基于Proteus仿真的電工技術教學改革

李暉　趙明　張玉茹　蘇曉東　姜海濤

摘 要：傳統電工技術教學過程中，更多注重的是基于理論的形式教學，相對枯燥，學生學習興趣不高；且由于實踐操作過于集中，學生難以準確完成，實驗效果不佳。通過在理論教學和實踐操作過程中引入Proteus仿真環節，作為理論教學和實踐教學樞紐，豐富課堂教學視覺沖擊，完善實驗準確精度，提高電工教學效果，實現學生整體能力的躍升。

關鍵詞：Proteus；仿真；電工技術；教學改革

電工學是一門工科非電專業的技術基礎課程，其主要任務是為學生學習專業知識和從事工程技術工作打好電工技術的理論基礎，受到必要的基本技能訓練。學好電工技術相關課程，不僅可以解決現實生活中電類相關難題，更有助于推動相關技術發展。[1]在電工學課程理論和實踐教學過程中，引入Proteus仿真教學方法，生動化理論教學，系統化實踐操作，深化傳統技術教學改革，不僅提高學生學習興趣，更可以保證課堂教學效果，最終實現教學相長，提高教學效果。

1 傳統電工技術教學存在問題

（1）理論教學至上。傳統電工技術教學過程中，理論教學學時比重較大，更多流于形式化教育，這種教學方式正是學生從小到大普遍采用的學習方式，缺少創新性，因此學生注意力很難集中，無法充分調動學習主動性和積極性。

（2）實踐教學薄弱。實踐教學過程中出現的問題主要體現在以下兩個方面：一是實踐操作過于集中，時間較短，同時學生實驗速度緩慢，往往課堂時間半數學生無法完成實驗，或完成實驗但未能充分理解，實驗效果不佳；二是實驗操作預習不充分，實驗過程錯誤較多，容易造成儀器儀表損壞，而這種儀器損壞對于學生實驗心理會造成影響，畏首畏尾，積極性受到較大影響。

2 基于Proteus仿真的電工技術教學改革

2.1 Proteus仿真在理論教學中的應用

在電工技術教學過程中，引入感性直觀的Proteus仿真教學方式對于改善相對抽象的理論分析有著重要的意義。很多抽象知識點利用仿真直觀表示，對于學生來說，其教學效果不亞于一次生動的課堂實驗。本文以經典戴維寧定理為例，分析仿真教學的優勢。[3.4]

戴維寧定理是一個相對抽象的定理，通常在理論教學過程中不易被學生們理解。我們利用Proteus軟件仿真實現定理，仿真電路如圖1（a）所示。

運行結果證明戴維寧定理的正確性。在仿真演示的強化下可使學生加深對戴維寧定理的理解。

2.2 Proteus仿真在實驗教學中的應用

傳統電工技術教學過程中，電路復雜，設備新穎，學生在驗證電路理論之前，需要花費相對較多的時間去熟悉實驗儀器，以避免操作錯誤。Proteus仿真方法由于其使用簡單，不局限于實驗室，因而可以從一個側面改善上述情況。

學生在實驗之前通過仿真提前熟悉實驗原理，實驗步驟和設備使用方法，先仿真后實物的方方法大大提高了學生實驗的成功性。[5]

例如一階電路響應實驗，在實驗之前通過仿真搭建一階RC積分電路，如圖3所示。利用虛擬儀器中的示波器（OSCILLOSCOPE）觀察電路響應結果，分析參數變化對輸出波形的影響。學生不僅可以提前分析電路，熟悉示波器的使用，更可以掌握時間常數的真正含義，一舉多得。

3 結語

在傳統電工技術教學實踐環節中引入Proteus仿真教學方式，不僅可以增加理論授課的生動性，增強實驗過程的成功性，還能夠排除學生電工畏難心理，提高元件和設備的使用率。基于Proteus仿真的電工技術教學改革，使軟件仿真和硬件設計有機地結合起來，對后期專業課程學習和課外創新創業設計同樣有著積極的推動作用，在電工技術教學持續改革過程中發揮了重要的作用。

參考文獻：

[1]王海波.基于Multisim仿真軟件的電工電子實踐教學改革[J].數字技術與應用，2011（9）：221.222.

[2]秦毅男，廖曉輝.基于PSPICE的電工電子實驗教學改革與實踐[J].實驗室科學，2005（2）：46.48.

[3]張興初，孫志兵，侯繼紅.淺談基于Proteus實測的模擬電子技術教學設計[J].中國現代教育裝備，2010（7）：96.97.

[4]王曉允.基于Proteus的單片機實踐課程教學應用[J].科技風，2018（11）：33.34.

[5]侯俊才，傅隆生.基于Proteus仿真的電工電子技術教學改革[J].中國現代教育裝備，2015（9）：90.92.

基金項目：教育部高教司產學合作協同育人項目（項目號：201702064010），黑龍江省高等教育教學改革研究項目（項目號：SJGY20170075，SJGY20180250），哈爾濱商業大學實踐教學改革與研究項目（項目號：SJXM2018A004）

作者簡介：李暉（1985.），男，黑龍江哈爾濱人，碩士研究生導師，副教授，博士，研究方向：智能控制與決策。