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摘 要:EWB是一个用于电路设计和仿真的EDA工具软件,在高职学院的电子技术课程教学过程中,作为辅助教学手段,可以促进教学质量和学生实践等能力的提高,本文通过实例介绍说明了该软件的使用和教学方法。另外,还阐述了使用该软件的注意事项。
关键词:EWB 电子技术 教学改革 仿真教学法
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-158-02
1引言
《电子技术》作为高职电子类专业的专业基础课,是电子类主干课程,是实践性很强的一门课程。对于一些高职学生而言,要学好这门课程并不简单。很多学生在学习结束之后,依然不明白三极管放大电路、反馈电路和时序逻辑电路等,这门课程对学生的形象思维和逻辑思维能力有比较高的要求,在学习中,学生往往感到教学内容抽象、概念太多、很多电路均难以理解。而在实验实训课程上,由于基础知识薄弱、概念理解不透、电路原理不清楚,导致实验实训的效果并不好。结果常常是教师讲得口干舌燥,学生还是一脸茫然。正因如此,要打破“一块黑板、一支粉笔”的传统教法,改变以往以教师为中心的传统教育模式,探寻先进的教学方法,实施教学做一体化的教学模式,但是基于工作过程的职业教育又对高职院校的实训实训硬件条件提出更多的要求,很多学院电气类的学生都在开设这门课程,要求需要更多的仪器仪表和实验实训设备,而借助计算机辅助教学,运用多媒体的教学手段,将EWB 仿真软件引入高职学院《电子技术》教学过程,作为辅助教学手段,可以减轻学院的教学硬件要求,让学生在轻松、娱乐的氛围中学习还能激发学生学习专业知识的兴趣与热情,促进教学质量和学生实践能力的提高,不失为一种好的辅助教学模式。
2电子工作台( EWB ) 的特点
EWB(Electronics WorkBench)是由加拿大InteractiveImage Technologies 公司于九十年代初推出的专门用于电路分析、模拟电路、数字电路仿真的“虚拟电子工作台”,简称EWB。采用流行的图形化界面操作,界面直观、操作方面,对于大部分学生而言,只需要很少的课时就能够完全掌握它的操作。作为仿真软件,EWB提供了丰富的元器件模型。包括:信号源库、基础元件库、二极管器件库、三极管器件库、逻辑门元器件、数字芯片器件、集成电路等。所有器件的值和参数均可改变。器件库中没有的元器件,还可以由外部模块导入。另外,EWB 为数字电路仿真提供了齐全的虚拟仪器,包括电流表、电压表、万用表、双踪示波器、数字信号发生器、波特图仪、数字信号逻辑分析仪、数字信号发生器、数字逻辑转换器等多种虚拟仪器。在EWB 仿真软件中,创建电路时需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可从各种元件库中直接选取,方便快捷。仿真操作也很简单,操作屏幕的右上方的电源开关就能对电路进行仿真。
3将EWB引入《电子技术》教学的实例
首先,当学习到数字电子技术中计数器的时候,给学生布置一个任务,用74LS190设计一个十进制计数器,设计之后用EWB进行仿真,填写在相应的设计任务书中,这个任务书中包括:设计的思路、设计的电路、仿真结果分析等部分。图1就是一个典型的用集成块74LS190 构成的十进制计数器电路图。从电路中可以看出,当仿真通电后,仿真的方波脉冲源就会以设定的频率输出,然后送到计数器,同时在数码显示器上就能看到0-9 十个数码在循环跳变。图2是信号源的设置,输出占空比为50%,电压为5V的时钟脉信号,图3是电路中各点的波形图,使用EWB进行计数器的仿真,可以让学生更清楚了解计数器的电路结构及动作原理,从而能够激发学生对其他计数器的设计的兴趣。另外,计数器还可以接在经一只4/7 线的译码器和一只仿真的七段数码管连接。这样,使得学生对计数一译码一显示具体过程有了深刻的理解,从而达到实验目的。还可以对信号源的频率进行改变,让学生通过分频电路实现一定频率的输出等等电路的设计和仿真。利用EWB进行一定的实验实训,不仅可以弥补实验设备、材料的不足,而且无设备损坏、材料损耗之忧。学生通过虚拟实验,完全可以达到巩固知识、验证理论、应用理论的目的。这样,通过一个一个的任务,就能够不断提高学生自主设计、验证和分析的能力,对提高学生的素质大有裨益。
图174190构成的十进制计数器
图2脉冲信号设置
图3输出各点的波形图
4使用仿真软件存在的一些问题
(1)合理安排教学计划,制定细致的教学安排,设计好每次教学的内容和教学方法,有些院校只是把这个软件介绍给学生,或者没有合理的安排教学计划,导致没有课时去完成整个内容,笔者以为,这个软件上手比较简单,应穿插在教学中进行,进行相关的实训时,用于验证和设计,这样能够产生很好的效果。
(2)该软件虽然应用广泛,但是该软件大多是在较理想的情况下仿真的,仿真结果与实际情况可能有一些差异。同时该软件还存在一些不足之处 , 用它进行分析或设计时 , 可能会出现一些与理论不太相符的地方,比如说:TTL的门电路尽量的接上高低电平、 值错误及OC门线与时输出错误等,需要我们的教师再使用中注意。
(3)在电路仿真中,许多同学不注意对电路设计和合理性和安全性的考虑,为了满足好奇心,不断改变电路中电源的幅值或频率,而不注意在实际生产运行中,这样做会出现的问题,所以,教师必须进行必要的提示。
(4)软件仿真中,必须认识到:软件仿真不能代替实际电路,不能成为主要教学手段,还要对典型的电路进行实际搭建,分析仿真电路和实际电路结果的区别。另外对实际电路的搭建、元件的识别、电路成本核算、电路调试、结果分析等方面软件不能很好完成,还是要注重对学生实际技能的训练。
(5)在仿真中,要注意国内电气符号和软件中器件电气符号的不同。
5结束语
将EWB作为辅助教学手段引入课堂,不仅可以丰富教学手段,也可以使得部分课程在机房进行,实现讲授、分析、实施一体化的教学,在提高教学效果、增加学生学习兴趣等方面均有提高,而且可以扩展到电工基础、高频电子电路的学习中。现在的很多教材均有对该软件的介绍及使用,但是将其合理的融合到实际的教学当中,处理好教学内容和教学手段的使用却是难点,并不建议整个课程均使用该软件,而是针对性的进行,是一个辅助教学手段,另外,还是要注重对学生实际技能的训练。
参考文献:
[1]路而红.虚拟电子实验室 -ElectronicsWorkbenchM[M].人民 邮电出版社,2001.
[2] 郭勇.EDA 技术基础[M]. 机械工业出版社,2001.
关键词:EWB 电子技术 教学改革 仿真教学法
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-158-02
1引言
《电子技术》作为高职电子类专业的专业基础课,是电子类主干课程,是实践性很强的一门课程。对于一些高职学生而言,要学好这门课程并不简单。很多学生在学习结束之后,依然不明白三极管放大电路、反馈电路和时序逻辑电路等,这门课程对学生的形象思维和逻辑思维能力有比较高的要求,在学习中,学生往往感到教学内容抽象、概念太多、很多电路均难以理解。而在实验实训课程上,由于基础知识薄弱、概念理解不透、电路原理不清楚,导致实验实训的效果并不好。结果常常是教师讲得口干舌燥,学生还是一脸茫然。正因如此,要打破“一块黑板、一支粉笔”的传统教法,改变以往以教师为中心的传统教育模式,探寻先进的教学方法,实施教学做一体化的教学模式,但是基于工作过程的职业教育又对高职院校的实训实训硬件条件提出更多的要求,很多学院电气类的学生都在开设这门课程,要求需要更多的仪器仪表和实验实训设备,而借助计算机辅助教学,运用多媒体的教学手段,将EWB 仿真软件引入高职学院《电子技术》教学过程,作为辅助教学手段,可以减轻学院的教学硬件要求,让学生在轻松、娱乐的氛围中学习还能激发学生学习专业知识的兴趣与热情,促进教学质量和学生实践能力的提高,不失为一种好的辅助教学模式。
2电子工作台( EWB ) 的特点
EWB(Electronics WorkBench)是由加拿大InteractiveImage Technologies 公司于九十年代初推出的专门用于电路分析、模拟电路、数字电路仿真的“虚拟电子工作台”,简称EWB。采用流行的图形化界面操作,界面直观、操作方面,对于大部分学生而言,只需要很少的课时就能够完全掌握它的操作。作为仿真软件,EWB提供了丰富的元器件模型。包括:信号源库、基础元件库、二极管器件库、三极管器件库、逻辑门元器件、数字芯片器件、集成电路等。所有器件的值和参数均可改变。器件库中没有的元器件,还可以由外部模块导入。另外,EWB 为数字电路仿真提供了齐全的虚拟仪器,包括电流表、电压表、万用表、双踪示波器、数字信号发生器、波特图仪、数字信号逻辑分析仪、数字信号发生器、数字逻辑转换器等多种虚拟仪器。在EWB 仿真软件中,创建电路时需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可从各种元件库中直接选取,方便快捷。仿真操作也很简单,操作屏幕的右上方的电源开关就能对电路进行仿真。
3将EWB引入《电子技术》教学的实例
首先,当学习到数字电子技术中计数器的时候,给学生布置一个任务,用74LS190设计一个十进制计数器,设计之后用EWB进行仿真,填写在相应的设计任务书中,这个任务书中包括:设计的思路、设计的电路、仿真结果分析等部分。图1就是一个典型的用集成块74LS190 构成的十进制计数器电路图。从电路中可以看出,当仿真通电后,仿真的方波脉冲源就会以设定的频率输出,然后送到计数器,同时在数码显示器上就能看到0-9 十个数码在循环跳变。图2是信号源的设置,输出占空比为50%,电压为5V的时钟脉信号,图3是电路中各点的波形图,使用EWB进行计数器的仿真,可以让学生更清楚了解计数器的电路结构及动作原理,从而能够激发学生对其他计数器的设计的兴趣。另外,计数器还可以接在经一只4/7 线的译码器和一只仿真的七段数码管连接。这样,使得学生对计数一译码一显示具体过程有了深刻的理解,从而达到实验目的。还可以对信号源的频率进行改变,让学生通过分频电路实现一定频率的输出等等电路的设计和仿真。利用EWB进行一定的实验实训,不仅可以弥补实验设备、材料的不足,而且无设备损坏、材料损耗之忧。学生通过虚拟实验,完全可以达到巩固知识、验证理论、应用理论的目的。这样,通过一个一个的任务,就能够不断提高学生自主设计、验证和分析的能力,对提高学生的素质大有裨益。
图174190构成的十进制计数器
图2脉冲信号设置
图3输出各点的波形图
4使用仿真软件存在的一些问题
(1)合理安排教学计划,制定细致的教学安排,设计好每次教学的内容和教学方法,有些院校只是把这个软件介绍给学生,或者没有合理的安排教学计划,导致没有课时去完成整个内容,笔者以为,这个软件上手比较简单,应穿插在教学中进行,进行相关的实训时,用于验证和设计,这样能够产生很好的效果。
(2)该软件虽然应用广泛,但是该软件大多是在较理想的情况下仿真的,仿真结果与实际情况可能有一些差异。同时该软件还存在一些不足之处 , 用它进行分析或设计时 , 可能会出现一些与理论不太相符的地方,比如说:TTL的门电路尽量的接上高低电平、 值错误及OC门线与时输出错误等,需要我们的教师再使用中注意。
(3)在电路仿真中,许多同学不注意对电路设计和合理性和安全性的考虑,为了满足好奇心,不断改变电路中电源的幅值或频率,而不注意在实际生产运行中,这样做会出现的问题,所以,教师必须进行必要的提示。
(4)软件仿真中,必须认识到:软件仿真不能代替实际电路,不能成为主要教学手段,还要对典型的电路进行实际搭建,分析仿真电路和实际电路结果的区别。另外对实际电路的搭建、元件的识别、电路成本核算、电路调试、结果分析等方面软件不能很好完成,还是要注重对学生实际技能的训练。
(5)在仿真中,要注意国内电气符号和软件中器件电气符号的不同。
5结束语
将EWB作为辅助教学手段引入课堂,不仅可以丰富教学手段,也可以使得部分课程在机房进行,实现讲授、分析、实施一体化的教学,在提高教学效果、增加学生学习兴趣等方面均有提高,而且可以扩展到电工基础、高频电子电路的学习中。现在的很多教材均有对该软件的介绍及使用,但是将其合理的融合到实际的教学当中,处理好教学内容和教学手段的使用却是难点,并不建议整个课程均使用该软件,而是针对性的进行,是一个辅助教学手段,另外,还是要注重对学生实际技能的训练。
参考文献:
[1]路而红.虚拟电子实验室 -ElectronicsWorkbenchM[M].人民 邮电出版社,2001.
[2] 郭勇.EDA 技术基础[M]. 机械工业出版社,2001.