比較麻煩費(fèi)時(shí)，而且實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，因此在教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。Proteus軟件是一款EDA仿真軟件，其元件庫(kù)涵蓋了多種常用電子元器件，并提供了示波器、邏輯分析儀、電壓/電流表等各種虛擬儀表，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。利用Proteus仿真軟件可以簡(jiǎn)便、直觀(guān)地模擬顯示實(shí)際電路的運(yùn)行，使學(xué)生形象地感知電路基礎(chǔ)理論知識(shí)和概念，而且還可以引導(dǎo)學(xué)生利用仿真技術(shù)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

下面是電路疊加方法應(yīng)用的一個(gè)仿真例子，利用疊加原理設(shè)計(jì)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。如下圖所示，輸入二進(jìn)制代數(shù)碼，就可以從其輸出端電壓獲得對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值，可以輸入的二進(jìn)制數(shù)最多為3位，開(kāi)關(guān)SW1、SW2、SW3分別對(duì)應(yīng)20、21、22，當(dāng)某位二進(jìn)制數(shù)為1時(shí)，開(kāi)關(guān)接在電壓源上。下圖中開(kāi)關(guān)均接至電源端，表示輸入端為二進(jìn)制數(shù)111，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)應(yīng)為7，因此電路仿真運(yùn)行時(shí)輸出端的電壓表顯示為7V。此電路在仿真運(yùn)行時(shí)可以隨意地改變開(kāi)關(guān)的指向端，同時(shí)輸出端的電壓表示數(shù)也會(huì)隨之改變。通過(guò)Proteus進(jìn)行仿真運(yùn)行，DAC解碼原理網(wǎng)絡(luò)原來(lái)一個(gè)一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單而直觀(guān)地展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生很容易理解。