Edison 3D電子電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件在《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：介紹Edison 3D電子電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件在《數(shù)字電子技術(shù)》課程仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，將其與目前在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用比較廣泛的有EWB、Multisim和Proteus等仿真軟件對比，介紹其更逼真的3D元件和實(shí)時3D動態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)效果的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：Edison；仿真實(shí)驗(yàn)；數(shù)字電子技術(shù)

隨著國家對職業(yè)教育的重視，人們對職業(yè)教育的教學(xué)方式、方法改革日趨熱衷。職業(yè)教育的特點(diǎn)促使職業(yè)院校對實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)的形式、內(nèi)容上的要求越來越高，而在實(shí)驗(yàn)設(shè)備、器材、場地和經(jīng)費(fèi)保障的限制下，一定程度影響了職業(yè)院校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開展和學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時，由于部分學(xué)生動手能力的局限，在實(shí)驗(yàn)中的誤操作往往導(dǎo)致儀器損壞或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不理想，直接影響了學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)。仿真實(shí)驗(yàn)作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的一個有效補(bǔ)充，能有效的節(jié)省大量教育經(jīng)費(fèi)。通過理論學(xué)習(xí)、仿真預(yù)習(xí)、硬件實(shí)做三者結(jié)合的教學(xué)模式，能有效降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)的盲目性，顯著提高教學(xué)質(zhì)量與效率，降低設(shè)備損壞率。同時又能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。因此，仿真實(shí)驗(yàn)軟件在近年來得到了大量的應(yīng)用，目前在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用比較廣泛的有EWB、Multisim和Proteus等軟件。筆者在《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中也曾使用過這幾款仿真實(shí)驗(yàn)軟件，發(fā)現(xiàn)這些軟件的仿真實(shí)驗(yàn)中電路的工作過程只能以電路圖和數(shù)據(jù)表格的方式顯示出來（與圖1右側(cè)電路圖仿真窗口顯示效果類似），與電路實(shí)物在外觀上相差較大，影響了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的感官認(rèn)知，降低了其對實(shí)驗(yàn)的理解力。

Edison 3D電子電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件是Designsoft Inc公司開發(fā)的3D電子電路實(shí)驗(yàn)軟件，看到的電子元件模型和實(shí)驗(yàn)中的電子元件相差無幾，可以為教師和學(xué)生創(chuàng)造了一個獨(dú)特的全新學(xué)習(xí)環(huán)境，用虛擬設(shè)備、聲音和動畫創(chuàng)建、測試并且安全地修復(fù)電路，有效的解決了目前普遍使用的仿真實(shí)驗(yàn)軟件的上述問題。以筆者在《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中需要進(jìn)行的555電路實(shí)驗(yàn)為例，圖1為Edison 3D電子電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件中自帶的一個555控制LED閃爍的仿真實(shí)驗(yàn)例程。

從圖1中，可以看到在Edison 3D電子電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件中創(chuàng)建電路時，既可看見仿真電路圖，又可以看到對應(yīng)的栩栩如生的3D實(shí)物組件。特別是在仿真運(yùn)行過程中，右側(cè)電路圖窗口中LED1變紅時，左側(cè)3D實(shí)物窗口中的紅色發(fā)光二極管3D模型也實(shí)時點(diǎn)亮，與傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)展示的效果完全一致，實(shí)時3D動態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)效果和逼真的3D元件可以吸引學(xué)生注意力，使學(xué)生形象地看到、讀到、聽到各種電學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而輕松有趣地學(xué)習(xí)電學(xué)知識。該軟件模擬的是操作環(huán)境，能使教學(xué)者的教學(xué)及初學(xué)者的學(xué)習(xí)效率大大提高。同時，一旦熟悉了原理圖之后，你可以使用Edison的原理圖編輯器和電路分析器（與更高級的TINA電路分析程序兼容）。除了虛擬儀器，Edison提供了最領(lǐng)先的分析結(jié)果視窗。使用者可以在結(jié)果視窗中充分調(diào)整坐標(biāo)軸、直線風(fēng)格、顏色和字體來呈現(xiàn)電路分析報(bào)表。甚至從Edison直接打印這些圖表，或?qū)⑵浼糍N到熟悉的文字處理程序中。Edison不僅僅計(jì)算電壓和電流，還可以針對線性電路，顯示這些結(jié)果是如何推導(dǎo)或進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的。

綜上，Edison 3D電子電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件與目前在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用比較廣泛的有EWB、Multisim和Proteus等仿真軟件相比，實(shí)現(xiàn)了逼真的3D元件和實(shí)時3D動態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)效果，在《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中使用其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，能更好地吸引學(xué)生注意力，并提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

參考文獻(xiàn)

[1]邸靜妍；從仿真軟件到虛擬電工電子實(shí)驗(yàn)室；《電子世界》， 2012（24）：23-24

[2]蒲永紅，蘇圣超；高校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仿真軟件的應(yīng)用；《課程教育研究》， 2014（28）：236-236

作者簡介

陳學(xué)昌（1979—），男，碩士研究生，電路與系統(tǒng)專業(yè)，講師，現(xiàn)任職于重慶電子工程職業(yè)學(xué)院應(yīng)用電子學(xué)院。