程麗華
(寧夏工業職業學院,寧夏 銀川750021)
因為地區發展不平衡和不同省份對教育支出的費用不相同,我國不同地區的技術性院校的教學設備和儀器的差距比較大,而電工技術這種電子類專業的實踐性和理論性比較強,則需要更多的教學設備和儀器進行模擬和實驗。 在電子學的課堂中,需要較多的教學設備和儀器,對理論進行模擬和再現,加深學生對知識理解和運用。值得慶幸的是,我國引進了EWB 系統。實踐證明,EWB 的仿真軟件解決了教學儀器和設備不足的問題,取得了很好的效果。近幾年來,我國的一些院校積極開展關于EWB 的探索與嘗試,效果比較明顯。EWB 的引進,有助于學生掌握各種儀器和設備的使用方法,對于電子元器件有比較直觀的了解和認識,培養了學生的動手操作能力,激發了學習的積極性。
EWB 是20 世紀末加拿大一家公司推出的一款軟件,其目的在于模擬電子電路的工作流程。 EWB 可以模擬電路、分析電路,虛擬一些電子電路的實際工作。采用的是圖像化的界面操作,操作比較簡單,使深奧的電子世界更加直觀呈現在學生的世界里。
EWB 提供了種類豐富的電子儀器設備, 特別是實驗室常見的儀器,比如電壓表、示波器、萬用表等,同時還包括一些學校不具有的一些昂貴或者高端的儀器,老師們通過講解、分析、展示,學生們容易理解和直觀的認識。
傳統的實驗,對于物資的損耗較大,費用較高。 而EWB 所需要的物資不受到限制,大大降低了成本,減輕了學校的負擔。
對于電工類的老師來說,他們帶領學生進入實驗室,首先考慮的是學生的安全問題。 因為電工實驗室的對象是電流和電壓,實驗中的一些不當的操作可能會導致元器件的損害,而且極易導致安全事故的發生,利用EWB 進行實驗時則可以避免這類事故的發生。
綜合EWB 的上述優點, 我們充分認識到仿真實驗的重要性和必要性。 仿真模擬實驗不僅僅使學生掌握先進的技術,而且培養了學生動手能力和實際操作能力。 同時,引進該項技術解決了學校的資金問題,一定程度上提高了教學質量。
EWB 的操作界面相當友好,而且比較直觀,操作也十分簡單和方便,便于學生的理解和操作,可以很快入門。 同時EWB 的模擬的儀器種類比較多,學生們可以根據自己的實際需要隨時隨地選擇自己需要的儀器,隨時進行模擬。 實驗過程中需要的儀器可以直接從屏幕中選取和使用,然后仿真軟件根據電子電工的相關原理進行再現,顯示一些邏輯上的波形和數據。 使學生對理論有了直觀的認識。
在實際的教學活動中,老師們經常碰到這樣的問題,一些理論學生們怎么都理解不了。最后沒辦法,老師們只能把答案告訴學生們,學生們為了考試只能單純記住答案或者理論來應付考試,對于知識則是糊里糊涂的狀態。而EWB 引進課堂之后,則解決了老師們這一頭疼的問題。老師們發現,學生的主動性和積極性有了很大的提高。以電學中的組合為例,一、電路的競爭的概念比較抽象,原因在于信號的難以理解;二電路是怎樣進行串聯等活動的,在此期間會發生什么樣的情景?針對第一種現象,老師們還能對學生們進行的講解和描述,學生們能勉強接受和簡單的理解,而第二種情況,EWB 仿真軟件則描繪了具體的結構及活動的原理,將比較直觀的、形象的、動態的畫面顯示出來,學生們通過眼看,把直觀的理論便深深印在腦子里。同時,學生們再學習和理解組合電路的競爭便十分的清晰明了。
還有個事例,學生們學習電子技術計數器的時候,老師們給學生布置這樣的任務, 用74LS190 進行一個十進制的計數器的設計工作,設計之后有EWB 進行模擬。 這個老師布置的任務表的內容包括電路設計、設計的思路、預測的結果等,就像理論描述的74LS190 的十進制計算器那樣。 從界面上我們有了更為直觀的認識,電路里,當EWB 的軟件通電后,模擬的方波脈沖源就會以預先設定的頻率輸出,然后會送到計數器上, 同時會在數碼顯示器上看到十個數碼的循環的跳動。接著對信號源進行設置,當電壓為5 伏的時候,輸出占空的一半。 最后, 學生們可以看到電路中各個點的波狀圖,EWB 的仿真數據的模擬,可以使學生清晰了解計數器的結構原理和動作的過程,這樣還可以激發學生們的興趣。 另一方面,74LS190 的計數器還可以接到另一只4/7 的翻譯器和另一只仿真的七段數碼管上。 這樣一來,學生們對計數的一譯碼顯示一具體數據的整個過程有了深刻的了解和印象,鞏固了知識的理論,從而達到了老師們的要求,完成老師布置的任務。同時,對信號源的頻率進行調整,學生通過分頻的電路完成頻率的輸出等其他電路的設計進行仿真和模擬。利用EWB 不斷進行這樣的實驗,不僅僅彌補了實驗儀器和設備的不足, 而且可以減少資金方面的支出,而且利于學生直觀、感性、生動的了解理論和過程,達到鞏固理論、驗證知識、應用實際的目的。
在實踐的教學活動中,充分體現了EWB 的獨特優勢,學生的動手能力和實際的操作能力有了明顯的提高, 這是值得高興和充分肯定的。同時,學生們對一些理論上的東西有了直觀而感性的認識和了解。我們深刻的體會到,科學技術能推動時代的進步和發展,不斷進行教學活動的改革,培養學生的創新意識。
[1]石濱.EWB 仿真軟件在高職《電子電工技術》教學中的運用[J].發展,2013(05).
[2]李晨暉,徐有明,楊端.EWB 在電子技術實驗室教學中的運用[J].信息技術研究教學與研究,2011(24).