浅谈EWB仿真软件在电子技术教学中的应用

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  随着电子工业的飞速发展,社会对电类技术工人的需求日益增大。新电子元件、新型电路模块不断涌现。技工院校老三样,“车、钳、电”的传统实习教学模式,已远远不能满足现代电子工业发展的培训需要。学校相应配套实习设备和材料的资金消耗成了学校实习教学的一大困难。计算机仿真技术在实习教学过程中已显示出了强大的优势。把仿真技术引入到技工院校实习教学中,使实习更加安全,实习消耗大大降低。另一方面,从教学效率的提高和培训效果来看,仿真技术在实习培训中已显示出了重要作用。下面,笔者就从仿真技术在技校实习教学的优越性、可行性等方面探讨一下如何更好地利用仿真技术。
  EWB(electronic workbench)软件是专门用于电子线路仿真的“虚拟电子工作台”,由于该软件仪器库容纳大量“电子元器件”以及“仪器仪表”,可以完成大量电子电路课程中的实验课题,它不但成为多种实物实验操作的模拟器和替代手段。仿真辅助教学更具有直观而形象的特点。将EWB软件引入电子技术等课程教学中有很多优势,取得很好的教学效果。
  一、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。
  二、EWB软件内置元件库仪表、显示仪器内容丰富,而且仿真界面与实际仪器仪表很相似,仿真练习会大大提高学生实习操作效率
  例如,可在EWB工作区中选择适当的电子器件象示波器、信号发生器等仪器,再将这些电子器件连接成放大电路如图1所示。
  将交流信号接在输入端,双踪示波器接在输出端,进行仿真教学,就可以清楚地看到输入信号和输出信号的波形,输出波形产生的失真波形。波形的变化,频率显示准确、直观。
  三、设计电路故障方便、途径多样、安全性高,且线路故障错误连接不会损坏设备,能有效避免损坏仪器尤其是高档仪表设备带来的经济损失
  在电子电工教学中,经常会设置某个元器件发生短路、断路、漏电等故障,而这些假设由于存在不安全因素,仿真实习不会对操作对象如仪表、元件等造成实质性损害,更不会因操作失误对学生造成人身危害。实际操作中,多次地把元件拆下和焊接上对损坏器件和电路板损坏不可预测。用EWB进行仿真模拟实验,困难很快得以解决。
  总之, 使用EWB仿真软件的辅助教学,已显示出了传统教学无法比拟的优越性。同时,仿真教学不仅是一种不断开发创新的教学手段,仿真技术已经渗透到各行各业,仿真软件的功能日益强大,仿真教学更加完善。目前,各个学校只有结合本校硬件设施,发挥仿真教学的强大优势。加强仿真技术与实习技术的科学融合,在充分发挥其优势的同时,注重对学生实训实习的完美结合,达到最佳的培训教学效果。
  (作者单位:河北省衡水技师学院)
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