模擬軟體在類比電子技術教學中的應用
General 更新 2024年05月31日
摘 要： 本文介紹了模擬軟體在類比電子技術課程教學環節中的一些做法，通過模擬虛擬實驗平臺與理論有機結合的教學手段，對培養學生創造性思維能力，改善了教學手段，豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，具有極其重要的作用，使大家認識到模擬軟體在類比電子技術教學中有著廣闊的應用前景。
關鍵詞：模擬軟體 類比電子技術 虛擬實驗平臺 應用
電子課程教學是以理論課教學、課程實驗和課程設計等教學環節構成。我們在教學實踐過程中，如果結合理論教學的程序，利用模擬軟體在計算機上進行類比電子電路實驗和電路設計的模擬，作為教學的補充，既幫助學生更好地理解電子技術的理論知識，又能確保課程實驗電路引數的正確性，還為設計者免去了重複“製作—修改—再製作—再修改”的重複勞動，可以取得良好的教學效果。實踐證明，這種教學、設計手段的運用，有助於增強學生感性認識，培養學生創新能力、計算機應用能力和實際動手能力。我現介紹我院將模擬軟體應用於類比電子技術課程教學中的實際做法。
過去主要是理論課教學，過於注重原理分析、公式推導，學生聽起來枯燥無味，難於理解。為了提高教學效率，需要配合演示實驗。但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會佔用過多時間，影響教學進度。
現在我們將模擬軟體的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應用模擬軟體來模擬的兩個例項。
在類比電路中講授三極體共發射極放大電路時，三極體具有放大和反相的作用，學生理解起來非常困難。我們利用EWB模擬軟體來模擬電路的實際效果。學生先有了感性認識後，理論的講解聽起來就更輕鬆了，其模擬圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入訊號的正半周，在輸出端放大的同時，還存在著失真。
2.開設模擬實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質量
電子技術課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結合起來。以往，實踐環節主要是上實驗課，實驗內容多為驗證性實驗，設計性、綜合性實驗較少。
我們的做法:在學習類比電子技術的過程中，抽幾節課講解模擬軟體的使用方法。在電子技術實驗課之前，學生必須先將電路進行模擬，得到實驗結果以後，再進行實際的安裝、焊接、除錯。學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質量大大提高，特別是在設計性實驗中，可以隨時修改元件引數，並能馬上獲得模擬結果，直到滿足電路設計要求。學生可提出各種設計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發了他們的創新意識，也大大提高了學生電子電路的設計水平。這樣很好地解決了原來設計電路的缺陷：先設計出電路，買回元件後，在麵包板或印製電路板上安裝除錯，需要連線很多的電位器，當除錯好以後，必須重新買元件，重新安裝除錯，將損耗浪費大量的電子元器件。
3.虛擬模擬在課程設計實踐環節中的應用
對於課程設計，我們的做法:將類比電子技術的內容分成幾個單元，每一個單元搞一個課程設計。第一次在老師的帶領下，講電路設計的步驟，完成課程設計。上完下一個單元電路以後，老師佈置一個課程設計題目，學生自己查詢資料，自己設計好電路以後，交給老師檢查，在檢查學生設計方案時，要求學生陳述自己的設計思路，學生在講述的過程中就會進行再次思維。這種虛實結合的方法，既發揮了虛擬實驗高效、經濟的長處，又培養了學生電子製作的能力、分析問題和解決問題的能力。
4.虛擬實驗應注意的問題
雖然採用虛擬模擬輔助教學，改善了教學手段，豐富了教學內容，也能更形象生動地將難於理解的知識用模擬的形式表現出來，也更能激發出學生設計電路的創新意識。但如果完全用虛擬實驗取代實物實驗，就只會在電腦上模擬，學生對真實元器件的封裝、檢測等認知程度大大降低，對使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對實際電子產品設計的佈局能力、佈線能力、安裝除錯能力。為了避免其弊端，使之與傳統的教學相得益彰，融於一體，更好地為現代教學服務，我們採用虛實結合的方式，一方面強調模擬實驗對教學的輔助作用，另一方面認識到實際動手能力的重要性，兩者相輔相成，有機結合。既合理安排模擬實驗課時，主要以學生課後自己上機實驗為主，課堂上進行實際電路的安裝除錯工作；又精心選擇模擬實驗課題，為學生提供科學、合理的模擬實驗題目，讓學生通過實驗，掌握知識，提高興趣。還讓學生做一些設計性的實驗，自己設計、製作安裝除錯，使虛擬模擬實驗變成看得見摸得著的電子產品。
總之，將模擬技術應用於教學中，不僅可以把許多抽象和難以理解的內容變得生動有趣，動態地演示一些現象，化難為易，而且能模擬一些用語言難以清楚表述的，以及現實實驗不易進行的內容。它不僅提高了教學質量，改善了教學手段，豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，而且對於培養學生的自主能力、創新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。當然，也要注意模擬教學的輔助作用和實際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結合，而不能以模擬來完全代替實際操作訓練。
參考文獻：
［1］王正謀主編.Protel99se電路設計與模擬技術［M］.福建科學技術出版社，2005-1.
［2］朱定華主編.類比電子技術［M］.北京交通大學出版社，2008-10.
實用電子工程製圖教學的研究與改革
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關鍵詞：模擬軟體 類比電子技術 虛擬實驗平臺 應用
電子課程教學是以理論課教學、課程實驗和課程設計等教學環節構成。我們在教學實踐過程中，如果結合理論教學的程序，利用模擬軟體在計算機上進行類比電子電路實驗和電路設計的模擬，作為教學的補充，既幫助學生更好地理解電子技術的理論知識，又能確保課程實驗電路引數的正確性，還為設計者免去了重複“製作—修改—再製作—再修改”的重複勞動，可以取得良好的教學效果。實踐證明，這種教學、設計手段的運用，有助於增強學生感性認識，培養學生創新能力、計算機應用能力和實際動手能力。我現介紹我院將模擬軟體應用於類比電子技術課程教學中的實際做法。
過去主要是理論課教學，過於注重原理分析、公式推導，學生聽起來枯燥無味，難於理解。為了提高教學效率，需要配合演示實驗。但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會佔用過多時間，影響教學進度。
現在我們將模擬軟體的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應用模擬軟體來模擬的兩個例項。
在類比電路中講授三極體共發射極放大電路時，三極體具有放大和反相的作用，學生理解起來非常困難。我們利用EWB模擬軟體來模擬電路的實際效果。學生先有了感性認識後，理論的講解聽起來就更輕鬆了，其模擬圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入訊號的正半周，在輸出端放大的同時，還存在著失真。
2.開設模擬實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質量
電子技術課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結合起來。以往，實踐環節主要是上實驗課，實驗內容多為驗證性實驗，設計性、綜合性實驗較少。
我們的做法:在學習類比電子技術的過程中，抽幾節課講解模擬軟體的使用方法。在電子技術實驗課之前，學生必須先將電路進行模擬，得到實驗結果以後，再進行實際的安裝、焊接、除錯。學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質量大大提高，特別是在設計性實驗中，可以隨時修改元件引數，並能馬上獲得模擬結果，直到滿足電路設計要求。學生可提出各種設計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發了他們的創新意識，也大大提高了學生電子電路的設計水平。這樣很好地解決了原來設計電路的缺陷：先設計出電路，買回元件後，在麵包板或印製電路板上安裝除錯，需要連線很多的電位器，當除錯好以後，必須重新買元件，重新安裝除錯，將損耗浪費大量的電子元器件。
3.虛擬模擬在課程設計實踐環節中的應用
對於課程設計，我們的做法:將類比電子技術的內容分成幾個單元，每一個單元搞一個課程設計。第一次在老師的帶領下，講電路設計的步驟，完成課程設計。上完下一個單元電路以後，老師佈置一個課程設計題目，學生自己查詢資料，自己設計好電路以後，交給老師檢查，在檢查學生設計方案時，要求學生陳述自己的設計思路，學生在講述的過程中就會進行再次思維。這種虛實結合的方法，既發揮了虛擬實驗高效、經濟的長處，又培養了學生電子製作的能力、分析問題和解決問題的能力。
4.虛擬實驗應注意的問題
雖然採用虛擬模擬輔助教學，改善了教學手段，豐富了教學內容，也能更形象生動地將難於理解的知識用模擬的形式表現出來，也更能激發出學生設計電路的創新意識。但如果完全用虛擬實驗取代實物實驗，就只會在電腦上模擬，學生對真實元器件的封裝、檢測等認知程度大大降低，對使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對實際電子產品設計的佈局能力、佈線能力、安裝除錯能力。為了避免其弊端，使之與傳統的教學相得益彰，融於一體，更好地為現代教學服務，我們採用虛實結合的方式，一方面強調模擬實驗對教學的輔助作用，另一方面認識到實際動手能力的重要性，兩者相輔相成，有機結合。既合理安排模擬實驗課時，主要以學生課後自己上機實驗為主，課堂上進行實際電路的安裝除錯工作；又精心選擇模擬實驗課題，為學生提供科學、合理的模擬實驗題目，讓學生通過實驗，掌握知識，提高興趣。還讓學生做一些設計性的實驗，自己設計、製作安裝除錯，使虛擬模擬實驗變成看得見摸得著的電子產品。
總之，將模擬技術應用於教學中，不僅可以把許多抽象和難以理解的內容變得生動有趣，動態地演示一些現象，化難為易，而且能模擬一些用語言難以清楚表述的，以及現實實驗不易進行的內容。它不僅提高了教學質量，改善了教學手段，豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，而且對於培養學生的自主能力、創新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。當然，也要注意模擬教學的輔助作用和實際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結合，而不能以模擬來完全代替實際操作訓練。
參考文獻：
［1］王正謀主編.Protel99se電路設計與模擬技術［M］.福建科學技術出版社，2005-1.
［2］朱定華主編.類比電子技術［M］.北京交通大學出版社，2008-10.
試論我國農業機械化推廣工作的思考