電路仿真軟件在電子與信息技術專業教學中的應用

姜有奇

摘 要： 文章通過對比傳統電子與信息技術專業教學中實驗的不足，介紹電路仿真軟件的優勢、特點及在教學中的應用實例，證明采用EWB仿真軟件輔助教學，具有傳統教學方式不可比擬的優越性。

關鍵詞： 電子與信息技術 電子實驗 電路仿真 教學實例

電子技術基礎是中等職業學校電子與信息技術專業最重要的專業基礎課程，也是一門實踐性很強的課程。該課程專業性強，教師的教和學生的學都存在一定難度，特別是實驗條件差、學生基礎差的學校更是如此。采用電路仿真軟件輔助教學，使抽象的理論直觀化、形象化，使實驗與理論得到了有機結合，可以把教師和學生從傳統的教學模式中解放出來，使學生充分發揮主觀能動性，主動參與到教學中，大大提高教學效率。

一、電子與信息技術專業實驗課程教學現狀

電子線路是一門較為抽象的理論型課程。學習電路理論時必須理論聯系實際，抓好教學實驗環節，讓學生根據自己的實際情況，結合教學要求進行實驗操作，驗證所學的電路原理。但是，學生在實驗中出現的種種現象不盡如人意，暴露了傳統實物實驗的一些固有缺陷。

例如：電子技術基礎是中職學生入學后首先要學習的專業課程，學生不熟悉電路連接，還沒有掌握好錫焊技術，連接電路時極易出錯；電路連接錯誤，易造成電子元器件及測試儀器的損壞。學生不熟悉儀器操作也是造成儀器容易損壞的原因；實驗的元器件離散性大，環境變化引起的溫漂、干擾等因素會造成實驗數據偏差；傳統的電子技術實驗是以實物為主的，設備易磨損老化，需要定期更新；教學實驗室的設備配置與教學大綱的教學要求相對應，隨著教學要求的提高及電子技術的飛速發展，實驗設備的技術水平不斷提高，數量要有所增加，造成實驗經費困難。

EWB正是一款能夠很好地解決上述問題的電子仿真實驗軟件，元器件庫儲存許多大公司的晶體管、阻容元件、集成電路和數字門電路芯片等元器件，儀器庫則有萬用表、示波器、信號發生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數字信號發生器、邏輯轉換等儀器，接通開關就可以進行和實物實驗一樣的測試分析，非常適合電學的初學者使用，讓學生有置身于真實電路實驗室的感覺，在不知不覺中學習電子技術基礎知識，快速進入電子領域，從而激發興趣。同時，可以彌補實驗儀器、元件少的不足，避免儀器、元器件的損壞。電子化的教育媒體使教學過程更加靈活，各種信息通過文本、聲音、圖像等直觀形式傳遞，具有豐富的手法和巨大的表現力，能夠更好地吸引學生的注意，加深他們的理解和記憶。

二、使用電路仿真軟件輔助教學的優點

1.使課程內容直觀性增強，激發學生的學習興趣。

應用電路仿真軟件輔助教學，正是一體化教學模式的具體體現，把傳統的實驗搬到電腦屏幕上，將靜止的、紙上談兵的理論教學變成動態的、可視的一體化教學，增加了學生動手操作的機會，進一步激發了學生的學習興趣。

在傳統教學中，教師往往對著靜止的圖表很難將一些電路工作的動態過程講清楚，比如單管放大電路中靜態工作點調整引起的失真現象的教學。運用EWB仿真軟件，學生可以自己搭接電路、設置電路不同的工作狀態，還可以在虛擬示波器上看到因調整靜態工作點引起輸出波形失真的變化過程。又如在振蕩電路的教學過程中，用常規的實驗手段雖能觀察到振蕩波形，但無法看到電路的起振過程。教師用口頭表述的方法向學生解釋這個過程，現在有了仿真軟件，就可以從虛擬示波器上看到這一過程，甚至可以使之停在起振過程中的某一時刻，進行觀察與分析。這樣，教與學效率都得到了極大提高。

2.安全、省時、省費用。

使用電路仿真軟件輔助教學，可以避免因電路接錯、工具使用等因素引起的安全問題。通常電子實驗需要在印制電路板上完成元器件安裝、電路連接，不同的電路，甚至同一電路的不同工作狀態都需要我們不斷地拆導線、換元件，這項工作不僅費時而且易損壞元件。在電路仿真軟件中可以隨意更換元件或修改元件參數。教師只需用心設計實驗課題，而無需再準備實驗材料和設備、實驗中拼插、焊接實驗元器件、使用實驗設備、實驗后清點實驗材料，以及日常維護實驗器材等，大大加快了學生做實驗的速度。這些工作只需使用者輕輕點擊鼠標就可以完成，既節約時間、提高效率，又降低實驗成本。

3.有助于學生掌握相關專業軟件。

職業學校中非計算機專業的學生的計算機應用能力基礎還很薄弱。學生通過電路仿真軟件的學習和使用，不僅能加深對電路的認識、理解，而且有助于提高對計算機操作的熟練程度，加深對相關專業軟件的了解。老師精心設計實驗項目，學生在項目實施過程中，從元件庫的建立到項目的完稿、試運行到交付都自己完成。這樣，學生對電路仿真軟件的應用就有了較全面的了解。掌握了一門專業軟件的使用方法，是現代社會技術人才工作中得力的工具。

三、電路仿真軟件應用在電子技術教學中的效果

1.操作步驟簡單易用，過程真實。

在線測量時，測量的步驟、儀器的控制面板布局和儀器的操作、控制方法都與真實實驗相似。學生通過練習，能快速掌握實驗操作和儀器的使用，并在邊測試、邊修改、邊分析的過程中，很容易發現各元件參數對電路的作用與影響，將理論與實踐有機結合。

2.動態測試一致性好，結果真實。

電路仿真軟件可讓操作者隨意更換電路元件、設置元件參數，并作動態測試。其測試數值與理論計算值具有很強的一致性。

四、使用電路仿真軟件存在的問題

電路仿真軟件使用十分方便，效果顯示非常直觀，很有趣味性，為教師提供了一條實驗教學的方便之路，為學生提供了一個廣闊的活動舞臺，對開展素質教育大有益處。誠然，EWB軟件功能非常強大，它可以取代《電子技術》的部分實驗課程，且已成為課堂教學的一種輔助形式，但它畢竟是一個模擬系統，不能完全代替電子實習訓練。在使用過程中存在一些問題。

1.仿真實驗并不能完全代替實物實驗，諸如元件的插接工藝、焊點的質量、電烙鐵的使用等方面的技能在電路仿真軟件中無法學習，必須經過反復實踐訓練。一味追求仿真，只能走入一個新的誤區。

2.不是所有實驗都能使用電路仿真軟件，如電流表、電壓表等儀表的使用。原因是電路仿真軟件中的儀表都是數字式的，能直接顯示讀數，而目前教材中所使用的儀表還是傳統的，需要通過刻度讀數。如果這樣的實驗用電路仿真軟件教學，學生就無法掌握儀表的接線和讀數方法，對教學產生一定的影響。

五、結語

中等職業學校主要培養適應新技術發展要求，具有較強的動手能力，滿足一定職業群的某些具體工作崗位要求的技術人才，電子技術本身日新月異地發展，我們要將計算機輔助設計技術運用到學科教學中。如果教的僅僅是焊接元器件和使用萬用表，那么課程與技術發展間的差距將越來越大。應該傳授最新的知識、技能，讓學生認識到如今的電子技術必須依靠先進的計算機技術提高設計、制作效率；認識到這是一門具有時代氣息的學科；認識到我們培養的不是將來的焊接工，而是懂技術、會設計、能焊接的各類綜合人才。