严新英
新疆阿克苏职业技术学院 新疆阿克苏 843000
EWB软件在电子技术课程中的应用优势
严新英
新疆阿克苏职业技术学院 新疆阿克苏 843000
介绍了利用EWB(虚拟电子工作台)在电子技术课程教学中所显现出传统教学所不能比拟的优势。探讨如何把EWB仿真软件应用在教学中,最大限度地调动学生的视觉和听觉能力,激发学生学习兴趣,培养学生的创新意识。
EWB软件;电子技术课程;应用优势
EWB的全称为Electronics Workbench(虚拟电子工作台),是由加拿大Interactive Image Technologies公司推出的专门用于电子线路的仿真软件,是EDA(Electronic Design Automatic电子设计自动化)技术的主要电子应用软件工具之一,它提供了虚拟实验和电路分析两种仿真分析手段,可用于数模电路、数模混合电路和部分强电电路的实验、分析和设计。采用EWB仿真软件改进电子技术课程的教学,可以实现边学边练的教学模式,使学生更快更好地掌握理论知识,并熟悉常用电子仪器的使用方法和电子电路的测量方法,从而提高学生对电路的综合分析能力、设计能力以及创新能力。因此,在学生掌握EWB软件基本操作条件下,整合优化EWB软件在电子技术课程教学中的应用具有重要的现实意义。
EWB软件最突出的特点是用户界面友好,各类器件和集成芯片丰富,尤其是其直观的虚拟仪表是软件的一大特色。EWB软件所包含的虚拟仪表有:双踪示波器、数字万用表、函数信号发生器、波特图图示仪、失真度分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪、网络分析仪等,同时还提供诸多中外大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片,而且参数可以任意调整,使用数量不限,器件库中没有的器件,可以根据需要新建元器件。它提供了一个与硬件设备非常相似的虚拟实验平台,且仿真实验不受仪器仪表及元器件的限制,只要有计算机就可以进行仿真实验。几乎能对电子技术课程中所有基本电路进行虚拟实验,虚拟实验的过程与仪器操作方法非常相似,但比实际操作更为便捷安全。
1.1 运用EWB软件使抽象的内容变的生动形象
电子技术课程专业性强,具有抽象难懂、不易掌握、枯燥乏味等特点,特别是很多内容又与生活实际的应用互不联系,教师与学生很难互动,教与学的矛盾较为突出。尽管应用多媒体教学手段,文字与画面并存,教师费尽口舌讲得头头是道,依然感觉学生还是不能很好地掌握电路原理的分析能力,久而久之学生在听觉和视觉上的疲惫造成注意力不集中而逐渐失去对本课程学习的兴趣。如何调动学生的注意力、观察力、思考力等智力因素,同时调动学生的兴趣、意志、性格、兴奋点等非智力因素的积极性,在众多辅助教学软件中,EWB有着较好的辅助教学效果。将
EWB软件与多媒体教学整合应用会使枯燥乏味抽象难懂的内容变得生动有趣。例如在以往的教学中,学习整流、滤波电路时,尽管借助于多媒体画面的再现和教师分析,学生对波形的变化理解可能还会存在一定困难。如果利用EWB软件进行仿真模拟,学生就可以清楚直观地看到整流前和整流后的波形变化,而且波形的出现既准确又美观,还具有动感。此时教师再对电路分析进行讲解,然后得出整流、滤波电路的工作原理,这样抽象的概念变得具体、直观、生动,既可以激发学生的学习兴趣,又使学生易于理解和掌握。
1.2 运用EWB软件使实验教学安全省时如果学生到实验室做实验,教师在实验前就得提前准备实验器材和设备。在实验过程中还得不断检查学生的接线、安全等问题,万一接错线可能会烧坏元件甚至烧坏仪器设备,不仅造成实验器材的浪费而且还具有一定的危险性,实验后还要清点检查实验器材和设备。而将EWB引入实验教学,利用该软件进行仿真实验,上述的种种问题也就随之解决了,无论学生怎样做仿真实验,元器件库的任何元器件、测试仪器都不会损坏或者丢失。接好线以后可以进行仿真接通电源,验证线路的正确性,从而大大减少实际操作中的线路故障率,节约实验材料,而且也加快了学生做实验的速度,实验效率得到提高。
1.3 运用EWB软件可积极调动学生学习的主观能动性
鉴于我院学生的实际情况,要提高学生的综合素质,学习能力的培养比学习知识的掌握更重要。利用EWB软件有助于培养学生发现问题和解决问题的能力,调动学生学习的主观能动性。例如:教师可以先给学生一个错误的电路图,让学生在EWB的工作区中先画出来,然后进行仿真操作,并分析仿真中出现的异常现象,从电路图中找出错误,修改,再仿真,直到完全正确为止。在操作的过程中学生会自觉自愿的去主动分析出现的错误,积极想办法修改电路,将被动学习变为主动思考,大大提高了学生学习的主动性。
学习电子技术课程,不仅要掌握分析电路的基本原理和基本计算公式,而且要求在掌握基本原理的基础上着重掌握对电路的分析和设计能力。我院的电子实验设备无法满足各种电路的设计和调试要求,但有了EWB软件,一切问题都解决了。
例如,用“与非门”设计一个交通信号灯故障检测电路,如果用传统组合逻辑电路设计的步骤如下。
(1)根据实际问题对逻辑功能的要求,列出真值表;
(2)由真值表写出逻辑函数的“与或”表达式;
(3)将逻辑表达式用代数法或卡诺图法进行化简;
(4)将“与或”表达式转换成“与非”表达式;
(5)根据最简表达式画出逻辑电路图。
设计时首先要根据命题分析事件的逻辑因果关系,然后形成真值表,根据真值表列出函数表达式,这是最关键的两步,而后三步既繁琐又有一定的难度。如果我们使用EWB软件进行辅助教学,教师在讲述例题时就可以集中精力分析和讨论给定命题的逻辑关系,运用EWB的“逻辑转换仪”填写真值表(如图1所示),然后用逻辑转换仪生成逻辑电路,进行仿真。结合教师的讲解,步骤清晰地展现在学生眼前,从而实现组合逻辑设计。教师讲起来得心应手,学生的听觉和视觉也得到了极大的调动。另外教师还可以结合实际给学生提出问题,让学生利用EWB软件自己动手搞设计来调动学习兴趣,激发创新意识。采用这样的教学方法,既可以集思广益又充分挖掘学生的创造潜力,还可开阔学生的眼界,激发学生主动思考,学生学习兴趣也会大大提高,同时还会启发他们思考生活中有关的问题,从而培养学生的创新意识。
图1
电子技术课程结合EWB软件进行教学,显示出多媒体教学所不可比拟的优势。它既可以帮助学生理解并掌握抽象的理论,又可以不受实验设备条件不足的限制,随时进行仿真模拟,而且完全不必担心元器件、仪表被损坏等。
EWB软件是一种较好的辅助性的教学软件,但学生全面综合实践技能的提高还须通过硬件设备、元器件、仪表等实操训练达到目的。因此,要正确处理好运用EWB软件仿真实验与硬件实验的关系,有些实验一定要在硬件实验室做,有些实验则可以应用EWB进行仿真。所以将EWB软件和电子技术课程的教学合理、有机地进行整合,充分发挥EWB技术的优势,让学生在实验探索中能有效地掌握电子技术这门课程,以更好地促进电子技术教学质量的提高。
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EWB Software at Electronics Technique Applied Advantage within Course
Yan Xinying
Aks Vocational and Technical College, Aks, 843000, China
This text introduced to make use of EWB(virtual electronics work set) at electronics technique course teaching in a traditional teaching presented can not compare of advantage. Inquire into how to imitate the true software application to EWB in the teaching, with maximum limit transfer the student's sense of vision and sense of hearing ability, stir up student study interest, foster the student's innovation consciousness.
EWB software; electronics technique course; applied advantage
2016-01-17
严新英,本科,讲师。