以仿真實驗為中心開展《電工學》教學

蘭州理工大學電氣工程與信息工程學院 余 萍

以仿真實驗為中心開展《電工學》教學

蘭州理工大學電氣工程與信息工程學院 余 萍

本文通過對高等學校非電類專業《電工學》課程特點、教學現狀以及存在問題的分析，對電工學課程體系的優化進行了思考和探索，創新性的提出了以仿真實驗為中心的電工學教學方案，經過在授課班級的實驗論證，此方法能夠有效提高學生學習興趣和效果，對今后電工學課堂教學水平的提高有一定的指導意義。

仿真實驗；電工學；教學

電工學是針對高校工科非電類專業開設的一門技術應用性必修課，內容涉及電路分析、磁路分析、常用的電氣設備及其控制方法等方面[1,2]。課程的任務是使學生掌握電科學的基本理論、知識和技能以及分析和解決實際問題的能力，培養創新精神。該課程具有學時少、內容多且抽象、理論性和實踐性都很強的特點，因此，學生在學習過程中往往表現出學習困難、課堂參與度不高,對概念和原理理解不清，動手能力差等特點，教學效果不甚理想[3]。鑒于這種教學現狀，傳統的教學模式已不能滿足需要，必須大膽改革，豐富課堂教學形式，多種教學手段有機結合，開展以仿真實驗為中心的電工學教學，力求直觀、生動的展示教學內容，幫助學生最大程度理解內容，力爭良好教學效果。

表1 傳統教學方法與以Multisim為中心的教學方法的對比展示

表2

1 課堂教學與Multisim有機結合

Multisim13又稱“虛擬電子工作臺”，是美國國家儀器有限公司開發的一款強大的電路模擬軟件。它擁有超過26,000個元件的元器件庫且參數修改方便，為各類電路的搭建提供了有利保障；擁有萬用表、雙蹤示波器、函數信號發生器、波特圖儀、頻譜分析儀等種類齊全的虛擬測試儀器，用于實現數據結果、波形的直觀顯示和儲存；且提供了直流分析、暫態分析、交流分析、失真分析、時域分析等近20種電路分析方法，從而實現了故障查找、電路工作狀態觀測、提高電路分析效率等功能。Multisim軟件能夠快速、簡潔、有效地實現各類電路的設計和實驗仿真。

Multisim作為一款擁有強大功能的仿真軟件，正在被廣泛應用于電工電子教學中[4,5]。以它為中心開展電工學教學活動，能夠更加直觀而生動地展示教學內容，極大地增加了學生的參與度和滿足感，使其在輕松愉快的學習過程中更加直觀地感受相關概念和原理，更加深刻地理解和掌握學習內容，更加主動地分析和解決問題，此舉既展示了電科學發展的魅力又提高了教學效果。

2 傳統教學方法與以Multisim為中心的教學方法的對比展示

就疊加定理中重要知識點的講解進行兩種教法的對比，說明新方法的優勢和作用。

疊加定理：對于線性電路，任何一條支路的電流(或電壓)，都可以看作是由電路中的各個電源（電壓源或電流源）單獨作用時在此支路上所產生的電流（或電壓）的代數和[6]。

通過對比，顯見以仿真實驗為中心的教學方法對內容的展現更加直觀、生動；在仿真過程中，可以讓學生參與到電路的設計、分析中來，以主動思考代替被動接受，避免了教師灌輸式的教學模式，極大地激發了學生的學習興趣，是學生對相關知識的理解更透徹，記憶更深刻（見表1）。

3 開展以仿真實驗為中心的《電工學》教學活動

面對新形勢下的電工學教學新要求，大膽改革，加大Multisim在電工學教學中的參與比重，充分發揮其優勢，提高教學效果。如表2所示，將列表展示部分將Multisim引入電工學知識點教學中教學步驟。

4 結束語

開展以仿真實驗為中心的電工學教學，避免了傳統教學模式中重教輕導，以教師為中心的誤區，不僅提高了教學形式的多樣性，體現了電科學的先進性，給學生以新鮮感；還從教學內容上將抽象問題形象化、復雜問題簡單化，最大限度的提高了學生的課堂參與度，提高了學習電工學的自信心。經在筆者所在授課班級進行為期一學期的教學改革試驗后發現及格率提高了10.7%，平均分提高了2.8分，90分以上的比例明顯提高，進一步證明此方法切實可行，且大大提高了教學效果，對學生的動手能力、創新能力的培養具有重大的現實意義。

[1]張贊,李小寧．Multisim在電工學理論教學中的應用[J]．中國科技信息,2011(24):216．

[2]張建紅．計算機仿真軟件在電工學課程實驗教學中的輔助應用[J]．科技資訊,2014(22):175．

[3]郭惠玲,張麗．利用仿真技術實現電工學研究型教學法的探討[J]．實驗技術與管理,2009,26(11):83-85．

[4]孫向文,孫立功．Multisim在“電工學”課堂教學中的應用研究[J]．中國電力教育,2014,11(4):73-74．

[5]廖輝．仿真軟件在電工學中輔助教學探討[J]．實驗技術與管理,2014,31(4):102-105．

[6]秦曾煌．《電工學》(上冊)——電工技術(第6版)[M]．北京:高等教育出版社,2004．

余萍（1979—），女，甘肅蘭州人，碩士，講師，主要從事電路與系統、模式識別等方向的教學與研究工作。

甘肅省自然科學基金（1506RJZA104）；蘭州理工大學教學研究項目（JY2013014）。