EWB仿真軟件在高職《電子電工技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

徐振宇

對于職業(yè)教育而言，《電子電工技術(shù)》屬于專業(yè)性相對比較突出的一門學(xué)科，在電類專業(yè)教育中有著較高的地位，具備實(shí)踐性強(qiáng)、綜合能力要求高等特征，但是對于非電類專業(yè)的學(xué)生而言，因?yàn)檎n時(shí)相對較少，再加上知識點(diǎn)繁多，所以整體教學(xué)難度相對較高。對此，為了更好的提升高職教育整體水平，本文簡要分析EWB仿真軟件在高職《電子電工技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用，希望可以為相關(guān)教育者提供一定幫助。

隨著近些年高等教育水平的不斷提高，在教學(xué)思路、教學(xué)方法等方面均在不斷的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。針對《電子電工技術(shù)》課程而言，因?yàn)樵诮虒W(xué)方面的難度以及重點(diǎn)等特征，教學(xué)的正IT效果相對比較差。EWB仿真軟件是近些年所普及于各個(gè)學(xué)校的教育軟件，其具備操作界面友好、操作簡單、直觀展現(xiàn)等優(yōu)勢，對于學(xué)生的知識能力成長有著明顯的推動作用。對此，探討EWB仿真軟件在高職《電子電工技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用具備顯著的教育價(jià)值。

1 EWB仿真軟件

EWB軟件設(shè)計(jì)電路操作簡單、仿真顯示形象直觀，各元件和導(dǎo)線選取、移動、刪除非常靈活易于學(xué)生接受。技工學(xué)校生源的自身特點(diǎn)，電類課程內(nèi)容抽象。傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生會感覺到于中小學(xué)沒有區(qū)別，很難激發(fā)學(xué)生求知欲。EWB課堂教學(xué)，新穎的教學(xué)手段、神奇的顯示效果會激發(fā)起學(xué)生的求知熱情，從而提高教學(xué)效果。像在剛接觸到數(shù)字電路中的真值表、邏輯表達(dá)式和邏輯電路圖時(shí)，學(xué)生對邏輯表達(dá)式是否最簡、電路設(shè)計(jì)工藝是否美觀沒有標(biāo)準(zhǔn)可參考。如采用EWB軟件設(shè)計(jì)就會化繁為簡，大大降低難度。例如：設(shè)計(jì)一個(gè)多數(shù)表決小程序?？梢粤谐稣嬷当硗ㄟ^真值表列出表達(dá)式Y(jié)=AB+AC+BC+ABC。按一般方法下一步就應(yīng)該是按照公式化簡，畫出邏輯電路圖。但是化簡是否正確、最簡。學(xué)生也無法自己驗(yàn)證。只能接好電路看顯示效果。一旦化簡不對，設(shè)計(jì)接線即使正確也不能完成正確顯示。學(xué)生自己很難判斷是化簡環(huán)節(jié)還是接線環(huán)節(jié)出的問題。檢查起來無從下手。若采用EWB仿真驗(yàn)證非常簡潔。利用真值表轉(zhuǎn)換表達(dá)式功能即能看到學(xué)生根據(jù)真值表寫出的表達(dá)式。然后點(diǎn)擊化簡就會得出最簡式。這時(shí)學(xué)生就能比較自己化簡的是否正確，然后再去設(shè)計(jì)電路。簡化后即便不用仿真，實(shí)際連接也會簡化不少。由此可見，邏輯關(guān)系是否正確等任務(wù)都可以利用輔助驗(yàn)證。EWB軟件使教學(xué)過程中充滿神奇、簡潔生動，有利于學(xué)生對概念、原理的理解，掌握。

2 EWB仿真軟件在高職《電子電工技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

RC電路的直流暫態(tài)過程分析。暫態(tài)過程是電容、電感動態(tài)元件在電路中的特殊現(xiàn)象。暫態(tài)過程的存在，可能使電路出現(xiàn)過壓或過流，致使設(shè)備損壞，必須采取防范措施。因此，電工類專業(yè)的學(xué)生，必須對暫態(tài)電路的過渡過程及規(guī)律有深刻的認(rèn)識。為了讓學(xué)生理解這部分內(nèi)容，常利用實(shí)驗(yàn)的手段。以RC直流暫態(tài)電路為例，由于要觀察電容上的波形，同時(shí)在研究電路中R和C發(fā)生變化對充放電過程的影響時(shí)，需要不斷改變它們的參數(shù)，這在實(shí)際電路中操作起來非常不方便。而EWB剛好彌補(bǔ)了這一不足。通過改變R和C的值，并通過示波器觀察由于參數(shù)變化而引起的系統(tǒng)變化，直觀形象，較好地克服了傳統(tǒng)教學(xué)中的抽象枯燥的特點(diǎn)。

在模擬電路技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。模擬電子技術(shù)屬于研究半導(dǎo)體器件的性能、電路以及應(yīng)用的學(xué)科，在講解部分知識的同時(shí)，會涉及到比較多的電路圖，例如PN節(jié)的形成原理以及晶體管的輸入曲線等，這一些內(nèi)容都是學(xué)生之前并沒有接觸過的知識，所以教學(xué)的難度相對較高，教學(xué)效果也相對較差。在教學(xué)中，教師可以借助EWB仿真軟件實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在可愛聽教學(xué)中借助EWB仿真軟件直接展現(xiàn)電路圖的工作特征，同時(shí)針對單管放大電路等內(nèi)容進(jìn)行著重講解，借助以往板書教學(xué)結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，可以更好的明確晶體管放大電路的靜態(tài)以及動態(tài)化工作特征，可以更好的明確非線性的失真狀況。借助EWB仿真軟件可以直接展現(xiàn)分壓式偏置放大電路，借助調(diào)節(jié)RW實(shí)現(xiàn)對基極靜態(tài)電流的改變，同時(shí)以合理的設(shè)置方式明確靜態(tài)工作點(diǎn)。在集電極電阻的RC大小影響UCE以及電壓放大倍數(shù)的情況下，觀察RW與RC變化情況及其對于放大器性能的干預(yù)效果，綜合分析交流放大電路的工作特征，同時(shí)設(shè)置不同的參數(shù)測量最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，借助上述工作狀況下的輸出波形，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終獲得提升RC可以促使輸出電壓提升，同時(shí)電壓放大倍數(shù)也會隨之增長，同時(shí)提高放大效果。

下面以電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例探討EWB仿真軟件的應(yīng)用。原理圖如圖1，在進(jìn)入ElectronicWorkbench的主界面，在打開File菜單下的New子系統(tǒng)或直接進(jìn)行編輯，在退出時(shí)系統(tǒng)會提示編輯是否保存。按照原理圖當(dāng)匯總的元件鏈接順序進(jìn)行操作。在電阻R、電容C以及電阻r方面，以電阻R為例，從主界面第三排的元件庫當(dāng)中單擊圖表，并從windows主菜單之下選擇無源器件子菜單，此時(shí)在屏幕左側(cè)從上至下彈出包含R、L、C等不同電路元件，并將所需要的電阻拖到桌面上，在連接電路操作期間，只需要用鼠標(biāo)單擊按鈕便會出現(xiàn)小黑點(diǎn)，按住鼠標(biāo)左鍵后拖到另一個(gè)元件的小黑點(diǎn)位置，再松開便可以連接。在仿真計(jì)算期間，需要先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，仿真分析以瞬態(tài)進(jìn)行，在主菜單下用鼠標(biāo)單擊Circuit，在彈出子菜單后選種AnalysisOptions，此時(shí)會跳出對話框，選擇瞬態(tài)分析項(xiàng)，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊主界面的電源開關(guān)，此時(shí)電路進(jìn)入瞬態(tài)分析裝調(diào)，在電源開關(guān)的左側(cè)同時(shí)跳出時(shí)間框。在小框內(nèi)跳變的時(shí)間會顯示電路仿真的過程，假設(shè)電路中存在錯(cuò)誤則會報(bào)錯(cuò)，此時(shí)便需要調(diào)整后再進(jìn)行仿真操作。

3 EWB仿真軟件在高職《電子電工技術(shù)》中的優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了更好的提升EWB仿真軟件的應(yīng)用效果，需要在教學(xué)中不斷的嘗試創(chuàng)新和改進(jìn)EWB仿真軟件的應(yīng)用方式。在具體教學(xué)中，需要從下面幾點(diǎn)做好EWB仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)化措施。

3.1教學(xué)過程的優(yōu)化

應(yīng)用EWB仿真軟件的強(qiáng)大功能，促使其在教學(xué)期間隨時(shí)提供實(shí)驗(yàn)、電路以及延時(shí)等相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)將電子電工技術(shù)的相關(guān)理論知識以及實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)等有效結(jié)合起來，并將枯燥乏味的理論課程轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚摻Y(jié)合實(shí)驗(yàn)的一體化綜合性課程。在教學(xué)期間，教師可以借助大量的仿真實(shí)驗(yàn)方式打破以往的教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)，同時(shí)也可以促使學(xué)生在直接觀看實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程實(shí)現(xiàn)對原理以及結(jié)果的明確，在激發(fā)學(xué)生興趣的同時(shí)提升了學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果。

3.2教學(xué)資源的優(yōu)化

EWB仿真軟件能夠提供大量的電路元件、儀器設(shè)備以及電路分析工具等，在教學(xué)中教師需要充分發(fā)揮這一些教學(xué)資源的應(yīng)用價(jià)值。教師與學(xué)生都可以借助各種實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)分析的操作過程實(shí)現(xiàn)將理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎弥R，促使學(xué)生的思維能力以及操作能力等得到有效的提升。與此同時(shí)，教師也可以將所需要的實(shí)驗(yàn)過程、內(nèi)容以及相關(guān)資料提供給學(xué)生，讓學(xué)生自主的操作EWB仿真軟件完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，這樣的教學(xué)方式不僅在時(shí)間成本方面具備明顯的優(yōu)勢，同時(shí)還可以更好的適用于不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，可以更好的突出個(gè)體化教學(xué)，提升整體教學(xué)質(zhì)量。

3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本的優(yōu)化

應(yīng)用EWB仿真軟件基本不需要考慮實(shí)驗(yàn)過程的危險(xiǎn)性問題，但是在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作中，部分電路的實(shí)驗(yàn)操作是帶有危險(xiǎn)性的，所以在教學(xué)中借助虛擬性的方式可以更好的保障操作的風(fēng)險(xiǎn)問題，不需要擔(dān)心安全事故，同時(shí)教師也可以更好的讓學(xué)生獨(dú)立操作，放開學(xué)生的“手腳”。與此同時(shí)，部分儀器設(shè)備因?yàn)榇嬖谳^高的成本以及一定的維修保養(yǎng)費(fèi)用，但是在EWB仿真軟件之下并不需要涉及到任何真實(shí)且需要維修保養(yǎng)的設(shè)備，所以在經(jīng)濟(jì)成本方面具備突出的優(yōu)勢。但是，在教學(xué)中為了更好的提升EWB仿真軟件的應(yīng)用價(jià)值，仍然需要進(jìn)一步的提升實(shí)驗(yàn)操作過程的設(shè)計(jì)優(yōu)化。因?yàn)殡娐繁旧淼脑O(shè)計(jì)并沒有明確的規(guī)定，一些電路既可以簡單也可能復(fù)雜，EWB仿真軟件本身的虛擬性會導(dǎo)致學(xué)生操作的隨意性或盲目性，此時(shí)教師便需要做好針對性的指導(dǎo)教育，例如在電路設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生以節(jié)省材料為目的根據(jù)設(shè)計(jì)要求做好電路的設(shè)計(jì)，在保障方案合理性的同時(shí)借助虛擬平臺實(shí)現(xiàn)成本的降低。

4 結(jié)語

綜上所述，EWB仿真軟件在高職《電子電工技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值顯著，EWB仿真軟件的實(shí)踐性價(jià)值較高，能夠顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)對于學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析以及解決問題的能力有著較高的培養(yǎng)針對性，能夠更好的發(fā)揮和體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。在教學(xué)過程中，教師需要高度重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)的引入，突出實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開發(fā)或引入，高度重視實(shí)訓(xùn)類課程的開設(shè)，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)合理性以及教學(xué)任務(wù)的可執(zhí)行性。

（作者單位：江蘇省張家港中等專業(yè)學(xué)校）