仿真软件在电工电子技术教学的应用

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【摘要】教学仿真软件不仅能提高学生学习兴趣和主动性，而且能在一定程度上缓解教学中的实训设备不足。本文以《电工电子技术》教学中仿真实验与传统实验相结合的教学实例，阐述仿真软件的在教学中的积极作用。

【关键词】仿真软件；电工电子技术；教学

1.前言

近年来，社会对高技能人才大量需求，使得学校的招生规模不断扩张。有限的设备资源难以保证每位学生有足够的实训时间，实训中的误操作常会导致设备、原件损坏，甚至引发人身伤害事故。既增加教学成本，又存在着风险。同时传统的教学手段和方法，存在着效率低下、教师工作量大等一系列问题。

近年的教学实践证明，通过仿真软件教学既节约教学成本，又能安全高效的达到教学目的。软件内置内容丰富的教学实例，图文并茂，让学生对工作原理有直观、感性的认识。不仅增加学生兴趣和积极性，而且能更好的促进学生对原件、仪器仪表的熟悉和对原理的深入理解。尽管仿真软件能广泛应用到教学过程中很多环节，但它绝对不能完全代替传统的实验教学，特别是技能训练教学。针对以上情况，各职业院校需要探索出一套适合自身情况的方法和模式。

2.教学实例

2.1 实验电路图

实验电路原理图如图1所示，该电路的作用：交流电通过桥式整流二极管和电容滤波后，输出较平滑直流电。使用仿真软件进行实验的所使用的实验器材与设备如图2所示。

2.2 仿真实验内容与步骤

2.2.1 创建电路

2.2.2 通电仿真

改变开关的通断状态，使开关分别使S1断开S2闭合、S1和S2均闭合，测量电路输出电压uO，观察输入与输出电压的波形，记录并分析测量的数据。并将仿真结果以图片形式保存，分别命名为“S1断开S2闭合.jpg”和“S1和S2均闭合.jpg”

2.2.3 仿真实验分析

（1）S1断开S2闭合

设置输入的交流电源u2为9V，50Hz，断开开关S1，闭合开关S2，合上仿真开关，输入、输出波形和输出电压的大小如图3所示。

从实验结果可得出：S1断开S2闭合时，电路是单相桥式整流电路，输出是全波，负载两端的电压为7.786V与理论计算值uO=0.9u2×9=8.1V相差0.314V。

（2）S1和S2均闭合

同时闭合开关S1和S2，打开软件仿真总开关，电路的输入、输出波形和输出电压的大小如图4所示。

从实验结果可得出：

S1和S2都闭合时，经过电容滤波后输出是更为平滑直流电，负载两端的电压为10.301V与理论计算值uO=1.2u2=10.8V相差0.499V。

2.3 传统实验内容与步骤

2.3.1 电路焊接电路板

2.3.2 通电测试

改变开关的通断状态，使其分别使S1断开S2闭合、S1和S2均闭合，测量电路输出电压uO，观察输入与输出电压的波形，记录并分析测量的数据。

3.正确看待传统的电工电子实验与仿真实验之间的关系

电工电子实验是以培养学生基本实践技能为核心，包含认识和理解电子元器件及电路的功能，连接电子电路，对其参数变量进行测量等教学内容。传统的教学实训，增强了学生的基本实践技能。仿真实验则注重对电路原理的理解，是对电路的一种定性分析。传统教学与仿真实验教学两者区别如下：

3.1 对仪器的使用

使用真实的仪表仪器比仿真软件中使用虚拟仪表仪器的难度要大，但从中能培养学生调试仪器的能力和严谨的工作态度。

3.2 对元件的认识

传统实验要认识元件、测试对元件以及对其极性、好坏进行判断等，而仿真实验，只能看到理想元件的模型。

3.3 搭接电路

只有经过真实的电路搭接，才能锻练学生的动手能力和电工电子工艺水平，而在仿真实验中只使用鼠标在电脑上点击，几乎没有对工程能力的训练。

3.4 电路故障

在真实的搭线实训中，排除电路故障的过程是培养学生分析问题，解决问题能力的一个重要机会，而仿真实验在理想的环境中进行，出现故障的情况较少。

综上所述，我们看到传统教学环境开展教学和使用仿真软件进行教学的优劣势，但不能因为学生在传统的实训中接线难，问题多，老师指导困难而放弃传统实训而直接使用仿真软件，也不能因为在计算机上见不到实在的电子器件而放弃使用仿真软件。

4.结束语

仿真教学是一种新的科学研究手段和教学手段，仿真软件可作为教学过程中的一个辅助工具，在教学过程中科学、合理地设计教学环节，使得仿真软件与传统实训有机结合，从而教学目的达到事半功倍的效果。

参考文献

[1]刘彦鹂，周展怀.电工电子实验中仿真实验的地位和作用[J].电气电子教学学报，2007（01）.

[2]唐雁峰.仿真实验在电工电子实验教学中的作用[J].华章，2008（10）.