模擬電子技術教學中仿真電路的應用

李纮++王昕鑫++秦冰

摘要：在模擬電子技術理論教學中應用仿真電路進行輔助教學，使抽象的概念變得直觀、生動，可提高學生的學習興趣，而且實現了實驗與理論的有機結合。通過仿真電路演示，可使學生迅速掌握電路的功能，有助于學生輕松理解基本概念和電路工作原理，提高了理論教學效果，還可以通過教學互動讓學生積極參與操作驗證，從而加深對電路工作原理的理解和掌握。

關鍵詞：模擬電子技術教學；仿真電路

一、引言

模擬電子技術是電類各專業的主要專業基礎課，具有理論性、實踐性很強的特點，該課程理論知識比較抽象，僅僅靠教師在課堂上講授理論知識會使學生感到枯燥無味，理論分析中的一些繁瑣公式和特性曲線缺乏直觀性，學生感到難以理解和接受，理解和領會教材內容十分困難，產生畏難甚至厭學情緒。另外，由于受實驗室的設備、場地等條件的限制，使學生無法及時領略電路的實際應用，比如，實驗課內容與理論教學內容難以同步，學生動手實踐的機會有限等，導致理論教學效果受到影響。筆者在教學實踐活動中發現，在理論教學過程中引入電路仿真軟件進行輔助教學，可以增強學生對模擬電路的感性認識，明顯改善教學效果，大大提高課堂效率。

二、仿真軟件實現理論與實驗有機結合

利用仿真軟件進行輔助教學，具有直觀而形象的特點，而且可使實驗與理論實現有機的結合，在教學中寓教于樂，提高學生的學習興趣，有助于學生輕松理解概念和電路工作原理。模擬電子技術理論知識抽象，學生難以理解，引入仿真電路，可以在理論教學過程中隨時進行實驗模擬，使學生能夠直觀的看到電路現象和實驗結果，理解所學的知識。例如，放大電路是模擬電子技術課程中很重要的一部分內容，僅靠教師的講解和電路圖描述工作過程和故障現象，學生很難理解這塊知識。而引入仿真軟件后，教師在講課的過程中就可以邊講解邊進行實驗演示，電路功能實驗結果一目了然，不用過多的解釋，學生很容易就明白了放大電路的功能和工作原理。放大電路有三種組態，分別是共射極電路、共基極電路和共集電極電路，這三種電路的交流性能指標各不相同，例如，共發射極放大電路電壓放大倍數大，輸入電阻較小，輸出電阻較大，而共集電極放大電路的電壓放大倍數等于1，輸入電阻大，輸出電阻小，這些各自的電路特點，學生由于理解不深導致容易記混。引入仿真軟件后，這三種電路的各自特點通過實驗現象很容易就記住，特別是學生在理論課堂上通過自己動手連接電路，對三種放大電路的結構組成也就記憶深刻。同時電路仿真軟件還可對器件的某些參數進行更改以及設置電路故障點，加強學生對理論知識的理解和對電路的分析能力的提高，實現理論與實驗的有機結合。仿真電路的引入極大地提高了課堂教學效率，同時也激發了學生的學習興趣，使模擬電子技術理論課教學不再枯燥，而是一邊學理論，一邊動手連接電路，一邊觀察電路現象。

我們電子技術教學采用提倡理實一體化教學模式，讓學生在“學中做、做中學”。例如，直流穩壓電源的制作，涉及到三個部分，它們是整流電路、濾波電路及穩壓電路。設計直流穩壓電源電路時，可以先采用仿真電路分進行電路設計和調試，通過元器件參數的選擇和更換，連接直流穩壓電源的電路，運行正常后，再選擇元器件和進行電路組裝并且調試，只要焊接沒有問題，結果就會正常。如此就省去了對電路反復的測試和調試，也節約了大量時間，提高學習的效率和興趣。學生通過仿真軟件可以很快的通過測試觀測結果是否正確，這樣也提高了學生學習的興趣和學以致用的成就感。同時提高了學生分析解決問題的能力和創新思維的培養。

教師在理論教學中利用仿真軟件對所授器件和電路進行演示和分析，除可增加學生對所學內容的感性認識，提高理論教學效果外，還可以利用仿真軟件引導學生作一些實驗室中不便作的實驗，比如故障現象觀察等，開展各種探索性、研究性實驗，培養學生的創新能力。

按圖1連接整流電路，將節點1，節點2信號接入示波器輸入端，觀察輸入、輸出波形。打開仿真開關，雙擊示波器，適當調整后，觀察輸入端交流波形及輸出端全波脈動直流波形，如圖2。然后，再將一個二極管設為開路故障，觀察輸出信號的變化，如圖3所示，輸出變為半波輸出。

圖1 二極管橋式整流電路

圖2 電路正常的輸出波形

圖3 電路有故障的輸出波形

三、仿真軟件不能完全取代實踐教學

仿真軟件雖然能很好的輔助教學，激發學生電路設計的興趣。但是，也要清醒的認識到仿真實驗教學，不是萬能的，它始終屬于輔助性教學，不能完全取代實踐教學，仿真實驗所接觸的元器件以及儀器儀表都是一些電路符號，這與實際電路操作在材料、體積、外觀和封裝上有著很大差別，而且與實際電路操作的靈活性、不可預見性還有很大的距離，過度依賴仿真實驗，學生就會缺乏對真實元器件的封裝、性能檢測等方面的知識，就會削弱學生對真實元器件的認知程度以及實驗儀器儀表操作技能的訓練，影響對學生解決實際問題能力的培養。因此，模擬電子技術教學還要注重實訓環節，教師必須要處理好仿真電路和實踐教學之間的關系，在使用仿真電路的同時也要加強學生對真實儀器設備和元器件的熟悉和使用，使仿真電路真正服務于教學，幫助學生理解理論知識，提高學習效率。

四、結束語

仿真軟件進行輔助教學，顯示出傳統教學不可比擬的優越性，軟件以其強大的功能和豐富的內容為模擬電子技術的學習帶來了方便，同時也為教師的教學提供了直觀的教具。對仿真電路實驗和實際電路實驗要取長補短，充分發揮各自的優勢，只有合理使用仿真軟件，二者有機結合，才能最大程度的發揮仿真軟件的輔助功能，才能使模擬電子的教學取得最佳的效果。

參考文獻

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