模擬仿真技術在電子電工實驗中的應用研究

張靜　荊樹杭

【摘 要】本文采用文獻資料法、邏輯分析法和訪談法等，對模擬仿真技術在電子電工實驗教學中的應用現狀進行了分析研究，對其具體的功能特性和明顯的優勢，詳細分析了模擬仿真技術的整個實驗過程，激發學生學習的興趣，從而為學好電子電工奠定基礎。

【關鍵詞】模擬仿真技術；電工電子；應用研究

一、“模擬仿真技術”的提出

EWB是Electronics Work Bench的縮寫，即“電子設計上作平臺”或“虛擬電子實驗室”，是由加拿大成功研發制成的安裝后約占15M空間EWB的設計環境擁有個方位集成理念，用戶界面的設計直觀、簡潔舒適，虛擬電子設備也十分齊個，EWB提供了14種分析工具、4種掃描分析工具。

二、對“模擬仿真技術”的認識

傳統的電子電工實驗在具體的操作中，學生對設備的認識不夠全面，

對實驗的整體認識沒有進行系統的思考，動手的機會較少，綜上導致實驗的教學效果不能順利實施。進行電子電工實驗的原理比較抽象，實驗內容復雜多樣，而

學生的實驗操作能力較低，知識儲備底子薄，所以在實驗具體操作中，學生感到困難，久而久之，失去對電子電工實驗課程的興趣，從而影響教學效果的順利實施。

模擬仿真技術應用，從根本上改善了學生對電子電工實驗課程的畏懼心理，使實驗過程中出現的失誤和難題的幾率降到最低，在一定程度上節約了能源，較少了實驗設備的磨損，并逐漸形成良好的實驗環境，順暢了維護管理程序環節。

模式實驗過程，學生真實實驗的感觸體會，節能節源，為電子電工實驗帶來科學合理的應用和管理。模擬仿真技術的應用，保證了實驗的預期效果，從經濟上為社會也帶來了很大的社會效益。

三、模擬仿真技術在電子電工實驗中的應用分析

（一）安全性

在應用時，其安全性好，能很好地保證了學生人身安全及實驗設備的安全。在實驗中運用模擬仿真技術，對于強電要遠離，實驗過程中出現誤操作也不會造成元器件和設備損壞，不會對人身安全構成威脅，減少或者扼殺危險因素的產生，使實驗的安全性得到保障。

（二）直觀性

仿真實驗有很強的直觀性，實驗過程生動有趣，學生能很好的積極主動的觀察實驗的每個細節。使電子電工實驗中的概念和事物，從枯燥、抽象逐漸走向生動、形象，從視覺上得到沖擊，加深學生的記憶，提高學生理解掌握實驗的水平。

（三）降低教學成本

傳統實驗靈活性差，功能單一，實驗前要做材料和設備的準備工作，浪費人力，財力和時間而仿真軟件中的虛擬儀器和元器件與實物非常接近，這樣就會帶來真實、直觀的效果并且各種儀器的操作受外界因素限制的程度很小，增強了操作的可行性，降低了實驗成本，會提高實驗效率。

（四）創造性

在實驗中傳統實驗過程中，由于一些昂貴的器材設備怕被損壞，不能進行大膽嘗試和操作，限制了學生的創造能力。通過模擬仿真實驗解決了學生的后顧之憂，可以培養學生的創新能力，激發創造力，更助于發現問題和探索問題，最終達到激發學生的想象力和創造力。

（五）降低難度

傳統的實驗中實驗數據由于受實驗器材和元器件故障的影響，數據結果分析時往往存在較大的困難。而模擬仿真技術學生只要對相應參數的調整就能順利模擬出實驗器材和元器件的發生故障時的情況，使難度較大的實驗也可以順利完成。

四、模擬仿真技術的發展與展望

（一）模擬仿真技術的發展

借助模擬仿真技術這個媒介，對實驗操作中所用到的電路進行分析研究，把電路的世紀信息輸入，并那實驗前所設想的元件參數輸入，通過軟件進行電路的特性分析，然后做處理，使學生的實驗過程中順利完成，達到預期的教學實驗目標，教學實施順利完成。根據之前設計好的相關實驗步驟參數，進行實際電路的測量工作并和計算機輸出的結果來進行比較分析，找出其中存在的差異。借助對于參數做出相應的改變以及調整，完成后利用模擬仿真軟件來做出深入的分析。

這種模式下，完成了從模擬情況到實際情況，然而再由實際結論到模擬結論的一個逐漸認知過程，幫助學生更加深入地理解電子電路的基本原理，從而提升學生分析問題、解決問題的能力。電子工作臺（EWB）能夠實現對模擬電路、數字電路以及混合電路的性能仿真與分析。教師可以通過互聯網技術以及SPICE程序的設置分析，同時構建起相應的元器件庫的模型。然后再設計一個合理的電路圖，接著只要接通電源，就能在示波器上觀察到電路中的相應的參數，當然，其他測繪儀器也能監測并分析電路中相應的被測數據。一旦發現測試結果和實際結論情況存在不一致，允許使用者及時調整輸入參數，對于數據做出相應的修改，并再次輸出結果，直到能達到一個較為理想的效果。

（二）模擬仿真技術的展望

模擬仿真技術現已在電子電工實驗教學中得到廣泛應用和普及，由于學生對這種全新技術具有較高的熱情，加上模擬元器件以及設備的相似程度本身又比較高，非常方便讓學生直接地來對其觀察和學習。加上多數學校當前都配備了多媒體教室等教學設施，電子電工實驗教學中，引入模擬仿真技術操作性較強。實踐過程中，教師可以借助多媒體的形式向學生進行直接的演示和講解。利用人機對話的手段，讓每個學生都能真正地參與到仿真實驗中，在整個過程中自己動手操作，自己安插元件，自己設置參數。模擬仿真技術開展的仿真實驗并是真實的自己動手實驗教學，在教學過程中，在學生的實驗過程中，只能作為輔助實驗教學的手段，不能完全代替傳統的實驗教學方法手段。

五、結論

傳統的實驗模式阻礙了學生想象力、創新力的發揮，采用模擬仿真技術進行電子電工實驗，實驗能順利如期完成，學生受益頗多。對外開放的實驗模式，促使學生更好地掌握電子電工相關理論知識，認真分析理解概念和原理，并很好地找我，彌補電子電工方面理論與實踐結合不足的缺陷。利用電子電工模擬仿真技術，學生可以熟悉常電子儀器的測量方法，對實驗過程中的電路工作情況、測量情況有精確的掌握。模擬仿真技術為實驗過程提供了很廣闊的想想力和創造力，并提供可操作空間，為學生提供更多的發揮想象的機會和實驗不同構思的選擇，逐漸提高對電子電工實驗的實際操作能力，為以后的學習工作起到積極促進作用。

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