《电工学实验》课程教学改革与探讨

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摘要：本文针对电工学实验教学过程中存在的问题进行了分析，探讨并提出了对实验课程的教学方法及实验管理措施改革，并结合实际情况加以阐述。教学实践表明，该教学改革取得一定的成效。能够进一步提升教师讲授电工学实验的效率并增强实验效果。同时，对提高学生分析问题及解决问题的能力打下坚实的基础。

关键词：电工学实验 教学改革 仿真实验

中图分类号：G642；G434 文献标识码：A

一、引言

电工学实验是非电类理工科专业技术基础课程《电工学》配套的实验课。该课程要求学生掌握分析电路的原理和方法，获得电机等其电力设备原理及控制方法。理论联系实际，培养动手能力和分析解决问题的能力。由于电工学涉及到的知识比较广泛，对应的电工学实验将会根据专业不同，侧重点也会有所差异[1、2]。本文结合本校的实际情况出发，针对理学院物理系应用物理学专业，探讨了电工学实验教学的改革。

二、电工学实验课程教学方法的改革

1.实验教学中引入EWB软件

在电工学实验教学过程中，为了帮助学生真正理解实验原理和实验技巧，传统的板书讲解方法就显现出较大的局限性。由于电工学实验原理讲解过程中不可避免需要辅助于电路原理图。但是，利用传统的板书讲解法画电路图是一件费时耗力的过程。通常而言，一堂电工学实验时长为2个小时。为了达到即给学生将实验原理讲透彻，同时能给学生留出足够的实验时间，能够达到锻炼学生的动手能力并提升其专业素质，在实际的实验教学中引入了EWB电路仿真软件。EWB电路仿真软件是一款功能强大，内部包含了丰富的元器件，内置虚拟仪器种类多，测量仪器精度高，仿真时间快。该软件图形界面友好，很容易掌握。在具体电路搭建和调试过程中，只需点击鼠标连接电路，并设置好元器件的参数即可开始电路仿真测量及分析。同时，该软件还可以人为设置电路及元器件故障。该特点非常适合训练学生的动手能力和分析电路的能力。该软件可以动态分析电路，并将结果直观显示出来。所以，可以极大地调动学生学习的积极性并产生浓厚的学习兴趣。教师在讲解实验原理的过程中，利用该软件可以快捷搭建起电路原理图并结合电路图讲解，提高了教师讲授实验原理的效率，留给学生更多的实验时间。

比如做基尔霍夫实验，在讲解实验原理的时候，就可以先在EWB仿真软件平台上快速建立对应的实验原理图，如下图所示。从图中我们可以看出该电路原理图中包含有两个结点、三个回路。同时，在各个支路均串联有电流表，并联有电压表。该电路包含有两个直流电源。当点击仿真开关后就可以直观的看到整个电路图中的电流表和电压表动态显示出测量参数。学生在理解基尔霍夫定律的过程中，就可以快捷地针对任意结点及回路进行基尔霍夫定律的验证。教师在讲解实验原理的时候，就可以节省在黑板上画电路图的时间，而且还可以动态讲解整个实验过程及步骤。在有限的时间内高效地将实验相关内容知识立体动态地告诉给学生。

2、实验教学中引入CADe_SIMU仿真软件

CADe_SIMU软件是一款优秀的电气仿真软件。该软件内部提供多种类型的电机及大量的低压控制电器，如交流接触器、按钮及开关。可以动态仿真大量的电机控制电路。同时，该软件比较直观易学。如在讲解电动机点动控制电路及电动机的正反转控制电路实验原理时，就可以利用该软件建立其对应的控制电路原理图。由于该软件可以动态仿真，自动用不同颜色标出电路中的电流分布及电机的运行状态。当按下某一开关或按钮时，对应的交流接触器上的主触头及辅助触头会与之断开或闭合。对应电动机的运行状态也时刻保持一致。因此，在讲授电动机控制电路的实验原理时，可以结合该软件动态灵活讲解电动机控制电路的原理及设计过程。教学实践证明，该方法得到学生的认可，教学效果明显。

三、结束语

实践表明，利用EWB仿真软件和CADe_SIMU仿真软件可以极大的提高电工学实验教学的效率。通过建立虚拟仿真实验室及网站信息公布系统和反馈系统，可以有效提高学生学习电工学的兴趣，可以解决本校物理系相关专业在学习电工学课程过程中遇到的困难。同时，可以进一步提高学生对电路的分析能力和解决实际问题的能力。电工学实验的考核方式的改革，增强了学生做电工学实验的积极性和主动性。综上所述，我们针对电工学实验的教学改革有一定的成效。今后我们将在实验教学改革方面做进一步的探讨，使得电工学实验课能够更加符合本校物理系专业的实际情况，能够为培养学生的创新能力和分析解决问题的能力打下坚实的基础。

参考文献：

1.唐平英，蒋艳玲，王海波.物理学专业电工学实验课程教学效果的提高[J].科教导刊，2012，（15）：144-172.

2.王涌，顾伟驷，贾立新.电工学实验改革以及自制实验示范建设[J].电气电子教学学报，2006，（5）：70-71.

作者简介：

廖辉：讲师，硕士，研究方向为计算物理、计算机仿真技术。