仿真軟件在電工電子技術(shù)教學(xué)中輔助教學(xué)探究

劉海艷　李俐

摘要：在中職電工電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用仿真軟件，符合“做中學(xué)，做中教”的新型職業(yè)教育教學(xué)理念，能夠有效的提高中職學(xué)生電工電子技術(shù)的實(shí)踐操作能力，能夠?yàn)閷W(xué)生畢業(yè)后更好的勝任工作崗位打好基礎(chǔ)。本文從仿真軟件的優(yōu)勢(shì)和教學(xué)應(yīng)用實(shí)例，介紹了仿真軟件在電工電子技術(shù)教學(xué)中的輔助教學(xué)作用，旨在不斷改進(jìn)教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)呈現(xiàn)方式，提高學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：仿真軟件 電工電子 教學(xué)

電工電子技術(shù)是中職汽修專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，該課程內(nèi)容多，由電工部分、模擬電路部分和數(shù)字電路部分組成。電工電子技術(shù)大部分內(nèi)容抽象難懂，而中職學(xué)生的基礎(chǔ)不好，所以很難理解抽象的理論知識(shí)，因此學(xué)習(xí)沒(méi)有積極性。通過(guò)仿真軟件，可以將抽象的電路原理直觀化呈現(xiàn)，同時(shí)這種新穎的教學(xué)呈現(xiàn)方式還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，消除學(xué)生的畏難情緒，提高教學(xué)效果。

一、Multisim 軟件介紹

Multisim軟件是一款應(yīng)用簡(jiǎn)單方便的電路仿真軟件，可以應(yīng)用于單元電路、功能電路等的構(gòu)建及相應(yīng)調(diào)試的仿真。Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。該仿真軟件提供了多種電子元件模型，包含了多種電源、電容、電阻、電感等電路元件，還包含了電流表、電壓表、示波器等多種電路測(cè)量?jī)x器。Multisim軟件中所提供的元件器和測(cè)量?jī)x表與實(shí)際情況十分相近，它相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備先進(jìn)、功能齊全的電工電子實(shí)訓(xùn)室。在進(jìn)行電路仿真的過(guò)程中，可以按照真實(shí)的電路連接過(guò)程進(jìn)行仿真電路的搭建和測(cè)試，整個(gè)過(guò)程就如同在實(shí)驗(yàn)室親自做實(shí)驗(yàn)調(diào)試和測(cè)量數(shù)據(jù)一樣。

二、Multisim 仿真特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

（一）不受實(shí)驗(yàn)器材的限制。仿真軟件在虛擬世界中創(chuàng)建了一個(gè)大型的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生無(wú)需實(shí)驗(yàn)器材和配套的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，就可以對(duì)任何一個(gè)電路進(jìn)行搭建和測(cè)試。

（二）仿真干擾小，精度高。仿真實(shí)驗(yàn)是一種理想的實(shí)驗(yàn)，它不需要考慮環(huán)境因素對(duì)電路的影響。軟件中的測(cè)量?jī)x器精度很高，量程又非常大，這些都是實(shí)際儀器中無(wú)法做到的。理想的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和高精度的儀器相互配合，減小了實(shí)驗(yàn)誤差，有效提高了仿真精度，更不用考慮學(xué)生誤操作造成的儀器損壞問(wèn)題。

（三）仿真實(shí)驗(yàn)生動(dòng)、直觀。利用仿真軟件對(duì)一些難懂抽象的電路原理進(jìn)行仿真，可以使其形象直觀的呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生可以利用仿真軟件中提供的儀器，對(duì)電路各部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，也可以隨時(shí)更改電路參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，有效解決教學(xué)難點(diǎn)問(wèn)題。

（四）仿真實(shí)驗(yàn)安全性高。在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，開(kāi)展仿真實(shí)驗(yàn)不用準(zhǔn)備大量的實(shí)訓(xùn)器材，這對(duì)于汽修專(zhuān)業(yè)電工電子實(shí)訓(xùn)器材缺乏的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)非常適用。同時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)無(wú)論什么樣的電路搭建都不存大的安全問(wèn)題，但其仿真效果又與真實(shí)電路基本相似，這既提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，又減少了實(shí)驗(yàn)器材的損耗，彌補(bǔ)了電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)器材不足的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

（五）Multisim 仿真軟件的適用性強(qiáng)。該軟件對(duì)電工電子技術(shù)這門(mén)課程教學(xué)中的電路定律驗(yàn)證和實(shí)際電路仿真，都有很高的適用性。用其代替原有的演示實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生的認(rèn)識(shí)更直觀，更生動(dòng)。用仿真軟件加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路工作過(guò)程的理解，理論結(jié)合實(shí)際，鞏固重點(diǎn)知識(shí)。

三、仿真軟件在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與傳統(tǒng)的講授原理和推導(dǎo)公式相比，仿真實(shí)驗(yàn)更注重學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位和學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。在仿真軟件的輔助下，創(chuàng)設(shè)了良好的教學(xué)情境，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)熱情，通過(guò)仿真過(guò)程提高了學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力。

（二）增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。在電工電子技術(shù)的教學(xué)中，借助仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在虛擬仿真的世界中，進(jìn)行電路定律的驗(yàn)證和電路數(shù)據(jù)的測(cè)試，這種教學(xué)模式給學(xué)生帶來(lái)更多的應(yīng)用體會(huì)，學(xué)生在搭建電路的過(guò)程中對(duì)定律和原理有了更深刻的理解，也對(duì)如何應(yīng)用所學(xué)知識(shí)有了更細(xì)致的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

（三）提高學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。仿真軟件為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以在這個(gè)虛擬的平臺(tái)中，進(jìn)行各種定律的驗(yàn)證和電子電路的連接測(cè)試實(shí)驗(yàn)。在電工電子技術(shù)教學(xué)中教師有效利用仿真實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)連接電路分析原理，理解定律，掌握相關(guān)的行業(yè)知識(shí)和應(yīng)用實(shí)例，提升了學(xué)生的行業(yè)綜合素質(zhì)。

四、仿真軟件在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用舉例

（一）利用仿真軟件輔助理解基爾霍夫定律。基爾霍夫定律包括，基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。在理論教學(xué)過(guò)程中，由于講解原理的電路圖是靜態(tài)的，教師只能利用一些箭頭和線(xiàn)條等符號(hào)來(lái)幫助學(xué)生理解定律內(nèi)容。而利用仿真軟件則可以搭建一個(gè)真實(shí)的電路，可以隨時(shí)更改電路的參數(shù)，用儀表記錄電路數(shù)據(jù)的變化，學(xué)生通過(guò)對(duì)電路數(shù)據(jù)的分析，可以很容易得出定律結(jié)論。從實(shí)際情況出發(fā)，經(jīng)過(guò)電路仿真、數(shù)據(jù)分析深化了學(xué)生對(duì)定律的理解和記憶。

（二）利用仿真軟件輔助理解單相橋式整流電路的工作過(guò)程。單相橋式整流電路是穩(wěn)壓電源中非常重要的一部分電路，學(xué)生對(duì)如何將正弦交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電的過(guò)程很難理解。因此，學(xué)生通過(guò)在仿真軟件中搭建電路，對(duì)電路各元件的工作情況，各點(diǎn)的電流和電壓進(jìn)行測(cè)試、記錄和分析，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路工作過(guò)程的直觀認(rèn)識(shí)，鞏固重點(diǎn)知識(shí)。同時(shí)還可以利用仿真軟件對(duì)錯(cuò)誤連接的電路進(jìn)行分析，讓學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)到電路故障帶來(lái)的危害，而不會(huì)像實(shí)際電路那樣造成電路元件器的損壞，在故障電路測(cè)試和分析的過(guò)程中，深化了學(xué)生對(duì)電路工作過(guò)程的理解。

（三）提高負(fù)載功率因數(shù)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。負(fù)載的功率因數(shù)高低，直接影響著發(fā)電設(shè)備的工作效率。造成電路中功率因數(shù)降低的原因是電感性負(fù)載的存在。在進(jìn)行功率因數(shù)這一節(jié)課的教學(xué)時(shí)，可以在仿真軟件中搭建一個(gè)日光燈電路原理圖，給電路并接入電容器，測(cè)量電路中電流和電壓的數(shù)據(jù)，分析電路的功率和功率因數(shù)變化，最后得出結(jié)論，通過(guò)并聯(lián)電容器可以提高電路的功率因數(shù)，學(xué)生通過(guò)改變電路參數(shù)，分析電路數(shù)據(jù)得出的結(jié)論更有說(shuō)服力，也更容易理解和記憶。

五、結(jié)語(yǔ)

在電工電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新了電工電子技術(shù)的教學(xué)模式，解決了汽修專(zhuān)業(yè)電工電子實(shí)訓(xùn)設(shè)備和元器件不足的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。將虛擬技術(shù)引入課堂，使抽象的內(nèi)容立體化呈現(xiàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力，在小組搭建電路分析和討論的過(guò)程中，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，養(yǎng)成了良好的職業(yè)素養(yǎng)。

（作者單位：唐山勞動(dòng)技師學(xué)院）