時(shí)間：2022-05-03 07:59:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬仿真電子技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.電子技術(shù)課程的特征
電子技術(shù)是電氣類專業(yè)及自動(dòng)化專業(yè)的主要課程，電子技術(shù)課程一般將自動(dòng)化技術(shù)、電氣技術(shù)、電子技術(shù)三者融為一體，主要有以下幾個(gè)特征：（1）知識(shí)理論較深，波形變化復(fù)雜難以捉摸，教學(xué)模式單一，學(xué)生不易理解。（2）電子技術(shù)系統(tǒng)模式特征鮮明，波形變化、參數(shù)變化較為復(fù)雜，每個(gè)電路電子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獨(dú)立性強(qiáng)。（3）電子電路設(shè)計(jì)綜合性強(qiáng)，電子技術(shù)應(yīng)用范圍廣，可開發(fā)操作案例非常完善。
考慮到電子技術(shù)課程理論知識(shí)較深，系統(tǒng)模式化明顯，所以教學(xué)一般選用EWB虛擬仿真軟件，此軟件具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）EWB具有非常強(qiáng)大的模擬仿真能力，適合教學(xué)實(shí)踐仿真，學(xué)生易于學(xué)習(xí)操作，EWB運(yùn)行簡(jiǎn)單。（2）EWB軟件采用直觀的圖形界面，易于仿真實(shí)驗(yàn)室工作平臺(tái)。（3）EWB也是一個(gè)非常專業(yè)的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，可以提供專業(yè)的門電氣系統(tǒng)模型，具有實(shí)物的所有數(shù)據(jù)與特征屬性，非常適合虛擬仿真模擬操作，并且節(jié)約經(jīng)費(fèi)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
3.電子技術(shù)課程教學(xué)應(yīng)用虛擬仿真的可靠性
隨著國(guó)家對(duì)教育事業(yè)的大力投入，眾多職業(yè)學(xué)校的教學(xué)設(shè)施以及環(huán)境都得到了改善，多媒體教學(xué)基本普及，許多學(xué)校也有了自己相應(yīng)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室及教學(xué)用室，計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)的虛擬仿真平臺(tái)也得到了普及，在日常教學(xué)課程中，教師可以通過虛擬仿真平臺(tái)來(lái)演示一些較難理解的知識(shí)，讓學(xué)生更好地觀測(cè)、理解這些知識(shí)點(diǎn)。虛擬仿真平臺(tái)的大力發(fā)展和普及取決于計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，職業(yè)學(xué)校紛紛設(shè)立自己的電子技術(shù)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，安裝不同的先進(jìn)的虛擬仿真平臺(tái)，學(xué)生在下課時(shí)也可去多媒體教室進(jìn)行軟件學(xué)習(xí)，這讓教學(xué)不僅能在課堂上實(shí)現(xiàn)，課下也可以讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)，提升了教學(xué)質(zhì)量和效果。
二、虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用
1.在電子技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真教學(xué)
以往的電子技術(shù)課程教學(xué)中，教師由于電子技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備的缺乏，無(wú)法將理論知識(shí)與實(shí)踐實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，只能將傳統(tǒng)系統(tǒng)教學(xué)分為理論知識(shí)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。但在純理論知識(shí)的教學(xué)中，教師很難將一些較難理解知識(shí)公式教給學(xué)生，學(xué)生也難以理解。若通過演示實(shí)驗(yàn)，會(huì)占據(jù)大部分課程時(shí)間，如果能將虛擬仿真技術(shù)引入到教學(xué)課堂，將大大減少教學(xué)用時(shí)，也會(huì)告別傳統(tǒng)教學(xué)模式，讓學(xué)生跟著教師在虛擬仿真平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更簡(jiǎn)潔地理解相應(yīng)的理論知識(shí)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)課程的積極性。
2.改革電子技術(shù)課程教學(xué)，增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
在一般職業(yè)學(xué)校中，電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)多注重實(shí)踐操作，但若學(xué)生沒有很好地掌握理論知識(shí)，就很難操作好一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，電子技術(shù)專業(yè)課程需要將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合才能完善教學(xué)。這就需要應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)，既可以讓教師引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來(lái)理解理論知識(shí)，也能讓學(xué)生自主進(jìn)行相關(guān)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的探索，來(lái)提升學(xué)生對(duì)電子技術(shù)的熱情和設(shè)計(jì)創(chuàng)作水平。
三、總結(jié)
【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)；職校教育；電子技術(shù)教學(xué)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子技術(shù)在企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，這對(duì)電子技術(shù)教育工作提出了更高要求。而職校電子技術(shù)課程作為培養(yǎng)學(xué)生電子技術(shù)實(shí)踐操作能力的重要途徑，直接關(guān)乎學(xué)生的未來(lái)發(fā)展。然而，傳統(tǒng)的電子技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足新形勢(shì)下的職校教育需求，所以創(chuàng)新其應(yīng)用策略刻不容緩，以便不斷提升職校電子技術(shù)教學(xué)有效性。
1.引入虛擬仿真技術(shù)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
在當(dāng)前的職校電子技術(shù)課程教學(xué)中，教師大都注重理論知識(shí)的講解，卻忽視了實(shí)踐指導(dǎo)在提升學(xué)生電子技術(shù)操作能力方面的積極作用。但是單純地講解電子技術(shù)方面的公式、原理等理論知識(shí)，職校學(xué)生很容易感覺到枯燥、乏味，并會(huì)逐步產(chǎn)生厭學(xué)情緒，以至于無(wú)法促進(jìn)學(xué)生投入到電子技術(shù)教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。而此時(shí)如果教師可以在課堂教學(xué)中引入虛擬仿真技術(shù)，則可以徹底打破傳統(tǒng)單一教學(xué)模式的束縛，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手操作體驗(yàn)。與此同時(shí)，在學(xué)生的實(shí)踐操作過程中，學(xué)生也更加容易獲取更多的教學(xué)知識(shí)，并可以借助學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)來(lái)逐步形成科學(xué)的思維和創(chuàng)新意識(shí)。而借助虛擬仿真技術(shù)的合理運(yùn)用，學(xué)生可以更好地進(jìn)行電子電路的實(shí)驗(yàn)和操作方面的教學(xué)，從而借助實(shí)踐操作來(lái)幫助學(xué)生更好地了解相關(guān)的理論知識(shí)，提升他們的實(shí)踐操作能力。
為了進(jìn)一步提升職校電子技術(shù)課程教學(xué)有效性，教師需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)開展理論知識(shí)方面的教學(xué)，以便深化學(xué)生對(duì)于電子技術(shù)課程方面理論知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，以為后續(xù)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。但是如果教師只是一味地借助實(shí)驗(yàn)操作的方式來(lái)開展教學(xué)，那么就會(huì)浪費(fèi)材料和時(shí)間。而此時(shí)如果可以合理運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，那么可以借助多媒體等信心技術(shù)軟件來(lái)將那些抽象的理論教學(xué)知識(shí)以更加直觀、生動(dòng)地方式展示給學(xué)生，從而可以深化學(xué)生對(duì)于職校技術(shù)課程教學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如，在講解“放大電路”這部分教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，授課教師可以采用虛擬仿真技術(shù)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生探究教材上有關(guān)共射極放大電路的三種組態(tài)，深化學(xué)生對(duì)于放大電路方面知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2.創(chuàng)設(shè)仿真電子實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)操作能力
在職校電子技術(shù)課程教學(xué)中，為了檢驗(yàn)虛擬仿真技術(shù)引入的教學(xué)效果，必須要借助實(shí)驗(yàn)開展來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，在引入虛擬仿真技術(shù)的時(shí)候，教師可以通過電子電路的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)幫助學(xué)生在模擬場(chǎng)景中去驗(yàn)證相關(guān)理論知識(shí)的科學(xué)性和合理性，同時(shí)也可以使職校學(xué)生更好地體驗(yàn)電子技術(shù)學(xué)習(xí)的魅力，提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。但是必須要結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容或者實(shí)驗(yàn)知識(shí)等方面的知識(shí)來(lái)合理開展仿真實(shí)驗(yàn)，以便可以更好地開展電子技術(shù)課程教學(xué)。此外，在職校電子技術(shù)課程教學(xué)中，授課教師需要結(jié)合職校電子技術(shù)課程教學(xué)的特點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)需求和性格特征來(lái)對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方式和活動(dòng)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，以便切實(shí)將虛擬仿真技術(shù)引入到中職電子技術(shù)課程教學(xué)中來(lái)，不斷提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力。
例如，在講解《彩色電視機(jī)原理與維修》這部分教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，授課教師可以先借助多媒體等信息技術(shù)軟件來(lái)為學(xué)生展示電視機(jī)從上世紀(jì)七十年代末到今天的發(fā)展歷程，同時(shí)還要為學(xué)生講解全球彩色電視市場(chǎng)的現(xiàn)有特點(diǎn)。實(shí)際上，彩色電視機(jī)和學(xué)生的生活之間具有緊密聯(lián)系，其是生活中經(jīng)常接觸的一種事物，所以授課教師在開展這部分知識(shí)授課的時(shí)候，結(jié)合生活實(shí)際來(lái)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些富有啟發(fā)性的教學(xué)問題。比如：“你家中所用電視機(jī)是哪種型號(hào)呢？有什么功能呢？”等，以便借此來(lái)充分加強(qiáng)師生互動(dòng)。此外，授課教師還可以借助多媒體等信息技術(shù)軟件來(lái)為學(xué)生展示一個(gè)立體化的電視機(jī)模型，使學(xué)生借助真實(shí)的模型來(lái)了解彩色電視機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及其構(gòu)成部件，同時(shí)還可以組織學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)操作來(lái)完成有關(guān)電視機(jī)零件的整合操作，從而可以提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力。
3.開展虛擬項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，提升綜合素養(yǎng)
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，早期的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，EDA技術(shù)逐漸在數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)中被引用。本文通過對(duì)EDA技術(shù)含義、框架的闡述，分析其在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的意義，并為EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的具體運(yùn)用提供策略指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù)；數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)；運(yùn)用
數(shù)字電子技術(shù)是各類院校中電子信息專業(yè)開設(shè)的一門必修課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。高校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)境和形勢(shì)發(fā)生了深刻的變化，傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在很多方面跟不上現(xiàn)代教育形勢(shì)的發(fā)展，是現(xiàn)代化教育和人才培養(yǎng)的阻力。本文對(duì)EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析。
1EDA技術(shù)含義
EDA技術(shù)又叫電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，是在電子電路技術(shù)和CAD技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興的技術(shù)，主要借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。具體可以從以下幾個(gè)方面描述：EDA技術(shù)是以大規(guī)模可編程器件作為設(shè)計(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要方式，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模的可編程器件開發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過有關(guān)軟件的開發(fā)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)用軟件的方式設(shè)計(jì)電子硬件系統(tǒng)的一門技術(shù)。
2EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架
現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)開發(fā)出的虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，EDA技術(shù)賦予了虛擬實(shí)驗(yàn)豐富的內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)在操作中的電子模擬實(shí)驗(yàn)。
2.1虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)構(gòu)架
虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含兩部分：①實(shí)驗(yàn)仿真功能模塊，這種模塊屬于以EDA為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)平臺(tái)；②虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息的管理和功能評(píng)估。
2.2虛擬數(shù)字電子技術(shù)各模塊構(gòu)建
虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仿真功能包括以下四部分：項(xiàng)目信息采集、基礎(chǔ)教育、虛擬實(shí)驗(yàn)開展以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果后期處理。虛擬數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)包括四個(gè)元素：軟件編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)、EDA工具、實(shí)驗(yàn)儀器使用說(shuō)明以及理論知識(shí)儲(chǔ)備。通過在局域網(wǎng)對(duì)完整數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例的下載，能夠獲得詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)的重要技術(shù)，從而提升技術(shù)水平。管理模塊主要包絡(luò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目審批、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)信息匯總管理和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤四個(gè)部分。
3EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程
EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①設(shè)計(jì)輸入。由于電子和電路設(shè)計(jì)是不同源文件構(gòu)成的，因此，電子、電路的設(shè)計(jì)文件可以生成圖像，也可以生成文本。②設(shè)計(jì)綜合。在EDA技術(shù)綜合設(shè)計(jì)中，其應(yīng)用的是軟件和硬件結(jié)合的方式，能夠利用綜合器、通過將軟件轉(zhuǎn)化為硬件的形式，實(shí)現(xiàn)源文化的統(tǒng)一。③設(shè)計(jì)適配。EDA技術(shù)主要采用的是FPGA布局的方法進(jìn)行適配設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能夠?qū)⑽募M(jìn)行統(tǒng)一，之后按照目標(biāo)實(shí)現(xiàn)邏輯的映射，對(duì)底層的硬件進(jìn)行配置。在適配之后實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)序的仿真，從而便于各類文件的下載。④仿真設(shè)計(jì)。仿真設(shè)計(jì)是在對(duì)編程軟件下載之后，利用EDA軟件分析對(duì)適配結(jié)果進(jìn)行分析，之后將分析的結(jié)果形成仿真。⑤編程下載。編程下載主要是將模擬和仿真確定的實(shí)驗(yàn)思路利用適配方法，將下載的文件運(yùn)用電纜線連接到器件上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的調(diào)制，及時(shí)更改錯(cuò)誤編程。
4EDA技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)案例
EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型三種，基于EDA技術(shù)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路明確，能夠避免大量不必要的重復(fù)工作，本文以具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例分析EDA技術(shù)的優(yōu)越性。
4.1全加器驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)
全加器驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要采取的原理圖編輯輸入方式，實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟诹私釷uartusⅡ軟件，了解EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的流程，最終成功對(duì)電路功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。主要實(shí)驗(yàn)步驟為：原理圖編輯輸入、編譯、功能仿真、時(shí)序仿真、引腳配置以及編程下載。
4.2數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的電路設(shè)計(jì)形式多樣，存在多個(gè)設(shè)計(jì)方案，比如可以采取原理圖編輯輸入法進(jìn)行設(shè)計(jì)、也可以運(yùn)用74HC161、74HC163等芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，還可以通過VHDL或VerilogHDL編寫相應(yīng)的代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中需要注意的是對(duì)扳極測(cè)試中參數(shù)的改寫，要著重讓學(xué)生感受E-DA技術(shù)實(shí)驗(yàn)的自由，從而實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化和智能化。
5總結(jié)
EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)中的應(yīng)用效果較為明顯，將其應(yīng)用到數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中能夠讓學(xué)生感受到模擬實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的了解，從而更深刻的理解電路原理，提升學(xué)習(xí)的積極性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：仿真軟件 模擬電子技術(shù) 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 應(yīng)用
電子課程教學(xué)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐過程中，如果結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬電子電路實(shí)驗(yàn)和電路設(shè)計(jì)的仿真，作為教學(xué)的補(bǔ)充，既幫助學(xué)生更好地理解電子技術(shù)的理論知識(shí)，又能確保課程實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)的正確性，還為設(shè)計(jì)者免去了重復(fù)“制作―修改―再制作―再修改”的重復(fù)勞動(dòng)，可以取得良好的教學(xué)效果。實(shí)踐證明，這種教學(xué)、設(shè)計(jì)手段的運(yùn)用，有助于增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力。我現(xiàn)介紹我院將仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中的實(shí)際做法。
1.將虛擬仿真引入課堂，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效率
過去主要是理論課教學(xué)，過于注重原理分析、公式推導(dǎo)，學(xué)生聽起來(lái)枯燥無(wú)味，難于理解。為了提高教學(xué)效率，需要配合演示實(shí)驗(yàn)。但準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，需要花費(fèi)較多時(shí)間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會(huì)占用過多時(shí)間，影響教學(xué)進(jìn)度。
現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)功能引進(jìn)課堂，在講解理論的同時(shí)，利用多媒體同步演示，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡(jiǎn)單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來(lái)仿真的兩個(gè)實(shí)例。
在模擬電路中講授三極管共發(fā)射極放大電路時(shí)，三極管具有放大和反相的作用，學(xué)生理解起來(lái)非常困難。我們利用EWB仿真軟件來(lái)仿真電路的實(shí)際效果。學(xué)生先有了感性認(rèn)識(shí)后，理論的講解聽起來(lái)就更輕松了，其仿真圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入信號(hào)的正半周，在輸出端放大的同時(shí)，還存在著失真。
在模擬電路中講授振蕩電路的起振時(shí)，通過電路的正反饋?zhàn)饔茫敵鲂盘?hào)就會(huì)逐漸由小變大，當(dāng)振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學(xué)生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來(lái)，現(xiàn)在利用Protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對(duì)波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號(hào)振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動(dòng)活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學(xué)效率。
2.開設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
電子技術(shù)課是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。以往，實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是上實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。
我們的做法:在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生必須先將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，可以隨時(shí)修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計(jì)要求。學(xué)生可提出各種設(shè)計(jì)方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，也大大提高了學(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)水平。這樣很好地解決了原來(lái)設(shè)計(jì)電路的缺陷：先設(shè)計(jì)出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，需要連接很多的電位器，當(dāng)調(diào)試好以后，必須重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費(fèi)大量的電子元器件。
3.虛擬仿真在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
對(duì)于課程設(shè)計(jì)，我們的做法:將模擬電子技術(shù)的內(nèi)容分成幾個(gè)單元，每一個(gè)單元搞一個(gè)課程設(shè)計(jì)。第一次在老師的帶領(lǐng)下，講電路設(shè)計(jì)的步驟，完成課程設(shè)計(jì)。上完下一個(gè)單元電路以后，老師布置一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，學(xué)生自己查找資料，自己設(shè)計(jì)好電路以后，交給老師檢查，在檢查學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)，要求學(xué)生陳述自己的設(shè)計(jì)思路，學(xué)生在講述的過程中就會(huì)進(jìn)行再次思維。這種虛實(shí)結(jié)合的方法，既發(fā)揮了虛擬實(shí)驗(yàn)高效、經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)處，又培養(yǎng)了學(xué)生電子制作的能力、分析問題和解決問題的能力。
4.虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題
雖然采用虛擬仿真輔助教學(xué)，改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，也能更形象生動(dòng)地將難于理解的知識(shí)用仿真的形式表現(xiàn)出來(lái)，也更能激發(fā)出學(xué)生設(shè)計(jì)電路的創(chuàng)新意識(shí)。但如果完全用虛擬實(shí)驗(yàn)取代實(shí)物實(shí)驗(yàn)，就只會(huì)在電腦上仿真，學(xué)生對(duì)真實(shí)元器件的封裝、檢測(cè)等認(rèn)知程度大大降低，對(duì)使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對(duì)實(shí)際電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的布局能力、布線能力、安裝調(diào)試能力。為了避免其弊端，使之與傳統(tǒng)的教學(xué)相得益彰，融于一體，更好地為現(xiàn)代教學(xué)服務(wù)，我們采用虛實(shí)結(jié)合的方式，一方面強(qiáng)調(diào)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)的輔助作用，另一方面認(rèn)識(shí)到實(shí)際動(dòng)手能力的重要性，兩者相輔相成，有機(jī)結(jié)合。既合理安排仿真實(shí)驗(yàn)課時(shí)，主要以學(xué)生課后自己上機(jī)實(shí)驗(yàn)為主，課堂上進(jìn)行實(shí)際電路的安裝調(diào)試工作；又精心選擇仿真實(shí)驗(yàn)課題，為學(xué)生提供科學(xué)、合理的仿真實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，掌握知識(shí)，提高興趣。還讓學(xué)生做一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，自己設(shè)計(jì)、制作安裝調(diào)試，使虛擬仿真實(shí)驗(yàn)變成看得見摸得著的電子產(chǎn)品。
總之，將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，不僅可以把許多抽象和難以理解的內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，動(dòng)態(tài)地演示一些現(xiàn)象，化難為易，而且能模擬一些用語(yǔ)言難以清楚表述的，以及現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不易進(jìn)行的內(nèi)容。它不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了課堂教學(xué)效率，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的自主能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。當(dāng)然，也要注意仿真教學(xué)的輔助作用和實(shí)際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結(jié)合，而不能以仿真來(lái)完全代替實(shí)際操作訓(xùn)練。
參考文獻(xiàn)：
［1］王正謀主編.Protel99se電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)［M］.福建科學(xué)技術(shù)出版社，2005-1.
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；電子技術(shù)課程；整合；教學(xué)設(shè)計(jì)
從適應(yīng)信息社會(huì)對(duì)人才的要求、電子技術(shù)的快速發(fā)展和電子企業(yè)對(duì)電子專業(yè)人才的要求等方面來(lái)看，研究信息技術(shù)與電子技術(shù)課程的整合是具有實(shí)際意義的。本研究試圖在教育學(xué)、心理學(xué)、教育技術(shù)學(xué)等教育理論和學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，來(lái)研究信息技術(shù)與電子技術(shù)課程的整合。
一、信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的目標(biāo)
信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的目標(biāo)是建設(shè)數(shù)字化的教育環(huán)境，推進(jìn)教育的信息化進(jìn)程，促進(jìn)學(xué)校教學(xué)方式的根本性變革，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)環(huán)境下的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育。
具體來(lái)說(shuō)：①提高學(xué)習(xí)的效果和效率；②培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)；③培養(yǎng)學(xué)生終生學(xué)習(xí)的能力。
二、信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的教學(xué)設(shè)計(jì)
1.教學(xué)模式
信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合，在虛擬逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，電子技術(shù)課程以問題——探究型教學(xué)模式為核心，通過文字、圖片、動(dòng)畫、視頻、課件等方法手段把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象以一個(gè)個(gè)問題的形式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生在分析問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)個(gè)人的歷史知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人情感等因素，充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性和積極性，從問題出發(fā)，有目的、有選擇地對(duì)教學(xué)資源庫(kù)中的教學(xué)資源進(jìn)行搜集、分析、整理、組合，從而建立自己的學(xué)習(xí)資源庫(kù)；然后設(shè)計(jì)出解決問題的方法或方案，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)或答案，以驗(yàn)證自己的方法或方案是否正確。
2.教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)
當(dāng)前隨著以多媒體計(jì)算機(jī)為核心的信息傳播系統(tǒng)的應(yīng)用，為創(chuàng)設(shè)理想的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了有力的保障。
（1）硬件環(huán)境。數(shù)字化硬件環(huán)境建設(shè)主要是建設(shè)能支持信息技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)課程教學(xué)過程中的硬件設(shè)施，包括各種教學(xué)媒體，校園服務(wù)設(shè)施，各種配套的教學(xué)、管理、實(shí)驗(yàn)實(shí)施等。
（2）軟件環(huán)境。在硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等在校園網(wǎng)上建立具有開放性的虛擬電子技術(shù)平臺(tái)。此虛擬電子技術(shù)平臺(tái)不但能實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理和電子實(shí)驗(yàn)，而且能夠給學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)和探索的工具、交流渠道、信息資源等。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（1）組織形式：電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的組織應(yīng)該遵循充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、以學(xué)生為中心的原則進(jìn)行，教學(xué)內(nèi)容以知識(shí)點(diǎn)的形式進(jìn)行組織，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)以問題或任務(wù)的形式呈現(xiàn)，將知識(shí)點(diǎn)所需要的各種資料及建議性的學(xué)習(xí)方法等信息附加在其后。這些內(nèi)容的有機(jī)組合能促使學(xué)生將原有的知識(shí)與將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容建立橫向和縱向的聯(lián)系，有利于學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)，有利于學(xué)生在不同的情境下去應(yīng)用他們所學(xué)的知識(shí)。
（2）實(shí)驗(yàn)類型：為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ玫剡m應(yīng)信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的教學(xué)模式，把電子技術(shù)分為兩種類型：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的目的是鞏固學(xué)生的專業(yè)理論和知識(shí)基礎(chǔ)，訓(xùn)練學(xué)生的基本技能和基本專業(yè)素質(zhì)，為綜合實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生的專業(yè)興趣，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生分析問題與解決問題的能力，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生信息的搜集、分析、整理、應(yīng)用等信息素養(yǎng)。
4.實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)方法分為真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。真實(shí)實(shí)驗(yàn)是在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬電子技術(shù)平臺(tái)的電子技術(shù)中，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體，從解決“問題”出發(fā)，學(xué)生按照自己為解決問題設(shè)計(jì)的方案、設(shè)想或猜測(cè)等設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，使用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和電子原器件等建立實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的設(shè)計(jì)、設(shè)想或猜測(cè)，最終達(dá)到解決問題的目的。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬電子技術(shù)平臺(tái)的電子技術(shù)中，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體，從解決“問題”出發(fā)，學(xué)生按照自己為解決問題設(shè)計(jì)的方案、設(shè)想或猜測(cè)等設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由虛擬仿真技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)信息資源，學(xué)生利用相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)資源建立實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的設(shè)計(jì)、設(shè)想或猜測(cè)，最終達(dá)到解決問題的目的。由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生只要在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中利用系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)資源建立實(shí)驗(yàn)電路即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不受現(xiàn)實(shí)器件和儀器設(shè)備的約束，省去了器件的購(gòu)買、電路的制作與調(diào)試等時(shí)間，不必?fù)?dān)心器件與儀器設(shè)備的損壞，縮短了實(shí)驗(yàn)周期，降低了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用和損耗，大大提高了電子技術(shù)的效率。
5.教學(xué)的調(diào)查與反饋
教師要定期對(duì)學(xué)生就電子技術(shù)課程教學(xué)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行問卷調(diào)查，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)過程，了解電子技術(shù)課程教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)與不足，為電子技術(shù)課程的教學(xué)改進(jìn)提供參考和有效的數(shù)據(jù)。教師也可以隨機(jī)抽取部分學(xué)生，就學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行提問，以確認(rèn)和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和效果，以便進(jìn)一步改進(jìn)電子技術(shù)課程的教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
[1]何克抗、李文光.教育技術(shù)學(xué)[M].北京師范大學(xué)出版社，2002。
關(guān)鍵詞：電子技術(shù)基礎(chǔ)；仿真軟件；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程教學(xué)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能把復(fù)雜事物簡(jiǎn)化、變抽象為具體、微觀的事物放大、宏觀事物縮小，縮短時(shí)空距離。在教學(xué)實(shí)踐過程中，結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用Multisim，Protel 99 SE，EWB，PSPICE，SystemView等仿真軟件輔以生動(dòng)的仿真演示，作為教學(xué)的補(bǔ)充，為傳統(tǒng)的教學(xué)注入活力。這一方法實(shí)現(xiàn)了理論講解和驗(yàn)證的同步進(jìn)行，能增強(qiáng)教學(xué)的直觀性與靈活性，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡(jiǎn)單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性，可以提高課堂教學(xué)效率，取得良好的教學(xué)效果。
一、利用計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
電子課程課本內(nèi)容過于理論化，過于注重原理分析、公式推導(dǎo)，理論課教學(xué)學(xué)生聽起來(lái)枯燥無(wú)味，難于理解，對(duì)該課程缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力和熱情。利用計(jì)算機(jī)仿真作為教學(xué)載體，可以很好地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣問題。
利用Multisim 7電路設(shè)計(jì)仿真軟件輔助教學(xué)后，在講解電路原理的同時(shí)，可穿插Multisim 7軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。如在單級(jí)共射極放大器電路教學(xué)中，在講解完基本電路原理后，利用Multisim 7軟件對(duì)此電路進(jìn)行仿真演示。先用Multisim 7軟件模擬連接電路，確定電路中的各元器件參數(shù)，使用Multisim 7軟件虛擬儀器進(jìn)行在線測(cè)量，再對(duì)照電路設(shè)計(jì)要求更改相關(guān)元件參數(shù)，觀察所得的變化，最后與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比。這樣就將理論上枯燥而不易理解的教學(xué)內(nèi)容形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。在整個(gè)教學(xué)過程中，學(xué)生自始至終都保持極高的學(xué)習(xí)興趣。
在學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。結(jié)合教師在課堂上的演示，學(xué)生首先學(xué)會(huì)Multisim 7軟件的基本操作。運(yùn)用Multisim 7軟件，學(xué)生可以在較短時(shí)間內(nèi)完成各類模擬電路、數(shù)字電路的原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。使用虛擬測(cè)試儀器對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)如同置身于實(shí)驗(yàn)室使用真實(shí)儀器測(cè)試電路。由于在電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)引入了虛擬的電子實(shí)驗(yàn)，使課堂教學(xué)情境化，增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、形象性、生動(dòng)性和時(shí)效性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、利用虛擬仿真彌補(bǔ)演示實(shí)驗(yàn)的不足，提高課堂教學(xué)效率
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中許多概念和原理經(jīng)常是通過實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生加以理解。實(shí)物演示方法雖然有直觀、生動(dòng)、真實(shí)的特點(diǎn)，但演示準(zhǔn)備工作量大，不便觀察。教學(xué)演示的內(nèi)容一旦確定，其可變性很小，靈活性差。并且有些現(xiàn)象在傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)中是無(wú)法展示的，很難達(dá)到理想的教學(xué)效果，因此可以借助于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，能模擬一些用語(yǔ)言難以清楚表述的和現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不易進(jìn)行的內(nèi)容。
例如，利用Protel 99 SE軟件仿真顯示出波形，振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對(duì)波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號(hào)振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動(dòng)活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效提高了課堂教學(xué)效率。
三、利用仿真實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)難關(guān)，增強(qiáng)教學(xué)效果
將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，可以把許多抽象和難以理解的內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，動(dòng)態(tài)地演示一些現(xiàn)象，化難為易，使教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)變得一目了然，便于學(xué)習(xí)者觀察與思維，從而更好地理解和掌握所學(xué)知識(shí)，有效地實(shí)現(xiàn)精講，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。
課堂上教師可以根據(jù)講課需要，運(yùn)行Multisim 7軟件，模擬各種實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)需要隨意控制，使“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”反復(fù)重現(xiàn)，使實(shí)驗(yàn)演示與教師的講解同步進(jìn)行；通過屏幕的展示，使一些抽象的概念形象化，將一些學(xué)習(xí)方法以動(dòng)態(tài)方式圖解。這樣的教學(xué)模式生動(dòng)活潑，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生正確理解概念，掌握知識(shí)，提高了課堂教學(xué)效率。例如利用Multisim 7軟件對(duì)負(fù)反饋放大器進(jìn)行輔助仿真教學(xué)。反饋不僅是改善放大電路性能的重要手段，而且也是電子技術(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)原理中的一個(gè)基本概念。在放大電路中引入電壓串聯(lián)負(fù)反，會(huì)導(dǎo)致電壓放大倍數(shù)下降，但輸出電壓的穩(wěn)定性提高，非線性失真減少，通頻帶展寬，輸入電阻增加，輸出電阻減少。借助于Multisim7軟件對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些影響，得出與理論相符合的結(jié)果，以利于課堂教學(xué)的成功進(jìn)行。
四、虛實(shí)結(jié)合，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)
電子技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。在電子技術(shù)實(shí)踐課之前，學(xué)生先利用仿真軟件將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，在仿真軟件中，可以隨時(shí)修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果。使教師、學(xué)生感覺到自己置身于特殊的教與學(xué)的環(huán)境之中, 從而產(chǎn)生親臨真實(shí)電子技術(shù)基礎(chǔ)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。Muhisim 7軟件還提供了故障設(shè)置功能，實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以兩人為一組，互設(shè)故障，然后通過仿真結(jié)果進(jìn)行故障分析，最后排除。這樣，學(xué)生能初步學(xué)習(xí)電路的故障分析，大大提高了學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際動(dòng)手能力。學(xué)生可提出各種設(shè)計(jì)方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，也大大提高了學(xué)生電子技術(shù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)水平。
例如在典型的互補(bǔ)對(duì)稱式推挽OTL功率放大電路的實(shí)踐中，先在Multisim7軟件中繪制仿真電路，運(yùn)行仿真電路，通過數(shù)字萬(wàn)用表和示波器觀察輸出結(jié)果。若結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，則需修改電路再對(duì)電路進(jìn)行仿真調(diào)試，直到符合要求為止，并輸出Protel格式網(wǎng)絡(luò)表文件。再應(yīng)用Protel 99 SE 軟件載入網(wǎng)絡(luò)表，將元件封裝形式修改為Protel形式的元件封裝，設(shè)計(jì)PCB布線圖。然后，根據(jù)布線圖制作印刷電路板，并進(jìn)行實(shí)物安裝與調(diào)試。制作成功時(shí)的成就感激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生有目的、有針對(duì)性地學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)。通過相應(yīng)的電子制作，在實(shí)踐中鞏固所學(xué)理論，并能用理論知識(shí)解決制作中遇到的問題，達(dá)到較好掌握理論知識(shí)與實(shí)踐技能的目的。
（作者單位：恩平市中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；虛擬交互；教學(xué)系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0067-02
“電力電子技術(shù)”既是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門實(shí)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。教學(xué)內(nèi)容以電力電子電路為主線，以波形與相位分析方法（波形分析法）貫穿始終，通過分析各類電力電子器件的通斷情況來(lái)理解整流、逆變、斬波等典型電路的工作原理，從而繪制出電路在不同負(fù)載作用下各參考點(diǎn)的電流、電壓波形。“電力電子技術(shù)”課程的內(nèi)容較為抽象，理解起來(lái)比較困難。教學(xué)過程中，理論講解、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是兩個(gè)必經(jīng)環(huán)節(jié)。理論講解中，由于電路類型多，不管是晶閘管觸發(fā)控制角變化控制（相控），還是全控型器件高頻率通斷控制（斬控），單相電路比較容易，對(duì)于三相電路，學(xué)員普遍認(rèn)為較難理解。而實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證理論，加深學(xué)員的理解，因此應(yīng)開設(shè)一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，幾乎所有的電路和系統(tǒng)都是封閉式的，多數(shù)僅用掛件或?qū)嶒?yàn)箱來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)員幾乎是機(jī)械式連線、讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形，即使不了解電路的工作原理，只要連線正確、實(shí)驗(yàn)儀器完好即可完成實(shí)驗(yàn)，但是如果設(shè)備或連線有問題，就會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異常現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)員不能獨(dú)立分析、解決問題，排除故障。
針對(duì)“電力電子技術(shù)”課程在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)電機(jī)類課程虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠變抽象為具體，變枯燥為生動(dòng)，形象直觀地進(jìn)行教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。該系統(tǒng)基于VB和MATLAB的接口編程，可以通過友好的系統(tǒng)界面，運(yùn)行相應(yīng)的Simulink仿真模型。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)觀察電路中任意參考點(diǎn)的電壓、電流波形，還可以實(shí)現(xiàn)交互操作，實(shí)時(shí)改變電路參數(shù)，從而加深學(xué)員對(duì)電路的理解；對(duì)于學(xué)員日后提高工程應(yīng)用和科研水平，掌握現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法――計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很有幫助。該系統(tǒng)不僅可以用于輔助教員進(jìn)行理論講解，加深學(xué)員理解，還可以用于學(xué)員做實(shí)驗(yàn)前熟悉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，掌握實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)踐證明，采用該系統(tǒng)可以較好地適應(yīng)教員教學(xué)和學(xué)員學(xué)習(xí)的需要。
一、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路是：利用MATLAB構(gòu)建仿真模型，使用VB搭建界面，VB調(diào)用仿真模型，實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以調(diào)用仿真模型的虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。
1.MATLAB/Simulink簡(jiǎn)介
MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱。其除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，還具備專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。Simulink是MATLAB軟件下的一個(gè)附加組件，是用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的MATLAB軟件包，為用戶提供了一個(gè)圖形化的用戶界面（GUI）。建立系統(tǒng)模型時(shí)依托圖形界面，利用鼠標(biāo)單擊和拖拉方式構(gòu)建仿真模型，像用鉛筆在紙上繪制系統(tǒng)的方框圖一樣簡(jiǎn)單。
2.常用電力電子電路模塊庫(kù)
（1）電力電子元件庫(kù)（POWER ELECTRONICS）。電力電子元件庫(kù)是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫(kù)中重要的元件庫(kù)，包括IDEAL SWITCH功能模塊和IGBT功能模塊，涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的開關(guān)元件，如晶體二極管，IGBT，MOSFET，THYRISTOR，理想開關(guān)，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。
（2）線路元件庫(kù)（ELEMENTS）。線路元件庫(kù)也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫(kù)中重要的元件庫(kù)，包括BREAKER功能模塊和LINEAR TRANSFORMER功能模塊，涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的元器件，如電阻器、電容器、輸電線、變壓器、斷路器等。
3.電力電子電路仿真
（1）建立仿真模型。以三相橋式全控整流電路為例，建立仿真模型，使用模型庫(kù)的三相橋（Universal Bridge）和同步6脈沖觸發(fā)器（Synchronized 6-Pulse Generator）集成模塊，如圖1所示。
（2）設(shè)置模型參數(shù)。以阻感負(fù)載為例，設(shè)置模型參數(shù)。一是三相電壓源參數(shù)設(shè)置：電壓峰值為100V，頻率為50Hz。二是三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。三是RLC負(fù)載參數(shù)設(shè)置：R的值為45Ω，L的值為1，C的值為inf。四是6脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率為50Hz，脈沖寬度取1°，選擇雙脈沖觸發(fā)方式。將其第五個(gè)輸入端（Block）置“0”，此時(shí)有脈沖輸出。如果置“1”，則沒有脈沖輸出。五是觸發(fā)角設(shè)置：α設(shè)為30°。
（3）仿真結(jié)果。圖2為三相橋式全控整流電路仿真結(jié)果，可觀察輸出電壓、輸出電流、晶閘管兩端電壓等多個(gè)波形，并且可以通過改變?chǔ)两牵^察以上波形，由此加深對(duì)于電路的理解。
4.VB簡(jiǎn)介及應(yīng)用
（1）VB簡(jiǎn)介。Visual Basic（簡(jiǎn)稱VB）是美國(guó)微軟公司推出的Microsoft Visual Studio可視化開發(fā)工具套件中的一個(gè)組件，是在Quick BASIC基礎(chǔ)上，為開發(fā)Windows應(yīng)用程序而提供的強(qiáng)有力的開發(fā)工具，是一種具有良好的圖形用戶界面（Graphic User Interface，簡(jiǎn)稱GUI）的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。該系統(tǒng)采用VB和MATLAB的接口編程，通過友好的系統(tǒng)界面，運(yùn)行相應(yīng)的Simulink仿真模型。
（2）界面制作。用VB開發(fā)的“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟”窗體中包含多個(gè)運(yùn)行按鈕，這些按鈕是根據(jù)電路帶不同類型的負(fù)載而設(shè)置的，當(dāng)單擊任一個(gè)運(yùn)行按鈕時(shí)，都會(huì)調(diào)用相應(yīng)的Simulink模型窗口進(jìn)行仿真。要實(shí)現(xiàn)這一功能，就需要在運(yùn)行按鈕的單擊事件中輸入相應(yīng)的代碼。以第一個(gè)運(yùn)行按鈕（Commandl）為例，介紹代碼的編寫過程即VB和MATLAB的接口編程的實(shí)現(xiàn)。雙擊Commandl，進(jìn)入代碼編寫窗口，在PrivateSub Commandl―Click0中寫入如下代碼：
其中，fz是一個(gè)后綴為mdl的模型文件，就是仿真模型的名稱。該文件路徑是可以指定的，但須在MATLAB中將該文件路徑設(shè)置為搜索路徑，否則無(wú)法調(diào)用該文件。
輸入以上代碼，即可調(diào)用程序。但是在VB調(diào)用仿真模型時(shí)，只是彈出一下，馬上就結(jié)束。因此，為了使調(diào)用的程序不結(jié)束，可使用如下代碼：
以上兩行代碼，第一行代表可以開始運(yùn)行仿真，第二行代表暫停仿真。當(dāng)程序運(yùn)行至第二行時(shí)，仿真界面將停住，此時(shí)即可對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的操作，與在MATLAB中操作方法類似。圖3是編程截圖。
二、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
為了使整個(gè)虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須把用VB完成的界面設(shè)計(jì)和用MATLAB實(shí)現(xiàn)的仿真模型連接起來(lái)，也就是VB和MATLAB的接口編程。本交互系統(tǒng)中VB和MATLAB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）采用的是客戶端/服務(wù)器（c/s）模式，VB作為客戶端，MATLAB作為服務(wù)器。而接口編程方法中的ActiveX技術(shù)正適合于這種模式，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便，因此采用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)VB和MATLAB的接口編程。系統(tǒng)主要包括主界面和調(diào)用界面，進(jìn)入調(diào)用界面后，就相當(dāng)于在MATLAB環(huán)境中操作。
1.主界面
虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)標(biāo)題為“電機(jī)類課程虛擬交互系統(tǒng)”，主界面有兩個(gè)按鈕，即“進(jìn)入系統(tǒng)”和“退出系統(tǒng)”，如圖4所示。
2.調(diào)用界面
進(jìn)入系統(tǒng)后，出現(xiàn)調(diào)用界面。本界面主要是進(jìn)入相應(yīng)仿真模型，共有9個(gè)仿真模型。本界面具有可添加性，可以根據(jù)自己的需要制作仿真模型并添加到系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善。
三、結(jié)論
本虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)具有界面友好性和開放性兩個(gè)特點(diǎn)。友好性體現(xiàn)為交互系統(tǒng)界面友好，可以完成對(duì)仿真模型的調(diào)用。調(diào)用仿真模型后，環(huán)境與在MATLAB中相同，可以對(duì)模型進(jìn)行仿真操作。開放性體現(xiàn)為可實(shí)時(shí)修改模塊中的參數(shù)，甚至根據(jù)需要可以添加模塊和模型。教員在完成理論講解后，可使用本系統(tǒng)對(duì)所講解的電路進(jìn)行仿真，使學(xué)員可以實(shí)時(shí)觀察電力電子電路中任意參考點(diǎn)的電壓、電流波形，還可以實(shí)現(xiàn)交互操作，實(shí)時(shí)改變電路參數(shù)，加深學(xué)員對(duì)電路的理解。另外，將該系統(tǒng)進(jìn)行適度開放后，學(xué)員不僅可以親自對(duì)教員所講電路進(jìn)行仿真，還可以自己構(gòu)造仿真模型（添加代碼只需要改動(dòng)模型文件名稱即可）并添加到系統(tǒng)中，完善整個(gè)系統(tǒng)。由于時(shí)間關(guān)系，系統(tǒng)中僅僅囊括了“電力電子技術(shù)”課程部分電路的仿真，未包含其他復(fù)雜的電路和“電力電子技術(shù)”課程中電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容。希望日后可以依靠教員和學(xué)員的努力完善此系統(tǒng)，從而更有利于教員的教學(xué)和學(xué)員的學(xué)習(xí)。
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電子技術(shù)基礎(chǔ)是高職院校電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通常采用理論+實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，理論課時(shí)所占比例較重，由于該課程在專業(yè)建設(shè)中占有舉足輕重的作用，因此在全國(guó)高等職業(yè)教育改革的浪潮中，在生源水平參差不齊的今天，很多學(xué)校都在致力于尋找更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法及教學(xué)手段。
1.1理論教學(xué)現(xiàn)狀分析
目前很多高職院校電類專業(yè)課都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體或教學(xué)做一體的教學(xué)模式，然而，基礎(chǔ)課和專業(yè)課的不同之處在于，基礎(chǔ)課知識(shí)點(diǎn)多，涵蓋面廣，以夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)為主要目標(biāo)，授課過程以理論講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大部分，主要知識(shí)點(diǎn)包括四種分立元件、二十余種集成元件及十多種常用電路。所授內(nèi)容功能多，電路較復(fù)雜，以分析、計(jì)算為主，授課過程枯燥乏味、學(xué)生難以理解，目前這種占用大量課時(shí)的理論講授的授課方法（公式推導(dǎo)及計(jì)算）已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。
1.2理論教學(xué)存在的問題
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的授課特點(diǎn)是：高職院校電類專業(yè)較多，所有的電類專業(yè)開設(shè)電子技術(shù)基礎(chǔ)為專業(yè)基礎(chǔ)課，授課班級(jí)非常多，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)像專業(yè)課一樣實(shí)施教學(xué)做一體教學(xué)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間有限，且開設(shè)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性內(nèi)容，以授課后進(jìn)行知識(shí)驗(yàn)證為主，學(xué)生無(wú)法在接觸新知識(shí)的第一時(shí)刻便理解并掌握所學(xué)知識(shí)并驗(yàn)證甚至開拓思維，時(shí)效性受到嚴(yán)重的限制，如何使學(xué)生在接受理論教學(xué)的同時(shí)，又能實(shí)時(shí)的掌握該部分內(nèi)容及其應(yīng)用，是需要我們盡快地找到一種合適的方法來(lái)解決的問題。
2MultiSim9仿真軟件簡(jiǎn)介
Multisim是由EWB（ElectricalWorkbench）發(fā)展而來(lái)，Multisim是一個(gè)完整的設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)，有龐大的元件數(shù)據(jù)庫(kù)、完備的實(shí)驗(yàn)儀器庫(kù)、完整的分析方法，界面易懂直觀，操作容易。Multisim9教育版（可漢化）具有20種虛擬仿真儀器儀表、19種分析方法以及強(qiáng)大豐富的元器件庫(kù)，完全滿足高職院校的學(xué)生在電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新及實(shí)踐的要求。
3MultiSim9仿真軟件
在高職電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)過程中的應(yīng)用將MultiSim9仿真軟件引入到電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)中，就可以將傳統(tǒng)的理論課堂演變?yōu)椤敖虒W(xué)做一體的實(shí)驗(yàn)課堂”，Multisim9不僅可以代替實(shí)驗(yàn)室中的多種儀器，而且可實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室，即只要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)并安裝軟件即可實(shí)現(xiàn)。下面以組合邏輯電路的設(shè)計(jì)為案例說(shuō)明MultiSim9仿真軟件在高職電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)過程中的應(yīng)用。
3.1理論知識(shí)
組合邏輯電路的設(shè)計(jì)主要介紹了組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程，即根據(jù)已知條件列出真值表，寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式，化簡(jiǎn)后畫出電路圖。
3.2MultiSim9仿真軟件
在授課過程中的應(yīng)用設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一個(gè)舉重成功判別電路。在舉重比賽中有三個(gè)裁判員，每一個(gè)裁判員控制一個(gè)開關(guān)，認(rèn)為某個(gè)運(yùn)動(dòng)員試舉成功時(shí)，按下開關(guān)，認(rèn)為某個(gè)運(yùn)動(dòng)員沒有成功時(shí)，不按開關(guān)。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的裁判認(rèn)為成功，給出成功信號(hào)，否則給出失敗信號(hào)，現(xiàn)有與非門若干，請(qǐng)完成電路設(shè)計(jì)。
4小結(jié)
Abstract： The microprocessor class is a professional course with very important practice in electric field， and is also a very abstract course， while traditional microprocessor class teaching form makes learning boring， teaching difficult. To solve this problem， and improve learning interest and teaching quality， based on the characteristics and advantages of virtual simulation software， the paper proposed applying the virtual simulation technology to the related links of teaching， and analyzed the promoting effect of virtual simulation software on microprocessor class teaching.
關(guān)鍵詞： 虛擬技術(shù)；微處理器；教學(xué)
Key words： virtual technology；MPU；teaching
中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）33-0252-02
0 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高生產(chǎn)效率和保證運(yùn)行的安全性，各類微處理器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我們生活中的多個(gè)領(lǐng)域，工業(yè)自動(dòng)化流水線的檢測(cè)控制和數(shù)據(jù)處理，通信設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)傳輸，家用電器的自動(dòng)控制，汽車安全檢測(cè)保障系統(tǒng)，機(jī)器人，醫(yī)療等等。因此，目前大多數(shù)電類相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了關(guān)于微處理器的相關(guān)課程，當(dāng)然根據(jù)需要所學(xué)習(xí)的微處理器的型號(hào)不盡相同。
對(duì)于傳統(tǒng)的微處理器教學(xué)基本上都是以課堂理論教學(xué)為主，輔以相當(dāng)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作。而微處理器的應(yīng)用無(wú)論是硬件設(shè)計(jì)還是軟件設(shè)計(jì)都有很強(qiáng)綜合性和抽象性，其不僅涉及到對(duì)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器檢測(cè)、控制等諸多基礎(chǔ)類課程的綜合應(yīng)用，而且要在使用匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言等進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)具有良好的邏輯性、條理性、靈活性。這就使得微處理器類課程相對(duì)較為枯燥，難以理解，難教難學(xué)，“可學(xué)性”和“可授性”難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。因此，將虛擬軟件應(yīng)用到微處理器類課程的教學(xué)當(dāng)中，使微處理器對(duì)于學(xué)生是“看得見，摸得著”，讓學(xué)生在課堂中就能夠進(jìn)行操作應(yīng)用，不僅可以提高其學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，而且能夠更好的掌握微處理器的應(yīng)用開發(fā)技能。
1 虛擬仿真軟件
虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展不僅使得電子設(shè)計(jì)類生產(chǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)的成本得到大幅度的降低，而且開發(fā)設(shè)計(jì)周期大大縮短。虛擬技術(shù)的發(fā)展不僅對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)有著深遠(yuǎn)的意義，而且有助于教學(xué)過程中對(duì)理論知識(shí)的理解和實(shí)踐。
目前電子設(shè)計(jì)類的虛擬仿真軟件有很多種，如Proteus、SPICE、EWB、Matlab、Protel等等，這些虛擬仿真軟件不僅具有大量的電子元器件庫(kù)，而且配備了較為齊全的虛擬儀器、儀表。通過使用這些虛擬仿真技術(shù)軟件在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行電子電路的仿真設(shè)計(jì)，不僅使得電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，而且不需要進(jìn)行實(shí)際的焊接，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，而且在使用相應(yīng)的儀器儀表進(jìn)行調(diào)試時(shí)不用擔(dān)心損壞，另外，通過虛擬軟件還可以進(jìn)行多種電路分析，同時(shí)也可以進(jìn)行PCB電路板的制作等。
1.1 Proteus仿真軟件 在諸多的虛擬仿真軟件中，英國(guó)Lab Center Electronics公司研發(fā)的Proteus軟件在開發(fā)微處理器系統(tǒng)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其不僅具有模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)模混合電子設(shè)計(jì)與仿真功能，更是目前世界上最先進(jìn)的基于微處理器應(yīng)用系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的仿真軟件。[1]其包含了51系列、PIC系列、ARM系列、AVR系列等多種類型的微處理器模型，而且還有多種傳感器和的前向通道和后向通道的芯片和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型，可滿足大多數(shù)控制、檢測(cè)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真。
1.2 編程軟件 為了實(shí)現(xiàn)微處理器應(yīng)用系統(tǒng)功能，不僅需要完成硬件的功能性、抗干擾性設(shè)計(jì)，而且還要完成軟件程序的邏輯性、功能性設(shè)計(jì)。目前常用的微處理器程序設(shè)計(jì)軟件有Wave、Keil、ICC、codevision、MPLAB等，其中keil C軟件是51系列微處理器使用最為普遍的，而AVR系列微處理使用的是ICC，PIC系列微處理使用的是MPLAB。
這些程序設(shè)計(jì)軟件很好的利用了Proteus軟件提供的第三方動(dòng)態(tài)接口，兩者配合使用可使軟件程序設(shè)計(jì)、編譯、調(diào)試與硬件系統(tǒng)仿真完美的進(jìn)行結(jié)合，形成功能強(qiáng)大的微處理器仿真平臺(tái)。[2]
2 教學(xué)應(yīng)用和影響
2.1 課堂教學(xué) 傳統(tǒng)的微處理器類課程教學(xué)偏重于理論講解，學(xué)生除了少數(shù)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)能認(rèn)識(shí)真正的芯片、電路以及簡(jiǎn)單的程序驗(yàn)證外，很少能夠親身體會(huì)電路設(shè)計(jì)和程序編寫。這就使得在學(xué)習(xí)過程比較枯燥，難于理解。而且由于教師在傳授相關(guān)知識(shí)的過程中無(wú)法以實(shí)際微處理器為例進(jìn)行演示，看不到實(shí)際效果，也使得教授過程比較困難。
將虛擬仿真技術(shù)引入課程，在課堂理論授課的過程中利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)將微處理器的工作狀態(tài)和程序運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行演示，能夠生動(dòng)的反映相應(yīng)的動(dòng)作，就使得抽象的理論形象化、直觀化，便于學(xué)生理解和教師講授。通過這種教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、理解程度，改善了教學(xué)效率和質(zhì)量，而且豐富了教師的教學(xué)內(nèi)容，改善了教學(xué)手段。
2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 微處理類課程學(xué)習(xí)的目的是應(yīng)用，它是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，所以理論學(xué)習(xí)是為實(shí)踐服務(wù)的，而在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，大部分的實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，缺少設(shè)計(jì)性、綜合性試驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的電路都是設(shè)計(jì)成型的，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的部分較少，而且大部分程序也是給出的，這就使得學(xué)生獨(dú)立思考、設(shè)計(jì)部分較少。
而利用虛擬仿真技術(shù)，讓學(xué)生運(yùn)用虛擬仿真軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成對(duì)硬件部分的設(shè)計(jì)和軟件程序的編寫，并演示實(shí)驗(yàn)相關(guān)要求的現(xiàn)象和結(jié)果。這使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣大大提高，而且由于電路和程序都是學(xué)生自主、獨(dú)立完成的，學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心也得到很大的增強(qiáng)。另外，由于虛擬仿真軟件中的元器件參數(shù)是可以修改的，并且不需要焊接、安裝的工序，就可以快速得到仿真結(jié)果，學(xué)生可以針對(duì)自己的設(shè)計(jì)提出各種設(shè)計(jì)方案，不但鍛煉了提出問題、分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了創(chuàng)新意識(shí)，而且也培養(yǎng)訓(xùn)練了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。
2.3 實(shí)踐教學(xué) 一般而言實(shí)踐類課程是指課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等綜合性設(shè)計(jì)類型的教學(xué)模式。這類教學(xué)模式大部分都是由指導(dǎo)教師布置設(shè)計(jì)題目或設(shè)計(jì)范圍，而由學(xué)生通過查閱相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，形成以理論設(shè)計(jì)為主的設(shè)計(jì)報(bào)告，這就缺少了對(duì)理論設(shè)計(jì)結(jié)果或過程的實(shí)踐驗(yàn)證。
而將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生只需要使用電腦就可以完成實(shí)踐類課程的設(shè)計(jì)任務(wù)，利用虛擬仿真軟件設(shè)計(jì)后在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作或?qū)嶋H制作，既可將理論設(shè)計(jì)通過虛擬仿真軟件演示出來(lái)，又避免為了驗(yàn)證理論正確性需要實(shí)際設(shè)計(jì)、制作系統(tǒng)的缺陷。這種實(shí)踐理論設(shè)計(jì)和虛擬仿真結(jié)合的方式，既發(fā)揮了虛擬軟件實(shí)效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，節(jié)約、合理利用實(shí)驗(yàn)室硬件資源，又培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)制作的能力。
2.4 競(jìng)賽和創(chuàng)新活動(dòng) 國(guó)內(nèi)和國(guó)際有很多電類競(jìng)賽類項(xiàng)目及創(chuàng)新活動(dòng)可供在校學(xué)生參加，而各類大賽和創(chuàng)新活動(dòng)不僅僅檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，而且還要求學(xué)生具有很強(qiáng)的知識(shí)應(yīng)用和實(shí)踐設(shè)計(jì)能力。在競(jìng)賽和創(chuàng)新中使用虛擬仿真軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，不僅可以縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期，而且減小了硬件成本的投入。使得學(xué)生能夠更加全面的接觸和使用各類電子類器件，利用動(dòng)態(tài)元件仿真模型，不僅是人機(jī)交互方式仿真可以成為現(xiàn)實(shí)，而且使仿真形象生動(dòng)，創(chuàng)造出極為接近現(xiàn)實(shí)的環(huán)境。[3]
當(dāng)然，虛擬仿真軟件很好的輔助了教學(xué)，改善了教學(xué)手段，生動(dòng)了教學(xué)內(nèi)容，形象地將抽象不易理解的知識(shí)用虛擬仿真的方式體現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力。但是知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的應(yīng)用是不能夠單純的依靠虛擬仿真的，學(xué)生對(duì)真正的元器件的封裝、檢測(cè)、使用等相關(guān)知識(shí)也是需要掌握的，同時(shí)也要熟悉操作各類儀器、儀表，學(xué)習(xí)實(shí)際系統(tǒng)的布局、布線、安裝調(diào)試等多方面的知識(shí)。所以，要使虛擬仿真技術(shù)能夠更好地為教學(xué)服務(wù)，采用虛實(shí)結(jié)合的方式，一方面強(qiáng)調(diào)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)的輔助作用，另一方面認(rèn)識(shí)到實(shí)際動(dòng)手能力的重要性，兩者相輔相成，有機(jī)結(jié)合。[4]
3 結(jié)束語(yǔ)
虛擬仿真技術(shù)在微處理器類課程教學(xué)中的應(yīng)用不僅可以使課堂上抽象難懂的知識(shí)便于學(xué)生理解和接受，而且便于學(xué)生課后鞏固所學(xué)知識(shí)，更有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力培養(yǎng)。同時(shí)，利用虛擬仿真技術(shù)能夠使教學(xué)和實(shí)踐、理論和應(yīng)用很好的結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析和運(yùn)行，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。實(shí)踐證明，合理的利用虛擬仿真技術(shù)，在教學(xué)中科學(xué)分配虛實(shí)之間的比例，這將成為微處理類課程教學(xué)發(fā)展的重要方向和重要手段。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】電工電子 MultiSIM 仿真 教學(xué) 應(yīng)用
【中圖分類號(hào)】G43 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）01-0219-01
傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)教學(xué)有理論講解分析、實(shí)驗(yàn)演示、實(shí)習(xí)操作來(lái)完成對(duì)課題內(nèi)容的教與學(xué)的全過程。由于電工電子技術(shù)定律知識(shí)面廣，演示操作過程繁瑣，掌握理解分析比較難，特別是初級(jí)段技校的學(xué)生掌握學(xué)習(xí)能力的不足，普遍會(huì)存在學(xué)生難以理解與接受理論的知識(shí)點(diǎn)，從而會(huì)出現(xiàn)難學(xué)、沒有興趣等現(xiàn)象，打擊學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性。在實(shí)際教學(xué)中只好加強(qiáng)講解演示來(lái)增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀性，提升專業(yè)興趣，提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，有助于提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，但同時(shí)會(huì)帶來(lái)演示時(shí)間與耗材成本的矛盾。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的普及與發(fā)展，電工電子技術(shù)教學(xué)也要引進(jìn)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用工具，借助EDA（Electronic Design Automation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)中教學(xué)手段的完善。為此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)中引入了仿真技術(shù)，MultiSIM仿真軟件是加拿大Interactive Image Technologies（IIT）公司出品的Electronics WORKBENCH是一種典型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)。給學(xué)生建立一種全新的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)理念，以便學(xué)生在學(xué)習(xí)中提高專業(yè)興趣，實(shí)驗(yàn)前對(duì)電路理論的原理有更好說(shuō)明理解，明確實(shí)驗(yàn)過程結(jié)果的驗(yàn)證，操作實(shí)習(xí)中可以更好更快地對(duì)元器件的選用與電路的安裝調(diào)試。
1.MultiSIM仿真軟件介紹
MultiSIM仿真軟件是加拿大IIT公司推出的基于Windows的電路仿真軟件。以著名的SPICE為基礎(chǔ)，由電路圖編輯器（Schematic Editor）、SPICE3F5仿真器（Simulator）和波形的產(chǎn)生與分析器（Wave Geneator & Aalyzer）三部分組成。該軟件在Windows環(huán)境下，提供了良好的操作界面，通過鼠標(biāo)的拖放即可完成，十分方便、直觀。通過仿真，不需要搭建真正的電路物理結(jié)構(gòu)和使用真實(shí)的測(cè)試儀器而獲得電路的許多測(cè)試技術(shù)參數(shù)。它提供了一個(gè)非常強(qiáng)大的元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)量眾多，共計(jì)千種；提供了11種仿真儀器可供選擇；提供了強(qiáng)大的分析功能，有19種分析方法可供選擇。此外，還可在電路中設(shè)置人為故障，如開路、短路及不同程度的漏電，觀察電路的不同狀態(tài)，以加深對(duì)基本概念的理解，相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備先進(jìn)、功能完備的大型電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)室。借助該軟件可以進(jìn)行各種電路的仿真，完成各種電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)課題。
2.MultiSIM在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)課題的教學(xué)可行
（1）解決教學(xué)準(zhǔn)備、演示時(shí)間過長(zhǎng)矛盾。電工電子技術(shù)理論講解分析、實(shí)驗(yàn)演示、實(shí)習(xí)操作教學(xué)課題在MultiSIM仿真軟件中應(yīng)用完成，教師采用多媒體教學(xué)，增加了教學(xué)手段，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀。既豐富了老師的教學(xué)內(nèi)容，可提升學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)專業(yè)的興趣，大大提高了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，又可以探索課程理論與實(shí)習(xí)一體化教學(xué)，拓寬了教學(xué)模式，有助于提升老師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的傳授與學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。
（2）解決教學(xué)耗材成本的矛盾。電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)操作教學(xué)課題都需要提供元器件、線路安裝及儀器調(diào)試分析來(lái)完成教學(xué)內(nèi)容。元器件、線路及儀器等耗材成本一直制約著技校專業(yè)發(fā)展進(jìn)程，特別是器材料數(shù)量的分配、檢測(cè)、調(diào)試、回收、損壞，提高重復(fù)使用率都給教學(xué)耗材成本帶來(lái)困難。MultiSIM仿真軟件可以解決實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)操作教學(xué)耗材成本的矛盾。它提供了一個(gè)非常強(qiáng)大的元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，常用元器件庫(kù)有：信號(hào)源庫(kù)、基本元件庫(kù)、二極管庫(kù)、晶體管庫(kù)、模擬器件庫(kù)、TTL數(shù)字集成電路庫(kù)、CMOS數(shù)字集成電路庫(kù)、其他數(shù)字器件庫(kù)、混合器件庫(kù)、指示器件庫(kù)、其他器件庫(kù)、射頻器件庫(kù)、機(jī)電器件庫(kù)等13個(gè)，元器件數(shù)共計(jì)千余種。大多數(shù)元器件均提供虛擬和封裝兩種形式，這就給實(shí)施安裝調(diào)試分析電路原理的應(yīng)用帶來(lái)了便捷，另外，根據(jù)需要可方便的新建或擴(kuò)建元器件庫(kù)；它有數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、瓦特表、雙通道示波器、四通道示波器、波特圖儀、頻率計(jì)、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀等 11種仿真儀器可供選用，所提供的測(cè)量精度很高，其外觀、面板布置以及操作方法與實(shí)際儀器基本一致，便于掌握；它提供了強(qiáng)大的分析功能，包括交流分析、直流分析、溫度掃描分析、噪聲分析、蒙特卡羅分析及用戶自定義分析等19種。借助該軟件可以進(jìn)行各種電路的仿真，完成各種電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)課題，而不用擔(dān)心器件被損壞，解決了耗材成本的矛盾。
（3）新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用與能力的提升。隨著電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用發(fā)展和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的普及， MultiSIM仿真軟件是典型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺(tái)，可以幫助我們教學(xué)手段更加完善，提升新技術(shù)的應(yīng)用能力。我們?cè)陔姽る娮訉?shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)中引入了仿真新技術(shù)，可使教學(xué)更加靈活、形象、更加貼近電工電子工程實(shí)際。經(jīng)過理論多媒體講解演示、MultiSIM仿真軟件的使用、實(shí)驗(yàn)過程結(jié)果的驗(yàn)證操作、實(shí)習(xí)過程對(duì)元器件的選用與電路的安裝調(diào)試操作四大環(huán)節(jié)，可大大提高學(xué)生分析解決問題的能力，有助于加深學(xué)生對(duì)電工電子電路原理的理解，極大地提高了學(xué)生對(duì)電工電子電路學(xué)習(xí)的興趣，提升了學(xué)生掌握電工電子技術(shù)專業(yè)能力。
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[2]維修電工―國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn).中華人民共和國(guó)勞動(dòng)和社會(huì)保障部制定.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版發(fā)行.統(tǒng)一書號(hào).15504521 2002-5-1
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；MatlabGUI；虛擬仿真平臺(tái)；教學(xué)可視化平臺(tái)
電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)[1]。它是以高等數(shù)學(xué)、電路原理及模擬電子技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，同時(shí)也是自動(dòng)控制原理，電機(jī)與拖動(dòng)等專業(yè)課程的基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，是電氣工程領(lǐng)域理論和實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)核心課程之一，因此電力電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的好壞，將直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)[2⁃4]。電力電子課程概念多、知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，這給老師講課和學(xué)生理解帶來(lái)很大的困惑，所以借助實(shí)驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論和基本方法的理解很有必要。而傳統(tǒng)電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)受場(chǎng)地、器材、時(shí)間等諸多因素的影響，難以讓學(xué)生達(dá)到基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)投入小，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，具有一定的開放性，方便學(xué)生創(chuàng)新等優(yōu)點(diǎn)。所以借助虛擬仿真平臺(tái)來(lái)輔助課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)起到巨大的幫助作用[5⁃7]。本文借助Matlab/Simulink仿真環(huán)境，以及GUI（GraphicalUserInterface）設(shè)計(jì)友好的人機(jī)界面，通過GUI輸入框中數(shù)值的不同，改變電路參數(shù)，即可在界面觀察對(duì)應(yīng)的波形變化。同時(shí)在界面中添加不同的入口畫面，可以觀察仿真原理圖，以及該電路的原理分析。同時(shí)，在虛擬仿真平臺(tái)中加入電路的閉環(huán)實(shí)例分析，加深學(xué)生對(duì)該電路的理解，提高學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)效率[8⁃9]。
1電力電子虛擬仿真平臺(tái)的建立
1.1電力電子虛擬仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)
在設(shè)計(jì)GUI界面之前，首先需要確定虛擬仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計(jì)該平臺(tái)的主要目的是為電力電子課程提供一個(gè)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的仿真平臺(tái)，對(duì)電力電子課程中的一些常用電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，幫助學(xué)生深刻理解電力電子課程中電路拓?fù)浜碗娐穼?shí)例。根據(jù)這些基本要求，并結(jié)合電力電子課程的特點(diǎn)，確定了虛擬仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。該平臺(tái)包含了電力電子技術(shù)中常用電路，如整流電路、逆變電路、直流⁃直流變流技術(shù)、交流⁃交流變流技術(shù)及PWM控制技術(shù)5個(gè)基本模塊。課程的其他內(nèi)容可在虛擬仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展，因此，該平臺(tái)具有很強(qiáng)的通用性。為了使每個(gè)模塊設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，虛擬仿真平臺(tái)采用了分層設(shè)計(jì)方法，將該平臺(tái)分為若干個(gè)模塊，每個(gè)模塊包括一些子模塊。圖2給出了直流⁃直流變流技術(shù)模塊的組成框圖，它包括原理分析、運(yùn)行界面和實(shí)例分析三個(gè)子模塊，其他模塊的設(shè)計(jì)思想同該模塊基本相同。
1.2Matlab圖形用戶界面設(shè)計(jì)
Matlab為用戶提供了強(qiáng)大的集成圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境（GUIDE），用戶可以方便地設(shè)計(jì)圖形用戶界面，開發(fā)自己的用戶程序[10]。圖形用戶界面（GUI）是由窗口、菜單、文字說(shuō)明、標(biāo)簽等控件構(gòu)成。用戶通過提供的控件，如按鈕、滑塊、列表框等可以設(shè)計(jì)出易于理解的人機(jī)界面。一個(gè)圖形用戶界面必須包括控件（Compo⁃nent）、圖形窗口（Graphics）和回調(diào)函數(shù)（Callback）三個(gè)部分，利用GUIDE創(chuàng)建GUI是常用方法之一。使用GUIDE創(chuàng)建GUI的基本步驟如下：（1）選擇控件類型。根據(jù)預(yù)期的界面設(shè)計(jì)，選擇控件類型。電力電子教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)中使用的控件主要包括按鈕、輸入框、標(biāo)簽、坐標(biāo)軸及面板等。（2）設(shè)置控件屬性。控件的基本屬性包括字符（String）、標(biāo)簽（Tag）、字體大小（FontSize）、前景色（Fore⁃groundColor）等。通過設(shè)置控件屬性，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能指標(biāo)。（3）編寫回調(diào)函數(shù)。確定整個(gè)界面布局之后，需要編寫控件的回調(diào)函數(shù)。鼠標(biāo)右鍵單擊控件，選擇“查看回調(diào)”“callback”，編寫回調(diào)函數(shù)。在界面設(shè)計(jì)中用到的主要函數(shù)如下：get_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′）；%獲取電路輸入電壓幅值set_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′，a）；%設(shè)置輸入電壓幅值options=simset（′SrcWorkspace′，′current′）；%指定模型從當(dāng)前空間運(yùn)行，獲取編輯框中輸入電壓幅值參數(shù)sim（′boostdianlu′，[]，options）；%使用sim（）函數(shù)使仿真模型從當(dāng)前GUI函數(shù)空間進(jìn)行仿真plot（tout，yout）；%將輸出波形繪制到當(dāng)前坐標(biāo)軸對(duì)象上
1.3Simulink仿真模型
Simulink是Matlab的一個(gè)功能組件，為用戶提供建模和仿真的工作平臺(tái)。Simulink的SimPowerStems仿真工具箱提供電機(jī)與拖動(dòng)、電力系統(tǒng)與自動(dòng)化以及電力電子等仿真模塊，幾乎涵蓋所有電力電子電路的仿真模塊。按照電力電子電路的基本原理，利用工具箱提供的模塊可以進(jìn)行仿真電路的搭建[11]。以“升壓斬波閉環(huán)仿真電路”為例，說(shuō)明建立仿真模型的基本步驟：（1）調(diào)用功能模塊。根據(jù)升壓斬波電路原理圖，確定所需功能模塊，找到它們所在模塊庫(kù)。（2）創(chuàng)建并保存模型。建好模型后，使用Save命令保存，以便下次使用時(shí)直接調(diào)用。（3）連接模塊并設(shè)置參數(shù)。將各個(gè)功能模塊按照布局進(jìn)行連接，并設(shè)置每個(gè)模塊的參數(shù)。（4）運(yùn)行仿真并顯示結(jié)果。
2電力電子仿真平臺(tái)實(shí)例
根據(jù)圖1所示的虛擬仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖和圖2所示的直流⁃直流變流技術(shù)模塊結(jié)構(gòu)框圖，采用GUIDE設(shè)計(jì)各基本模塊和子模塊的圖形用戶界面，編寫各控件對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，響應(yīng)用戶操作。該GUI界面由主界面、原理分析界面、運(yùn)行界面以及仿真模型四個(gè)部分組成。
2.1直流⁃直流變流技術(shù)主界面
主界面是訪問該節(jié)的第一個(gè)用戶界面，如圖3所示。直流⁃直流變流技術(shù)主界面由標(biāo)題和功能選擇按鈕組成。在主界面中列出了包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路等常用的六大類基本斬波電路。每一類電路中有三個(gè)按鈕，對(duì)應(yīng)三個(gè)入口，分別是“原理分析”、“運(yùn)行界面”以及“實(shí)例分析”。用戶點(diǎn)擊其中任意一個(gè)按鈕，即可進(jìn)入對(duì)應(yīng)的功能界面。
2.2升壓斬波電路原理分析界面
以升壓斬波電路為例，當(dāng)點(diǎn)擊“原理分析”按鈕后，通過按鈕對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，就可跳轉(zhuǎn)到升壓斬波電路的原理分析界面，如圖4所示。原理分析界面由三部分構(gòu)成，分別是電路原理圖、原理分析文字說(shuō)明以及主界面按鈕。學(xué)生通過原理分析界面鞏固所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步加深對(duì)升壓斬波電路基本原理的理解，提高理論知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)點(diǎn)擊“主界面”按鈕時(shí)即可返回圖3所示的直流⁃直流變流技術(shù)的主界面。
2.3升壓斬波電路運(yùn)行界面
當(dāng)點(diǎn)擊升壓斬波電路“運(yùn)行界面”按鈕后，跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的運(yùn)行界面，如圖5所示。運(yùn)行界面由參數(shù)設(shè)置欄，波形欄以及菜單欄三部分組成。在參數(shù)欄設(shè)置需要改變的參數(shù)，分別為電壓E、電容R、電感L、電阻R。在輸入框中輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)值可改變仿真電路的參數(shù)[12]。波形欄共有三個(gè)坐標(biāo)軸，分別顯示輸出電壓，電感電壓以及開關(guān)信號(hào)波形。菜單欄包括仿真按鈕和主界面按鈕兩部分。點(diǎn)擊“仿真”按鈕進(jìn)行電路仿真，點(diǎn)擊“主界面”按鈕返回圖3對(duì)應(yīng)的直流⁃直流變流技術(shù)的主界面。圖5運(yùn)行界面通過輸入框改變仿真電路參數(shù)，不用在仿真模型中雙擊元件改變，提高了仿真效率，同時(shí)該界面可直觀地觀察電路參數(shù)的改變而引起的波形的變化。
2.4實(shí)例分析電路
當(dāng)點(diǎn)擊“實(shí)例分析”按鈕后，打開以升壓斬波電路為基礎(chǔ)的閉環(huán)仿真電路圖。“運(yùn)行界面”只是針對(duì)課本中開環(huán)升壓斬波電路進(jìn)行操作，而在實(shí)際工程中，幾乎所有的電路均使用閉環(huán)模型，由于閉環(huán)仿真電路在課堂中不作講述重點(diǎn)，學(xué)生對(duì)閉環(huán)設(shè)計(jì)無(wú)從下手，不能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程。因此，在虛擬仿真平臺(tái)添加“實(shí)例分析”入口，有助于學(xué)生從工程的角度理解閉環(huán)仿真電路的設(shè)計(jì)方法，以及閉環(huán)參數(shù)改變對(duì)電路的影響。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞： Proteus 開放型實(shí)驗(yàn)室 校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
一、引言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，通過實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，除了可以驗(yàn)證和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)外，還可以運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析和解決實(shí)際問題。隨著科技的發(fā)展，電子類課程應(yīng)用廣泛，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也越來(lái)越受重視。高校實(shí)驗(yàn)室作為人才培養(yǎng)的基地，實(shí)驗(yàn)室也受到老師和學(xué)生的重視。在著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力及實(shí)際動(dòng)手能力的今天，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室提出更新更高的要求。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室限定了學(xué)生必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)利用規(guī)定的儀器完成實(shí)驗(yàn)，并且是幾個(gè)人一組，學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)有限，有些學(xué)生只能在旁邊觀看，要提供給學(xué)生一個(gè)不受時(shí)間、地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)儀器限制，并充分展示才能的空間，基于Proteus的創(chuàng)新型校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與開放型實(shí)驗(yàn)室則是一條有效的途徑[1]。
二、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
目前，傳統(tǒng)的電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室主要存在以下問題。
1.不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)教師按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行講解，而學(xué)生則按照規(guī)定的步驟機(jī)械地操作儀器設(shè)備，實(shí)驗(yàn)題目的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的制定和儀器設(shè)備的選用等均由實(shí)驗(yàn)教師確定。因此，學(xué)生在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中相當(dāng)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)搬運(yùn)工，這樣會(huì)影響學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性，限制學(xué)生的思維空間，阻礙學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。
2.不利于實(shí)驗(yàn)室的管理和維護(hù)。
傳統(tǒng)的電子類實(shí)驗(yàn)室種類較多，如電工技能培訓(xùn)實(shí)訓(xùn)室、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、高頻電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、模擬電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、電路原理實(shí)訓(xùn)室、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室、微機(jī)原理實(shí)訓(xùn)室、信號(hào)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室等；在每一類實(shí)驗(yàn)室中，有各種試驗(yàn)設(shè)備，比較繁瑣，不易分類。同時(shí)伴隨實(shí)驗(yàn)器件調(diào)試不方便、老化、讀數(shù)誤差大、接線復(fù)雜和繁瑣、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例偏少等缺點(diǎn)，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)所用的實(shí)驗(yàn)器件老化或基礎(chǔ)不良，就會(huì)浪費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間接線，結(jié)果測(cè)試數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確。因此，實(shí)驗(yàn)教師的管理及維護(hù)工作將十分艱巨[2]。
3.缺乏可靠、有效的電子類課程數(shù)字化考試系統(tǒng)平臺(tái)。
在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課程安排、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)狀況和設(shè)備使用狀況等都不能及時(shí)在校園網(wǎng)上查詢，學(xué)生只有到了實(shí)驗(yàn)室才能知道所做的內(nèi)容，不能做到提前預(yù)習(xí)，而且在實(shí)驗(yàn)中缺乏質(zhì)量保證和有效的監(jiān)控，教師要監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程比較困難，學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存難度也比較大，遇到問題不能得到及時(shí)解決，實(shí)驗(yàn)又不能往后進(jìn)行，直接影響教學(xué)效果。目前，只有少數(shù)學(xué)校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的考試采用無(wú)紙化考試系統(tǒng)，其他電子類基礎(chǔ)課程的考試仍然采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行，只讓學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生容易投機(jī)取巧，因此，高校缺乏向?qū)W生提供自主學(xué)習(xí)、測(cè)試和評(píng)價(jià)的系統(tǒng)平臺(tái)。
4.既不利于保持實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)性，又不利于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的投資。
由于現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新設(shè)備、新器件不斷更新，會(huì)造成某一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備可能剛到實(shí)驗(yàn)室，老師和學(xué)生沒用多久，就面臨落后的狀況，沒用多久就會(huì)被淘汰。而且一般電子類實(shí)驗(yàn)設(shè)備，價(jià)格比較昂貴，實(shí)驗(yàn)室的投資比較大，因此，基于硬件設(shè)備手段建立的實(shí)驗(yàn)室面臨隨時(shí)可能落后的現(xiàn)狀，要保護(hù)其前期投資更是難上加難。
三、解決的辦法
1. Proteus仿真軟件簡(jiǎn)介。
Proteus仿真軟件是由英國(guó)Labcenter Electronics公司自主研制開發(fā)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具軟件，已有近20年的歷史，廣泛應(yīng)用。Proteus仿真軟件具有電路原理圖設(shè)計(jì)、制版與仿真等多種功能，不僅可以對(duì)電工、數(shù)字電路、模擬電路中的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，還可以對(duì)微處理器進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，是目前最好的仿真單片機(jī)及器件的工具[3]。其主要功能在于[4]：
（1）智能原理圖設(shè)計(jì)
Proteus軟件具有豐富的器件庫(kù)：超過27000種元器件，可以方便地創(chuàng)建新元件，自動(dòng)連線功能也使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，從而大大縮短繪圖時(shí)間，提高圖紙質(zhì)量。
（2）完善的電路仿真功能
①Proteus的仿真元器件：可以仿真模擬和數(shù)字、直流和交流的數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。
②Proteus的仿真儀表：示波器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓（流）表等。
③Proteus提供一個(gè)圖形顯示功能，可將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)。
2.基于Proteus的開放型實(shí)驗(yàn)室。
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)上，進(jìn)行模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等課程的實(shí)驗(yàn)，完成電路設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試等工作。一臺(tái)計(jì)算機(jī)（或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)）、一本虛擬實(shí)驗(yàn)教程、一套電子仿真軟件，這樣就構(gòu)成一個(gè)設(shè)備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。以軟代硬、以虛代實(shí)，這就是虛擬實(shí)驗(yàn)室[5]。
Proteus實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用Proteus虛擬仿真軟件和計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個(gè)從軟件到硬件、從虛擬到實(shí)際的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。它主要模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等課程的實(shí)驗(yàn)、研究等。
Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室屬于開放型實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不受限制，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)課程、研究課題更不受限制，這樣實(shí)驗(yàn)安排比較靈活，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也具有創(chuàng)新性。此外，在完成計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研任務(wù)的前提下，還可以利用現(xiàn)有資源，進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)、自由發(fā)揮的空間，提供具有設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性、開發(fā)性的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。開放型實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源利用、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改變和學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩确矫娑加蟹e極作用[6][7]。
3.利用基于Proteus的創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)。
利用校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)是對(duì)過去傳統(tǒng)教學(xué)方式的改革，也是采用現(xiàn)代化教學(xué)手段的一種嶄新方式，以實(shí)現(xiàn)所有信息資源的數(shù)字化，把學(xué)校建設(shè)成一個(gè)超越時(shí)間、空間的虛擬大學(xué)。近年來(lái)各高校都在做這方面的工作[8]。
利用校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)的方式具有驗(yàn)證性、模塊性、體驗(yàn)性等。創(chuàng)新型虛擬網(wǎng)絡(luò)課堂和實(shí)驗(yàn)室可以利用校園網(wǎng)服務(wù)器平臺(tái)，在校園網(wǎng)上分別構(gòu)建教與學(xué)的技能考場(chǎng)模塊、實(shí)驗(yàn)制作模塊、視頻制作模塊、系統(tǒng)管理模塊、視頻學(xué)習(xí)模塊、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)模塊、項(xiàng)目化教學(xué)模塊和崗位體驗(yàn)?zāi)K。學(xué)生可以根據(jù)自己的瀏覽意愿和需求分別進(jìn)入創(chuàng)新型虛擬網(wǎng)絡(luò)課堂和實(shí)驗(yàn)室的八個(gè)不同的模塊區(qū)域，如圖1所示。
圖1 電子技術(shù)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平臺(tái)主頁(yè)
（1）技能考場(chǎng)模塊
主要有電子技能測(cè)試、單片機(jī)技能測(cè)試、嵌入式技能測(cè)試和崗位角色體驗(yàn)等，可以充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)性，豐富的資源，有助于教師及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效果情況，及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整。技能考場(chǎng)管理界面如圖2所示。
圖2 技能考場(chǎng)管理界面
（2）視頻學(xué)習(xí)、視頻制作模塊
可以在這兩個(gè)模塊看到Proteus操作入門、模擬電子應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字電子應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和嵌入式應(yīng)用技術(shù)等的視頻，此外，教師和學(xué)生可以將自己制作的視頻掛在網(wǎng)上，每個(gè)學(xué)生先進(jìn)入校園網(wǎng)，然后輸入自己的學(xué)號(hào)和自設(shè)的密碼登錄，進(jìn)入視頻學(xué)習(xí)模塊，可以學(xué)習(xí)其相應(yīng)的知識(shí)，節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，簡(jiǎn)單、易操作，這種教學(xué)方式不僅是對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式的補(bǔ)充，而且可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
（3）實(shí)驗(yàn)制作、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)模塊
學(xué)生可以根據(jù)課程類別進(jìn)入在線實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，如電路分析虛擬實(shí)驗(yàn)、高頻電子線路虛擬實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)、模擬電路及數(shù)字電路虛擬實(shí)驗(yàn)等，此外，可以對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、進(jìn)行學(xué)術(shù)創(chuàng)新型開發(fā)項(xiàng)目等。通過實(shí)施這個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)以后，教師不用為同一個(gè)實(shí)驗(yàn)問題不斷地為學(xué)生解釋或演示給學(xué)生看，而且可以省下準(zhǔn)備教學(xué)課件的時(shí)間，學(xué)生也可以通過這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)及操作實(shí)驗(yàn)。
（4）系統(tǒng)管理模塊
主要有用戶管理、課題設(shè)置、成績(jī)管理、進(jìn)度查詢和系統(tǒng)幫助等。在成績(jī)管理界面中教師可以隨時(shí)進(jìn)行閱卷，更進(jìn)行試卷的調(diào)整，使教學(xué)更靈活，容易管理。
（5）項(xiàng)目化數(shù)字、項(xiàng)目化教學(xué)模塊
可以對(duì)每一門課進(jìn)行項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)，還有項(xiàng)目題庫(kù)可供學(xué)習(xí)，而且網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)可以與其他高校進(jìn)行聯(lián)合，共享創(chuàng)新型資源，比如介紹大學(xué)生進(jìn)行研究性的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。
四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的應(yīng)用
1.單片機(jī)、數(shù)字電路、模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
學(xué)生可以在Proteus平臺(tái)上按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自己畫原理圖，編寫簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序，完成后，可以通過Proteus提供的虛擬儀表進(jìn)行檢測(cè)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不需要實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備投入就可以完成大量實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生而言，計(jì)算機(jī)平臺(tái)利用比較普及，學(xué)生比較喜歡，更有利于課外拓展性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。此外也有利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，基于Proteus的開放型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生只要有想法，就可以進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)、編寫程序代碼、調(diào)試、PCB設(shè)計(jì)，了解產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)過程。
2.實(shí)驗(yàn)考核方式的改革[9]。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式一般采用實(shí)驗(yàn)箱操作，但是在實(shí)驗(yàn)中如果出現(xiàn)線路虛焊、導(dǎo)線接觸不良、仿真器燒壞等問題，就算是學(xué)生平時(shí)都做出來(lái)的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫x定的設(shè)備問題可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果，這在教學(xué)過程中經(jīng)常遇到。新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法則需要配套新的考核方式。而基于Proteus的開放型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與創(chuàng)新型校園網(wǎng)絡(luò)可以形成新的考核方式，可以讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力，不會(huì)存在設(shè)備器材問題，老師給出實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖、編寫或改寫程序完成，以最終運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)效果評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。
3.課外電子競(jìng)賽培訓(xùn)活動(dòng)。
利用Proteus軟件平臺(tái)還可以進(jìn)行電子競(jìng)賽培訓(xùn)活動(dòng)，這樣就為每年舉辦的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng)提供了一個(gè)良好的培訓(xùn)學(xué)習(xí)平臺(tái)。
Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建立有利于提高學(xué)生創(chuàng)新的積極性，增長(zhǎng)學(xué)生的見識(shí)，開闊學(xué)生的視野，同時(shí)可以創(chuàng)建興趣團(tuán)隊(duì)，組織競(jìng)賽培訓(xùn)等。課外電子競(jìng)賽可以讓學(xué)生充分展示自己的創(chuàng)新成果，如果在比賽中獲獎(jiǎng)，則可以以新聞的方式介紹學(xué)生的創(chuàng)新成果，而基于Proteus的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室正好提供了這樣的平臺(tái)。
五、結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是電子類課程教學(xué)的重要組成部分，由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)器件老化，讀數(shù)誤差大、調(diào)試不方便、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例偏少等問題，創(chuàng)新型、開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)逐漸引起教師和學(xué)生的關(guān)注，創(chuàng)新型、開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立思考、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。本文介紹了Proteus仿真軟件及其虛擬實(shí)驗(yàn)室，提出了建立基于Proteus的開放型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與創(chuàng)新型校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，使教學(xué)變得更簡(jiǎn)單、更靈活，在培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力方面有重要作用，有利于增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)、促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的改革。因此，高等院校實(shí)行創(chuàng)新型、開放型實(shí)驗(yàn)已成為一種必然趨勢(shì)。
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