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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等于0.9u2×9等于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等于1.2u2等于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.