電工教學(xué)EWB軟件運用

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EWB（ElectronicsWorkbench）軟件作為一種可視化、交互式的電路仿真軟件，是電工電子教學(xué)中主要應(yīng)用的軟件之一。本人在中職電工電子教學(xué)中，利用ewb軟件作為輔助教學(xué)工具，取得了較好的效果。現(xiàn)對該軟件及其在教學(xué)應(yīng)用效果方面作一分析探討。

一、EWB軟件特點及使用簡介

1.EWB軟件的主要特點。EWB軟件提供了模擬電路、數(shù)字電路以及電路分析的虛擬實驗環(huán)境，其虛擬現(xiàn)實的方式非常適合在EDA實驗中運用。其主要特點有：具有豐富的電路元件庫和多種儀器儀表，還可根據(jù)需要擴充器件庫，對于元件可以靈活設(shè)置參數(shù)或模擬開路、短路等故障；可以在計算機上進行模擬真實的實驗室工作臺，所需的測試儀器以及電器元件等可以直接從屏幕上進行選取，操作簡單、方便；EWB軟件上儀器的控制界面的操作方式和外形與實物非常相似；可以實時分析和顯示電路運行和測量的結(jié)果；具有存儲打印的功能，且可直接把編制電路圖復(fù)制到Word以及其他的軟件中。圖一為EWB軟件操作界面。

2.EWB軟件的主要運行步驟。第一步：輸入原理圖。在電路工作區(qū)放置元件的原理圖符號，連接導(dǎo)線，設(shè)置元件參數(shù)。第二步：放置和連接測量儀器，設(shè)置測量儀器參數(shù)。第三步：啟動仿真開關(guān)，在儀器上觀察仿真結(jié)果。

二、EWB在中職電工電子教學(xué)中的應(yīng)用效果分析

1.演示生動直觀，方便理論教學(xué)。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，對于電工電子一些理論及計算，一般只能在黑板上進行演示推算，既枯燥又平淡的講解過程，往往會使學(xué)生產(chǎn)生疲勞。運用EWB軟件，則可以方便將一些電路進行仿真，對理論進行驗證，并用多媒體形式生動而直觀地演示出來，有利于學(xué)生加深對理論知識的理解和認(rèn)識。例如對于基爾霍夫電流定律的講解，我們可以通過EWB軟件進行教學(xué)。在EWB軟件的原理圖編輯創(chuàng)口創(chuàng)建如圖二所示的電路，然后打開仿真開關(guān)，其中電流表的顯示的數(shù)據(jù)就是仿真分析的結(jié)果。從圖中可以看出：4.349+（-3.130）+（-1.217）=0，驗證了基爾霍夫電流定律（KCL）。并且在教學(xué)的過程中可以通過EWB軟件隨時進行更改電路的結(jié)構(gòu)和元器件的數(shù)值，可以通過多組數(shù)據(jù)進行驗證，這樣將理論與直觀的仿真演示相結(jié)合，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且對提高學(xué)習(xí)效率具有重要的作用。同時也使教師從以往在備課過程中尋找元件器材，準(zhǔn)備電源、儀表等復(fù)雜的程序中解放出來，讓課堂演示實驗更為方便簡單。

2.安全省時省心，提高實驗效率。使用EWB軟件讓學(xué)生進行仿真實驗，可以省去許多實驗器材準(zhǔn)備、損壞、維護、管理等環(huán)節(jié)的工作，有利于節(jié)約時間，提高效率。還可以避免學(xué)生因電路接錯、操作不當(dāng)、工具使用錯誤等多種因素帶來的嚴(yán)重后果，或是產(chǎn)生觸電等安全問題，減少部分學(xué)生在實際實驗中因為膽小而不敢動手的問題。學(xué)生通過仿真實驗，熟悉電路，可以作為實際操作的預(yù)練，對于培養(yǎng)良好的實踐動手能力帶來幫助。如對220V交流電降壓、整流、濾波的電路實驗（如圖三）進行仿真分析過程中，我們不僅很方便地測量出了各電路的電壓、電流值，并且對不接或加接濾波電容后的波形非常直觀地就可以演示出來。在實際實驗中如需對同一電路不同狀態(tài)進行測試（如本電路中的濾波電容）需拆裝相應(yīng)的元件，既費時又易損元件，而在EWB軟件中可以很方便地隨意更換或修改元件及參數(shù)。

3.仿真故障電路，增強分析能力。在實際實驗中，如要演示某些如發(fā)生嚴(yán)重短路、或有元件漏電、或有其他不安全因素等的電路運行，可能不太容易操作，一般只能作理論上的假設(shè)和分析。但在EWB軟件中，教師可以對某些元件設(shè)置故障，來仿真電路出現(xiàn)問題，在運行過程中讓學(xué)生查找電路問題，分析產(chǎn)生故障原因。如對于全波整流電路中，可以把其中一個整流二極管設(shè)為開路，通過示波器觀察輸出波形變?yōu)榘氩ㄕ鳎部蓪V波電容設(shè)為短路，觀察負載的電壓、電流等變化情況。這種靈活設(shè)置各種故障電路的方式，更有助于提高學(xué)生分析和解決電路問題的能力。

4.方便電路設(shè)計，促進自主學(xué)習(xí)。借助于EWB軟件，教師可以讓學(xué)生大膽地自行設(shè)計電路，進行仿真運行。在仿真設(shè)計中，學(xué)生不象實際實驗中有更多約束，即使運行出錯也不會造成嚴(yán)重后果，還可以自行分析繼續(xù)調(diào)整設(shè)計電路。因此有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，提高自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生的創(chuàng)新開發(fā)能力也得到了培養(yǎng)。

5.解決器材難題，節(jié)約實驗成本。EWB軟件中豐富的元件庫和儀器儀表，為我們仿真更多實驗創(chuàng)造了良好條件。元件、儀表的反復(fù)使用，不用擔(dān)心損壞或數(shù)量不夠等問題。特別是對于一些信號發(fā)生器、頻率特性儀等學(xué)校配備較少的儀器，在軟件中可以方便地使用，為一些學(xué)校因為實驗儀器缺乏而不能開設(shè)實驗的問題，得到了較好的解決。

三、EWB軟件應(yīng)用于電工電子教學(xué)中需要注意的問題

1.不可忽視實際操作。EWB軟件盡管功能較為強大，但畢竟只是仿真功能。最好的軟件也不能代替實際的操作，就如汽車模擬駕駛工具一樣，可以加以仿真練習(xí)，但不能代替真實的駕駛技術(shù)。因此我們可以把EWB軟件作為電工電子實踐操作的有益補充，但絕不能忽視加強實際動手能力的培養(yǎng)，否則對于學(xué)生來說仍將是紙上談兵。

2.加強嚴(yán)謹(jǐn)細致的思想教育。由于仿真實驗時即使操作失誤或錯誤運行也不會帶來嚴(yán)重后果，學(xué)生實驗中的隨意性會比較強，這與實際實驗操作中強調(diào)的嚴(yán)謹(jǐn)細致的工作要求有較大差別。因此要加強這方面的思想教育，避免給學(xué)生思想上及實際操作中帶來負面影響。綜上所述，EWB軟件作為一種操作方便、簡單、且功能齊全的軟件系統(tǒng)，在電工電子教學(xué)中可以發(fā)揮較強的作用，能幫助我們把抽象難懂的理論變得生動形象，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。作為在學(xué)生實際操作前的預(yù)備練習(xí)，EWB軟件為實際操作打下基礎(chǔ)，也有利于學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力。作為教師，我們應(yīng)有效利用和發(fā)揮仿真軟件的優(yōu)勢，做到虛擬與現(xiàn)實結(jié)合，使其成為電工電子教學(xué)中的有益補充，從而提高教學(xué)效果。