淺談仿真式教學(xué)在電子專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】 仿真教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)中一種全新的教學(xué)理念，它在教學(xué)中顯示出來(lái)的不受時(shí)間、空間、安全因素、經(jīng)費(fèi)制約等優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法比擬的。本文介紹了仿真教學(xué)在高職電子專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革中的作用，實(shí)踐表明，把仿真式教學(xué)引入電子類實(shí)踐課程教學(xué)中，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

【關(guān)鍵詞】 仿真教學(xué) 電子類課程 實(shí)踐教學(xué)

引言

隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真式教學(xué)逐漸在一些高職院校里興起，在電子類課程教學(xué)這一方面，一些優(yōu)秀的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA，Electronic Design Automation)仿真軟件，如Multisim、Protel 99se、Pspice、Proteus等的出現(xiàn)，為我們提供了一個(gè)良好的仿真教學(xué)平臺(tái)，使電子類實(shí)踐課程的仿真教學(xué)成為了可能。實(shí)踐也證明，在電子線路綜合實(shí)訓(xùn)課程中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真教學(xué)可以不受實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)條件的限制，且可把抽象的內(nèi)容直觀化、形象化，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了教學(xué)質(zhì)量教學(xué)效率。

1. 仿真教學(xué)在實(shí)踐教學(xué)改革中的作用

仿真教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)中一種全新的教學(xué)理念，它在實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)是不受時(shí)間、空間、安全因素、經(jīng)費(fèi)制約，能夠增強(qiáng)教師與學(xué)生的互動(dòng)性，豐富實(shí)踐課堂教學(xué)內(nèi)容。具體作用表現(xiàn)在兩方面。

1.1利用EDA仿真軟件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的仿真分析

目前在很多高職院校里，許多學(xué)生進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，怕?lián)p壞儀器，只管按照老師說(shuō)的步驟做，實(shí)驗(yàn)都做完了，也不知道自己做了什么，在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)根本沒(méi)有機(jī)會(huì)和時(shí)間全面接觸和了解實(shí)驗(yàn)的儀器和操作內(nèi)容。利用EDA仿真軟件可以解決這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式方面的弊端。實(shí)驗(yàn)前，教師把要操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和容易遇到的問(wèn)題以適當(dāng)?shù)姆绞浇o學(xué)生，然后學(xué)生根據(jù)自己的特點(diǎn)和習(xí)慣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)，對(duì)電路進(jìn)行仿真。這種形象生動(dòng)的仿真模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，能使學(xué)生比較充分地掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟等，比以往教師反復(fù)講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和注意事項(xiàng)的效果好很多，教師在整過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起指導(dǎo)監(jiān)督作用。

1.2引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)從驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的模式轉(zhuǎn)變

很多高職院校的學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或?qū)嵱?xùn)內(nèi)容有自己獨(dú)到的想法。但是如果用硬件實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的話，就得重新搭建電路，新增儀器和元器件，又擔(dān)心萬(wàn)一考慮不周，實(shí)驗(yàn)儀器和電子元器件被損壞，況且在有效地實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，也不可能實(shí)現(xiàn)。利用EDA軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的仿真，就可以克服這個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程比較方便，學(xué)生所設(shè)計(jì)的電路也能很快在仿真平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果，學(xué)生能更快地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，修正錯(cuò)誤。這種教學(xué)方法不存在器件損耗問(wèn)題，可以縮短設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的周期，還可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)了從驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降霓D(zhuǎn)變。

2. 仿真教學(xué)舉例

傳統(tǒng)教育觀念下的高職電子類專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容枯燥無(wú)味，缺乏直觀性，高職學(xué)生很難掌握要領(lǐng)，如果要把實(shí)訓(xùn)教材中所有的內(nèi)容都講得很深入，不僅在時(shí)間上不允許，而且學(xué)生也難以接受，知識(shí)的強(qiáng)制性灌入很難提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，幫助我們解決了高職電子類相關(guān)實(shí)踐課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。利用EDA仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且教學(xué)效果明顯。本文從電子線路綜合實(shí)訓(xùn)這門課程中談?wù)劮抡娼虒W(xué)的具體應(yīng)用。

2.1三階有源濾波器電路設(shè)計(jì)

電子線路綜合實(shí)訓(xùn)是高職電子類學(xué)生的重要實(shí)踐課程，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，教師要求他們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)三階有源濾波器電路板，在制作電路板之前，教師可引導(dǎo)他們先利用Protel軟件進(jìn)行仿真，分析設(shè)置好參數(shù)后，再制作電路板，這樣可以節(jié)約不少成本和電路板調(diào)試時(shí)間。具體步驟如下：(1)設(shè)計(jì)并繪制仿真電路圖，如1所示。(2)添加3個(gè)仿真測(cè)試點(diǎn)，VIN表示輸入，VM表示通過(guò)一階低通濾波器后的中間信號(hào)，VOUT表示通過(guò)三階低通濾波器后的輸出信號(hào)。(3)設(shè)置電源V1，V2的屬性。(4)設(shè)置交流小信號(hào)分析和瞬態(tài)特性分析的參數(shù)。圖2為 fin= 1KHz電路的瞬態(tài)特性分析結(jié)果，表明輸入信號(hào)在通過(guò)三階低通濾波器后，幾乎沒(méi)有輸出，也就是說(shuō)信號(hào)被完全衰減，起到了低通濾波器的作用。由這個(gè)實(shí)例可以說(shuō)明，在實(shí)訓(xùn)前利用軟件仿真學(xué)生自己設(shè)計(jì)的電路，有利于學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的發(fā)展，加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)

在高職院校的電子類實(shí)踐課程中，仿真教學(xué)以其直觀、形象的特點(diǎn)，帶給學(xué)生一個(gè)易懂易學(xué)的環(huán)境，讓學(xué)生在掌握電子技術(shù)基本理論的同時(shí)，又能通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬電路讓學(xué)生見(jiàn)習(xí)實(shí)踐模型，加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際，提高了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，比傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)收到更為理想的教學(xué)效果。但是，仿真教學(xué)也有它的不足之處，具體表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：(1)仿真教學(xué)畢竟是在一個(gè)虛擬的環(huán)境里進(jìn)行的，它與真實(shí)的環(huán)境始終有一定的差別，不能完全替代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。最好是在對(duì)電子儀器設(shè)備有了一定了解的基礎(chǔ)上采用電子仿真學(xué)習(xí)。因?yàn)榉抡孳浖械膬x器儀表和元器件跟實(shí)際有一定的差別，實(shí)際儀器元件的使用有很多經(jīng)驗(yàn)和技巧問(wèn)題。此外，在實(shí)物操作中的一些安全注意事項(xiàng)在仿真中沒(méi)有涉及。所以最好采用實(shí)踐教學(xué)和仿真教學(xué)相結(jié)合的方式教學(xué)。(2)受英語(yǔ)水平的限制。目前國(guó)外開發(fā)仿真軟件使用英文，而高職院校的大部分學(xué)生英語(yǔ)水平不高，這直接制約了仿真軟件功能的發(fā)揮。

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作者簡(jiǎn)介；唐榮芳(1983-)，女，碩士研究生，貴港職業(yè)學(xué)院，助教，主要研究方向：計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)。

（作者單位：貴港職業(yè)學(xué)院）