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EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的应用

2019-12-31徐振宇

知识文库 2019年23期
关键词:电子电工电路软件

徐振宇

对于职业教育而言,《电子电工技术》属于专业性相对比较突出的一门学科,在电类专业教育中有着较高的地位,具备实践性强、综合能力要求高等特征,但是对于非电类专业的学生而言,因为课时相对较少,再加上知识点繁多,所以整体教学难度相对较高。对此,为了更好的提升高职教育整体水平,本文简要分析EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的应用,希望可以为相关教育者提供一定帮助。

随着近些年高等教育水平的不断提高,在教学思路、教学方法等方面均在不断的转变和创新。针对《电子电工技术》课程而言,因为在教学方面的难度以及重点等特征,教学的正IT效果相对比较差。EWB仿真软件是近些年所普及于各个学校的教育软件,其具备操作界面友好、操作简单、直观展现等优势,对于学生的知识能力成长有着明显的推动作用。对此,探讨EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的应用具备显著的教育价值。

1 EWB仿真软件

EWB软件设计电路操作简单、仿真显示形象直观,各元件和导线选取、移动、删除非常灵活易于学生接受。技工学校生源的自身特点,电类课程内容抽象。传统教学方法,学生会感觉到于中小学没有区别,很难激发学生求知欲。EWB课堂教学,新颖的教学手段、神奇的显示效果会激发起学生的求知热情,从而提高教学效果。像在刚接触到数字电路中的真值表、逻辑表达式和逻辑电路图时,学生对逻辑表达式是否最简、电路设计工艺是否美观没有标准可参考。如采用EWB软件设计就会化繁为简,大大降低难度。例如:设计一个多数表决小程序。可以列出真值表通过真值表列出表达式Y=AB+AC+BC+ABC。按一般方法下一步就应该是按照公式化简,画出逻辑电路图。但是化简是否正确、最简。学生也无法自己验证。只能接好电路看显示效果。一旦化简不对,设计接线即使正确也不能完成正确显示。学生自己很难判断是化简环节还是接线环节出的问题。检查起来无从下手。若采用EWB仿真验证非常简洁。利用真值表转换表达式功能即能看到学生根据真值表写出的表达式。然后点击化简就会得出最简式。这时学生就能比较自己化简的是否正确,然后再去设计电路。简化后即便不用仿真,实际连接也会简化不少。由此可见,逻辑关系是否正确等任务都可以利用辅助验证。EWB软件使教学过程中充满神奇、简洁生动,有利于学生对概念、原理的理解,掌握。

2 EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的应用

RC电路的直流暂态过程分析。暂态过程是电容、电感动态元件在电路中的特殊现象。暂态过程的存在,可能使电路出现过压或过流,致使设备损坏,必须采取防范措施。因此,电工类专业的学生,必须对暂态电路的过渡过程及规律有深刻的认识。为了让学生理解这部分内容,常利用实验的手段。以RC直流暂态电路为例,由于要观察电容上的波形,同时在研究电路中R和C发生变化对充放电过程的影响时,需要不断改变它们的参数,这在实际电路中操作起来非常不方便。而EWB刚好弥补了这一不足。通过改变R和C的值,并通过示波器观察由于参数变化而引起的系统变化,直观形象,较好地克服了传统教学中的抽象枯燥的特点。

在模拟电路技术教学中的应用。模拟电子技术属于研究半导体器件的性能、电路以及应用的学科,在讲解部分知识的同时,会涉及到比较多的电路图,例如PN节的形成原理以及晶体管的输入曲线等,这一些内容都是学生之前并没有接触过的知识,所以教学的难度相对较高,教学效果也相对较差。在教学中,教师可以借助EWB仿真软件实现虚拟实验教学,在可爱听教学中借助EWB仿真软件直接展现电路图的工作特征,同时针对单管放大电路等内容进行着重讲解,借助以往板书教学结合仿真实验教学方式,可以更好的明确晶体管放大电路的静态以及动态化工作特征,可以更好的明确非线性的失真状况。借助EWB仿真软件可以直接展现分压式偏置放大电路,借助调节RW实现对基极静态电流的改变,同时以合理的设置方式明确静态工作点。在集电极电阻的RC大小影响UCE以及电压放大倍数的情况下,观察RW与RC变化情况及其对于放大器性能的干预效果,综合分析交流放大电路的工作特征,同时设置不同的参数测量最终的实验结果,借助上述工作状况下的输出波形,分析实验数据,最终获得提升RC可以促使输出电压提升,同时电压放大倍数也会随之增长,同时提高放大效果。

下面以电路实验教学为例探讨EWB仿真软件的应用。原理图如图1,在进入ElectronicWorkbench的主界面,在打开File菜单下的New子系统或直接进行编辑,在退出时系统会提示编辑是否保存。按照原理图当汇总的元件链接顺序进行操作。在电阻R、电容C以及电阻r方面,以电阻R为例,从主界面第三排的元件库当中单击图表,并从windows主菜单之下选择无源器件子菜单,此时在屏幕左侧从上至下弹出包含R、L、C等不同电路元件,并将所需要的电阻拖到桌面上,在连接电路操作期间,只需要用鼠标单击按钮便会出现小黑点,按住鼠标左键后拖到另一个元件的小黑点位置,再松开便可以连接。在仿真计算期间,需要先进行参数设置,仿真分析以瞬态进行,在主菜单下用鼠标单击Circuit,在弹出子菜单后选种AnalysisOptions,此时会跳出对话框,选择瞬态分析项,用鼠标左键点击主界面的电源开关,此时电路进入瞬态分析装调,在电源开关的左侧同时跳出时间框。在小框内跳变的时间会显示电路仿真的过程,假设电路中存在错误则会报错,此时便需要调整后再进行仿真操作。

3 EWB仿真软件在高职《电子电工技术》中的优化设计

为了更好的提升EWB仿真软件的应用效果,需要在教学中不断的尝试创新和改进EWB仿真软件的应用方式。在具体教学中,需要从下面几点做好EWB仿真软件的应用优化措施。

3.1教学过程的优化

应用EWB仿真软件的强大功能,促使其在教学期间随时提供实验、电路以及延时等相关内容,同时将电子电工技术的相关理论知识以及实验室数据等有效结合起来,并将枯燥乏味的理论课程转变为理论结合实验的一体化综合性课程。在教学期间,教师可以借助大量的仿真实验方式打破以往的教学难点与重点,同时也可以促使学生在直接观看实验进行过程实现对原理以及结果的明确,在激发学生兴趣的同时提升了学生的整体学习效果。

3.2教学资源的优化

EWB仿真软件能够提供大量的电路元件、仪器设备以及电路分析工具等,在教学中教师需要充分发挥这一些教学资源的应用价值。教师与学生都可以借助各种实验以及数据分析的操作过程实现将理论知识转变为可用知识,促使学生的思维能力以及操作能力等得到有效的提升。与此同时,教师也可以将所需要的实验过程、内容以及相关资料提供给学生,让学生自主的操作EWB仿真软件完成相应的实验学习,这样的教学方式不仅在时间成本方面具备明显的优势,同时还可以更好的适用于不同学习能力的学生,可以更好的突出个体化教学,提升整体教学质量。

3.3实验教学成本的优化

应用EWB仿真软件基本不需要考虑实验过程的危险性问题,但是在真实的实验操作中,部分电路的实验操作是带有危险性的,所以在教学中借助虚拟性的方式可以更好的保障操作的风险问题,不需要担心安全事故,同时教师也可以更好的让学生独立操作,放开学生的“手脚”。与此同时,部分仪器设备因为存在较高的成本以及一定的维修保养费用,但是在EWB仿真软件之下并不需要涉及到任何真实且需要维修保养的设备,所以在经济成本方面具备突出的优势。但是,在教学中为了更好的提升EWB仿真软件的应用价值,仍然需要进一步的提升实验操作过程的设计优化。因为电路本身的设计并没有明确的规定,一些电路既可以简单也可能复杂,EWB仿真软件本身的虚拟性会导致学生操作的随意性或盲目性,此时教师便需要做好针对性的指导教育,例如在电路设计期间,应当让学生以节省材料为目的根据设计要求做好电路的设计,在保障方案合理性的同时借助虚拟平台实现成本的降低。

4 结语

综上所述,EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的应用价值显著,EWB仿真软件的实践性价值较高,能够显著提升学生的学习积极性,同时对于学生发现、分析以及解决问题的能力有着较高的培养针对性,能够更好的发挥和体现学生的学习品质。在教学过程中,教师需要高度重视实践性环节的引入,突出实训设备的开发或引入,高度重视实训类课程的开设,强化实训课程教学合理性以及教學任务的可执行性。

(作者单位:江苏省张家港中等专业学校)

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