EveryCircuit电路仿真软件在电子技术教学中的应用
摘要:该文主要结合电子技术课程的学科特点和高职院校工科学生的学习特点,把EveryCircuit电路仿真软件应用于电子教学的过程中,不仅适用于目前信息化教学的要求,同时符合电子教学“做中学,学中做”的教学模式,更有利于激发学生的学习动机,开展探究式教学。另外可以克服教学硬件的局限性,提高了教学效率和学生的学习效果。
关键词:EveryCircuit;电子技术
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2019)06-0112-02
电子技术课程是电子信息技术、电气自动化、通信等电类专业,以及机电一体化、机电设备维修、汽车检测与技术等非电类专业的一门专业基础必修课程。通过本课程的学习使学生能够认识和检测常见的基本电子元器件,学会分析基本的典型的电子线路,掌握基本原理和基本方法,并能够对常见的电子线路进行检测和故障排除,具备一定动手实践能力,同时提升分析问题和解决问题的能力[1]。为了使学生能够更深刻地、直面地认识和分析典型的电子线路,我们采用电路仿真的方法开展教学,使理论和仿真相结合,同时也采用和实验相结合的方法。目前常用的电路仿真软件为Multisim,该软件提供了更方便的交换环境,在里面有各种型号的电子元器件和常用的模拟电子仪器,极大地方面我们选用符合要求的电子元器件进行电路的搭接,用电子仪器进行检测,进一步完善电路。在教学中引入该软件,确实可以提升学生的学习积极性和学习兴趣,培养探索精神[2,3]。但是该软件由于功能比较强大,占用的内存空间大,只能在电脑上运行,本文采用的EveryCircuit电路仿真软件可直接安装在手机上运行,方便操作和实施,并且形象地显示了电路特征。对促进学生的学习起到了良好的教学效果。
1 电子技术课程课程特点和学生学习特点
电子技术课程是一门理实一体化课程,根据课程要求在教学过程要重视理论性,让学生掌握电子技术的基本知识、基本理论和基本方法,对于大多数学生来说,特别是基础比较薄弱的高职学生来说,感到理论性比较强,分析电子线路比较困难,从而学习起来比较枯燥和厌烦,进而对这门课失去学习的兴趣和求知欲,另外要加强课程的实践性,培养学生设计和搭接电子线路的能力,并且应用基本的电子仪器对电子线路进行检测和调试,锻炼学生的实践操作能力。虽然高职学生在实践操作方面占有一定的优势,但是在理论和实际相结合方面还存在不足,特别是很多学生面对复杂的电子线路感到困惑,以及电子元件参数的设置对电路性能的影响。
2 EveryCircuit电路仿真软件
EveryCircuit电路仿真软件是一款专为电子类专业的学习者打造的软件,它可以直接安装在手机上,仿真电路在手机上运行。在仿真过程中,能够深刻地了解到电子电路是如何进行工作,并实现其功能。在这款软件中,我们可以从元件库中选择所需要的电子元件,在工作界面上搭接电路,然后根据需要设置各元件的参数,电路搭接完毕后只需要点击播放按钮,就能够在工作界面上观察到动态的电压和电流的动画,在模拟电路运行的同时,还可以通过模拟按钮来调整电路参数,来观察电路实时响应的变化。
在该电路仿真模拟器中,元件库中包含常见的电阻、电容、电感、二极管、晶体管、理想运算放大器、数字逻辑门、信号发生器等电子元件和电子仪器。在仿真过程中,我们可以根据电路的需要来设置各电子元件参数。该仿真软件具有直观的用户界面、动画电压和电流波形、瞬态仿真、保存和加载电路原理图、模拟控制旋钮调整电路参数等功能。
该软件的这些功能和特点,在很大程度降低电路仿真的难度,可以有效地弥补理论教学的缺陷,在教学过程中,把理论教学和电路仿真相结合,老师的教和学生动手仿真相结合,理论知识和仿真结果相结合。既激发了学生的学习热情,又提升学习深刻理解和分析电路的能力。同时在很大程度上促使学生之间的相互探讨,促进教学互动。
3 EveryCircuit電路仿真的教学实例
本文以电子技术中的“直流稳压电源”,如图1这一项目中整流和滤波模块为例来分析该种方法在教学中的应用。直流稳压电源这一部分是前面讲的二极管、三极管等知识的具体实际应用,是电子技术中最经典的一部分。
首先结合实际,创设情境,引导学生认识直流稳压电源在生产生活中的具体应用。然后划分功能模块,模块化教学。
然后分模块讲解,在整流模块中,如何把降压后的交流电变为直流电,引导学生复习回顾二极管的单向导电性特征。然后激发学生探讨,通过搭接何种电路来实现。使学生相互交流,讨论如何利用二极管来实现整流电路。让学生用该软件在手机上仿真该整流电路。仿真后的电路如图2所示。
根据同学们的仿真结果提出问题,探讨该电路的局限性,进一步优化电路改变电路的整流性能。引导学生采用四个二极管来实现仿真整流电路。如图3所示,并结合仿真结果来比较两种整流电路的功能,进一步根据仿真中的电压或者电流动画来分析该整流电路。并由此对该电路进行简单的计算。
通过该软件仿真,可以形象地看到整流后输出的电压或者电流波形,并且结合电路的结构和组成,根据二极管的特性对整流电路进行分析,掌握电路分析的基本能力,同时又可以结合借助该软件利用提供的原件搭接电路,设计所需要的电路。
接下来进一步讨论滤波模块,通常采用电容或者电感进行滤波。如图4所示。
在电子线路中,电子元件的参数对电路性能的影响也很大,因此电子线路的分析要比电工基础中学的电气线路要复杂得多,很多学生对电路功能的理解和电路特性的分析感到非常困难。在上述的例子中,通过EveryCircuit仿真,使同学们通过参数调整,分析电容大小对滤波效果的影响,并形象地显示出电路的特性,激发学生的学习兴趣,提升学习主动性,培养自主学习、不断探索,独立地分析问题和解决问题的能力,并能够结合实际,提升自己的动手能力和创新能力。
4 结束语
EveryCircuit电路仿真方便学生在课堂上直接用手机仿真电路,做到理论与实际的相结合,改革传统设计模式,提高了实验效率,并且可以形象生动地显示电路的特征,加强了学生对电路的分析和理解,有利于充分激发和培养学生的自主学习能力及学习电路乐趣。通过介绍EveryCircuit软件的功能、特点,并结合电子电路实例叙述其设计、仿真与分析的具体运,在实际的教学中取得了良好的效果,得到学生的一直赞同。
参考文献:
[1] 李鹏. 仿真教学在高等职业教育中应用研究[D]. 山东师范大学,2008:1-57.
[2] 白玉成. 基于MULTISIM仿真电路的设计与分析[D]. 哈尔滨工程大学,2010:1-69.
[3] 李若琼. Multisim在电工技术教学中的应用[J]. 电子科技,2011(2):124-12.
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