EWB軟件在《電子電路》教學(xué)中的作用及評(píng)價(jià)

《電子電路》課程包括模擬電子電路和數(shù)字電子電路。它是電子、通信、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程。課程具有概念多、公式多、定量計(jì)算多、圖形多、宏觀現(xiàn)象的微觀分析多和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，教與學(xué)難度較大。而將EWB軟件引入教學(xué)，使教師和學(xué)生置身模擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，可以取得良好的教學(xué)效果。

一、EWB軟件的功能和特點(diǎn)

1.EWB軟件的功能。EWB是ELECTRONICS WORKBENCH EDA的縮寫。這是交互圖像技術(shù)有限公司在20世紀(jì)90年代初推出的EDA(Electronic Design Automation)軟件。這款軟件能夠進(jìn)行模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真，可以100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果，而且在桌面上提供了萬用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器等工具，它的器件庫中則包含了許多大公司的晶體管元器件、集成電路和數(shù)字門電路芯片，器件庫中沒有的元器件，還可以由外部模塊導(dǎo)入，初學(xué)者十分容易上手。

2.EWB軟件的特點(diǎn)。EWB被稱為電子設(shè)計(jì)工作平臺(tái)或虛擬電子實(shí)驗(yàn)室，以SPICE3F5為軟件核心，增強(qiáng)了其在數(shù)字及模擬混合信號(hào)方面的仿真功能。EWB建立在SPICE基礎(chǔ)上，它具有以下突出的特點(diǎn):

①采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路:在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從屏幕上選取;

②軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果;

③EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法;

④它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù);

⑤EWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器測(cè)量方法。

二、EWB在《電子電路》教學(xué)中的作用

1.在理論教學(xué)中的作用。EWB為《電子電路》教學(xué)提供了一個(gè)很好的實(shí)用工具。它使教師能夠在教學(xué)過程中對(duì)數(shù)字電路隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、演示和分析。學(xué)生能夠直接地、形象直觀地觀察到邏輯電路的工作情況，了解到不同形式的邏輯電路的功能。在演示過程中教師可以隨時(shí)改變邏輯器件的參數(shù)、數(shù)值大小或增加邏輯器件的數(shù)量，讓學(xué)生直觀地看到從簡單電路到復(fù)雜電路的變化過程，體會(huì)不同電路性能、特性的變化。使用EWB軟件輔助教學(xué)，可將一些不易理解而又無法用真實(shí)儀器在課堂上演示的內(nèi)容形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，做到化繁為簡、變抽象為直觀，讓學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。

由于EWB軟件功能強(qiáng)大、操作方便，從而給我們提供了有別于多媒體課件的一種輔助教學(xué)手段，EWB軟件進(jìn)行的虛擬實(shí)驗(yàn)更生動(dòng)更貼近真實(shí)的實(shí)驗(yàn)。將EWB軟件應(yīng)用于電子技術(shù)的理論教學(xué)中，能夠較容易實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，突破教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，拓寬學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，有助于提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力及分析問題解決問題的能力，可以說對(duì)電子技術(shù)的理論教學(xué)起到“畫龍點(diǎn)睛”的作用。

2.在實(shí)踐教學(xué)中的作用。實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)方面是要求學(xué)生制作出一些簡易的電子產(chǎn)品，比如:直流穩(wěn)壓電源，彩燈控制電路，電子競(jìng)賽搶答器等。這就要求學(xué)生要設(shè)計(jì)出正確的電路圖，并通過制板、焊接、調(diào)試來完成。如何設(shè)計(jì)出滿意的方案是關(guān)鍵的一步，在進(jìn)行電子電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)時(shí)EWB軟件的優(yōu)勢(shì)就更加明顯了。在EWB軟件里隨時(shí)可以更換元器件或修改元器件的參數(shù)，仿真以后的效果和實(shí)際制成電路的效果幾乎一樣。學(xué)生在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)可以先在計(jì)算機(jī)上用EWB軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，仿真成功以后再制成印制電路板做成電路成品，這樣避免了設(shè)計(jì)中的許多麻煩又節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，提高了電路設(shè)計(jì)的成功率。

三、EWB軟件應(yīng)用于《電子電路》教學(xué)的評(píng)價(jià)

1.優(yōu)點(diǎn):①功能強(qiáng)大。EWB軟件是一個(gè)模擬的、開放的電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在它上面，設(shè)計(jì)人員可以做各種類型、難度的電子電路實(shí)驗(yàn)和實(shí)際電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以便修改與優(yōu)化電路。它為我們分析與設(shè)計(jì)電路提供了強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)仿真工具。用EWB進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程非常接近實(shí)際操作的效果，各元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，不會(huì)像實(shí)際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件和印刷電路板，使電路調(diào)試變得快捷方便，對(duì)電子技術(shù)課程中的絕大部分電路都能應(yīng)用，不僅能用于對(duì)單個(gè)電路特性和原理進(jìn)行驗(yàn)證，也能應(yīng)用于復(fù)雜電路的分析和設(shè)計(jì)，是一個(gè)功能齊全的“實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”。②利于教學(xué)。將EWB技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中，既可以加深學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解，又可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。隨著EDA軟件的不斷升級(jí)，更加智能的工具也不斷出現(xiàn)，這為教學(xué)提供了更廣闊的空間，同時(shí)對(duì)教師也提出了更高的要求。

實(shí)踐表明，把多媒體和仿真軟件兩種先進(jìn)的方法結(jié)合在一起進(jìn)行教學(xué)，簡單易行，組織方便，使枯燥的教學(xué)形象直觀，生動(dòng)有趣，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果顯著。這種教學(xué)模式有必要繼續(xù)深入研究更多應(yīng)用，以期取得更完美的效果。EWB可以在計(jì)算機(jī)上虛擬電子實(shí)驗(yàn)室，非常適合電子課程的輔助教學(xué)。通過電路仿真實(shí)驗(yàn)，既可提高學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，又可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)還解決了目前學(xué)校因經(jīng)費(fèi)不足、設(shè)備有限，很多實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行的問題。

在電子技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)用EWB進(jìn)行輔助教學(xué)，有助于學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，增加學(xué)習(xí)興趣，避免了傳統(tǒng)的實(shí)踐課中，教師要在實(shí)訓(xùn)前準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)材料和儀器設(shè)備，實(shí)訓(xùn)后清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)材料，以及日常維護(hù)實(shí)訓(xùn)器材等工作，同時(shí)利用EWB進(jìn)行各種電路設(shè)計(jì)，可以適時(shí)地查找設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，是非常值得提倡的一種教學(xué)手段，也是對(duì)學(xué)生實(shí)際能力培養(yǎng)的有效工具。

2.缺陷:①由于器件庫的限制，該軟件沒有提供微處理器、可編程器件等超大規(guī)模集成電路模型，目前還不可能對(duì)所有數(shù)字電路進(jìn)行仿真。②EWB軟件并非完全可以替代實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，它只是一種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)手段。EWB在電子技術(shù)教學(xué)中的使用還有待于在實(shí)際中不斷探索拓展，使得它的強(qiáng)大功能能夠被充分挖掘和利用。

綜上所述，由于EWB是一款功能強(qiáng)大的電子、電路設(shè)計(jì)、分析和仿真軟件，具有適于制作教學(xué)課件的特點(diǎn)，為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了方便，是教與學(xué)互動(dòng)的平臺(tái)，是學(xué)與用的訓(xùn)練平臺(tái)，是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、操作技能和科研能力的平臺(tái)。通過使用EWB，能夠活躍課堂氣氛，提高教學(xué)質(zhì)量，節(jié)約課件制作成本、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成本等。因而，進(jìn)一步探討EWB的教學(xué)功能和教學(xué)效果是必要的、有意義的和積極的。

(責(zé)任編輯付淑霞)