仿真軟件在高職《城市軌道交通電工電子技術》教學中的應用

王淑芳 李陶勝

摘?要：本文介紹了在《城市軌道交通電工電子技術》課程教學中引入Multisim 14.0仿真軟件的新型教學模式及其應用實例。實踐表明，仿真軟件的應用能幫助學生理解所學知識點，激發了學生的學習興趣和動手創新能力，達到了較好的教學效果。

關鍵詞：仿真軟件;城市軌道交通電工電子技術;教學應用

隨著我國城市軌道交通業的快速發展，市場對城市軌道交通車輛技術專業的人才需求急劇增加。而《城市軌道交通電工電子技術》是城市軌道交通車輛技術專業的一門專業基礎課程，旨在培養學生掌握相關的基本理論知識和實際應用能力，為后續專業課程的學習儲備電學基礎知識。

1 高職《城市軌道交通電工電子技術》教學現狀

《城市軌道交通電工電子技術》是一門理論性和實踐性很強、很抽象的專業基礎課程[1]。在傳統的教學過程中存在的問題有：（1）大量的理論內容在這么少的課時（56）內很難講解清楚、完整，而實訓課時由于學生人數多，設備少所采用的分組實驗教學平攤每個學生的實訓課時減少;（2）學生對大量的理論公式及枯燥的理論分析失去學習的興趣，從而實訓操作存在不敢、不愿動手的現象，很難達到預期的教學效果。

2 仿真軟件在教學中的應用方案實施

2.1 引入相關仿真軟件教學的必要性

由于在傳統教學中存在以上問題，所以在理論教學過程中引入軟件輔助教學，增加了學生對新生事物的感性認知，提高了學生的學習積極性并幫助他們理解較抽象的理論知識點;在實訓教學中先引入相關仿真軟件再使用傳統實訓設備實訓，一方面，學生沒有安全上的后顧之憂，動手積極性大增，學生還可以自己設計電路，增加了學生的創新能力;另一方面減少安全隱患和管理難度。

2.2 仿真軟件應用于教學中的方案實施

為了克服傳統教學中存在的一些問題，激發學生的學習興趣，培養學生的動手操作及創新能力，在理論教學中輔以軟件教學，來驗證一些基本理論或動態演示控制過程。這種教學模式較為直觀，能很好的調動學生的學習積極性，從而能更好的讓學生理解所學知識點;在實訓教學中，讓學生先用仿真軟件做，再在傳統的實訓設備中動手操作，進行實驗甚至自己設計電路，做到舉一反三。這種教學模式極大地激發了學生的學習積極性，能真正地做到“學中做，做中學”，教學效果良好。

3 Multisim 14.0仿真軟件的教學應用實例

以基爾霍夫定律為例，說明Multisim 14.0仿真軟件在電路教學中的應用。Multisim 14.0是一款具有豐富的電路元件庫和強大的仿真分析能力的軟件[2]。

基爾霍夫定律是求解復雜電路的基本定律，它反應了在任何時刻，流入節點的各支路的電流關系和回路中的各電壓之間的關系，不僅適用于直流電路和交流電路，還適用于含有電子元件的非線性電路。

繪制基爾霍夫定律仿真電路圖，仿真運行后，如圖1所示：

電路中A是節點，電流表I1、I2、I3分別測量支路ABCD、AFED、AD的電流。根據基爾霍夫電流定律的表述，在任何時刻流進節點的電流之和（I1+I2）恒等于流出節點的電流之和（I3）。

仿真結果較為直觀的表明，在節點A處，I1+I2=I3，從而驗證了基爾霍夫電流定律的正確性;通過直流工作點的仿真分析，能很好的解釋什么是支路及一條支路中流經同一個電流，即支路ABCD中流經R1和R4中的電流相同，支路AFED中流經R2和R5中的電流相同。

用電壓表U1、U2、U3和U4分別并聯在BA、BC、AD和DC的兩端，來驗證基爾霍夫電壓定律。運行仿真后的結果如圖2所示：

基爾霍夫電壓定律表明在任何時刻，沿著回路（以BADCB回路為例）按圖3.2的方向繞行一周，各元件上的電位升高的和（U2）恒等于電位降低的和（U1+U3+U4）。仿真結果較為直觀的表明，在BADCB回路中，U1+U3+U4=U2，從而驗證了基爾霍夫電壓定律，加深學生對定律的理解。

4 總結

將仿真軟件應用于《城市軌道交通電工電子技術》的教學中，不僅幫助學生更好的理解抽象的理論知識，提高了學生的學習興趣;還激發了學生動手動腦的學習習慣，提高了學生的創新能力，達到了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]于濤.城市軌道交通電工電子[M].北京：機械工業出版社，2018.

[2]代雪會，郭明.Multisim仿真軟件在《汽車電工與電子技術》中的應用[J].教育教學論壇，2019.08.

項目：項目名稱：基于新能源汽車車身覆蓋件生產線氣動機器人智能優化研究與應用，項目編號：KJ2019A1193;基金項目：安徽省質量工程教學研究項目（項目編號：2018jyxm0645，項目主持人：夏燕玲

作者簡介：王淑芳，安慶職業技術學院助教。