PROTEUS仿真軟件在電類課程教學中的應用與實踐

惠州經濟職業技術學院 龔利英 沈順玲

PROTEUS仿真軟件在電類課程教學中的應用與實踐

惠州經濟職業技術學院 龔利英 沈順玲

合理利用交互式，可視化的PROTEUS仿真軟件進行電類課程教學，可以把枯燥、抽象的理論教學變得直觀生動，進而改善教學效果。本文根據筆者的教學實踐，從理論和實踐的角度介紹了PROTEUS在電類課程教學中的應用情況，及引入該軟件后對教學設計的探討。

PROTEUS；電類課程；應用；實踐

引言

電類課程如電路與電工技術、模擬電子技術、數字電子技術等是電子和自動化專業的核心基礎技術課程，該課程具有知識點多且難，不僅學生難學，教師也難教。其原因主要體現在：教學模式主要采用傳統的教學方法，即在進行一定的理論教學的基礎上，進行一些驗證性實驗，幫助學生理解理論知識；教師按照教材的內容進行滿堂貫的方式，進度快，學生難于跟上；學生學完一門課程后通常不知道有什么用途，學習積極性差；各門課程在教學上互相獨立，形成各自獨立的教學體系。很多教師在教學中引入了仿真軟件，在一定程度上對上述的教學現狀進行了改善，但由于每個教師引入的教學軟件不一樣，讓學生覺得學得多，會得很少。

1　PROTEUS仿真軟件介紹

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司研發的多功能EDA工具軟件，包括ARES和ISIS兩個編程區。ARES是極其方便的印刷電路板高級布線編輯軟件。ISIS是PROTEUS系統的中心。在ISIS編程區具有功能強大的原理圖輸入系統，友好的人機互動的界面，豐富的工具和菜單，操作簡單方便，用戶可以很快上手。該軟件有7000多種的仿真元件；十多種的虛擬儀器，如示波器、電壓表、電流表、邏輯分析儀等常用的測試工具；十多種激勵源，可以進行電路分析、模擬電路、數字電路，單片機、傳感器等方面的仿真，是目前為止在功能上最為齊全和強大的EDA工具。

2　PROTEUS在理論教學中的應用

在電類課程教學中有很多的公式定理，它們是學習該課程的基礎，但傳統的教學方法通常是在教師介紹完定理的內容后舉例說明，接下來是學生練習。這種教學方法以教師為主導地位，比較清晰條理地講解教學的知識點，但由于課堂中基本上都是教師在講，學生在聽，對于大部分的同學來說，覺得枯燥無味，教師講完，練習時學生還是不知道怎樣下手，教師又覺得自己的講解清晰明了，覺得是學生自身問題，沒法教，從而造成惡性循環。下面以電路分析中的疊加定理為例，引入仿真軟件PROTEUS，重新進行教學設計如表1所示。

表1　疊加定理課程教學設計

圖1　

圖2　

圖3　

圖4　電子秒表教學項目設計

在引入仿真軟件后，教師在課堂中主要起到引導的作用，以學生為主體。學生通過參加各種教學活動，各個結論都是學生通過自己的聰明才智分析得到，從而提高學生的成就感，進而積極參與到課堂教學，得到良好的教學效果。

3　PROTEUS在實踐教學中應用

項目教學、教學做一體化等是目前教學改革的方向，筆者也根據多年的教學經驗對數字電子技術課程進行項目式的教學改革。PROTEUS仿真軟件在項目教學中起到了很好的輔助作用，教師可以通過該軟件演示功能效果，對學生容易出現的故障進行模擬仿真，使其直觀化，具體化；學生可以通過課外的時間，事先繪制好原理圖，并進行仿真，增加學生電路制作的成功率，從而獲取更多的成就感。下面以綜合項目電子秒表為例對其進行項目教學設計，如圖4所示。

在引入PROTEUS仿真軟件后，項目教學更加的靈活。學生在教師的引導下，結合之前所學的知識和技能進行電路設計，并進行仿真驗證。教師可通過該平臺直觀地把學生出現的問題展示出來，讓學生更容易理解。

課程設計和畢業設計是一個綜合性的項目，通常需要掌握一門課程甚至是幾門課程的綜合知識及相關技能才能完成，體現和培養學生綜合知識的應用能力。

教師可以利用PROTEUS仿真軟件進行功能演示，并且可以重現學生出現的問題并逐一講解，學生可以直觀認識到所需設計電路的功能及要求，可以先在仿真電路中搭建電路，修改參數，將PROTEUS軟件與KEILC51結合在一起，實現軟硬件電路的聯調，可直觀反映出設計過程中出現的問題。

4　小結

PROTEUS仿真軟件隨著版本的升級，其功能越來越完善，基本上可以完成電類課程中的大部分的電路仿真，無論在學習還是教學都取到很好的輔助作用，課堂中合理使用教學軟件可以起到事半功倍的效果，學習者只需要一臺電腦就可以擁有強大實訓室，隨意的搭建電路，不用擔心實訓設備的損壞，一定程度上可以提高學生學習的興趣，進而提高實踐能力。但仿真電路是在理想狀態進行的，與現實有一定差距，不能完全替代實訓室。

［1］申鳳琴.電工電子技術［M］.機械工業出版社，2008，4.

［2］曾令琴，李偉.電工電子技術［M］.人民郵電出版社，2006，12.

［3］張秀國.PROTEUS在電路分析教學中的應用［J］.珠海城市職業技術學院學報.2007，3.

［4］周靈彬.PROTEUS在“電子技術”教學中的應用［J］.中北大學學報，2007，12.