工科电路类课程作为电气及电子学科各专业的极为重要的技术基础课, 对学生学习后续课程, 提高解决实际问题的能力起着至关重要的作用。同时这也是一门理论性系统性很强的课程, 历来学生感到深奥难学。因此, 如何科学地利用EWB及多媒体, 把二者有机的结合在一起, 进行先进的教学, 充分发挥仿真软件和多媒体教学的优势, 把枯燥的教学变得生动形象深入浅出, 值得教学工作者去探讨和研究。
1 多媒体教学
多媒体技术是把运载超文本、图形影像、动画声音等信息的媒体结合在一起, 并通过计算机进行综合处理和控制, 在屏幕上将多媒体各个要素有机结合, 最终完成一系列随机性交互操作的信息技术, 它具有集成性、交互性、控制性等特点。将多媒体技术引入课堂教学中, 能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境, 能使教学思想、教学内容、教学方式方法、课程体系及课堂结构发生巨大变化, 为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具, 激发学生的学习兴趣、发展学生的思维能力。多媒体教学在80年代已经开始出现, 但当时是采用多种电子媒体如幻灯、投影、录音、录像等综合运用与课堂教学。这种教学技术又称多媒体组合教学或电化教学, 90年代起, 随着计算机技术的迅速发展和普及, 多媒体计算机已经逐步取代了以往的多种教学媒体的综合使用地位。因此, 现在我们通常所说的多媒体教学是特指运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活 (computer assisted instruction, 即CAI) 现在, 多媒体技术正越来越广泛的应用于现代教学。
多媒体教学可以增加课堂容量, 提高教学效率, 有助于扩大教学内容。多媒体教学可以节省书写板书的时间, 使教师能在单位时间内向学生传递更丰富的教学信息。由于教学效率提高, 教师可以充分利用课堂时间去强化基本内容, 介绍相关知识, 突出教学重点, 突破教学难点, 帮助学生更全面深刻的理解掌握所学内容。
2 EWB软件
EWB (Electronic Workbench) 是专门用于电路仿真的“虚拟电子工作台”EDA仿真软件, 高版本的改叫Multisim软件。它的功能非常强大, 能够提供电阻、电容、三极管、集成电路等十四大类几千种元件;能够提供示波器、万用表等十几种常用的电子仪器;它具有强大的电路图绘制功能, 可绘制出符合标准的电子图纸;它还具有强大的波形显示功能, 并且结果可轻松放入各类文档。在国内外都有广泛应用。EWB电路仿真系统将实验台“搬到”了计算机屏幕上, 通过鼠标或键盘调用元器件和仪器搭接电路, 电路的各种参数容易调整, 整个教学过程在虚拟实验室进行, 可使实验与理论有机结合, 更充分的学习实践。
EWB具有以下突出的特点:首先, 采用直观的图形界面创建电路:在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台, 绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。其次, 软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似, 可以实时显示测量结果。第三, EWB软件带有丰富的电路元件库, 提供多种电路分析方法。第四, 作为设计工具, 它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。最后, EWB还是一个优秀的电子技术训练工具, 利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验, 仿真电路的实际运行情况, 熟悉常用电子仪器测量方法。
3 多媒体与EWB的结合应用
在电工电路的教学中引进EWB软件可以看到电路工作的实际效果, 测量电路的有关参数, 激发学生的学习兴趣, 有利于学生对电路的认识和理解。比如在正弦交流电一节的教学中, 直观的观察交流电的正弦波形有利于对教学内容的理解, 这就需要使用示波器观察交流电波形。而示波器的价格相对比较昂贵, 大量购买花费较大;这种贵重仪器学生使用不当很容易损坏。我们利用EWB软件中的双踪示波器就可以轻易解决这个问题, 观察到正弦波。教师采用多媒体教学, 在计算机上利用EWB软件对电路进行仿真, 甚至可以让学生自己在计算机上进行EWB软件的操作, 在EWB软件的示波器上能够看到各测试点的波形并可以读出波形的峰值、频率、相位差。这样学生既看到了动态的波形变化, 增加了对交流电波形的理解, 形象直观的理解了正弦量三要素, 又掌握示波器的用法、读法。使用EWB软件对学生来说, 没有了弄坏仪器的风险, 也就没有了做不成功的心理负担, 学生就能更大胆的去尝试、去实验, 有利于学生更好的去研究问题、探讨问题, 也利于学生创新能力的培养。
在电子部分内容的教学中, EWB软件更大有作为。比如在学习共射极基本放大电路时, 静态工作点位置不当输出波形出现截止及饱和两种失真, 这时利用仿真软件, 效果很好。教师可以在备课时做好基本放大电路的线路图, 设置好基本参数, 调试完毕。在课堂上采用多媒体教学的同时, 打开软件调出电路, 设置基极电阻RB较小时, 输出波形产生饱和失真;设置基极电阻RB较大时, 输出波形产生截止失真。两种波形可以形象直观地显示出来, 给学生以极强的感性认识。类似的应用很多很多, 修改电路和参数非常容易, 调试也不困难。只要肯于思考, 课前认真准备, 把EWB软件和多媒体教学充分融合, 会收到非常理想的教学效果。
4 结语
实践表明, 把多媒体和仿真软件两种先进的方法结合在一起来进行教学, 简单易行, 组织方便, 会使枯燥的教学形象直观, 生动有趣, 极大的调动学生的学习积极性, 教学效果显著。这种教学模式有必要继续深入研究更多应用, 以期取得更完美的效果。
摘要：多媒体教学是一种先进的教学手段, EWB是一种高效的仿真软件, 如何把二者有机结合应用于电路类课程的教学中, 文中做了探讨。
关键词：电路教学,EWB,多媒体教学
参考文献
[1] 王昆, 杨颖.EWB仿真技术在电子技术实验教学中的应用[J].中国电力教育, 2008 (8) :107～108.
[2] 袁艳敏.电子工作台 (EWB) 在电工教学中的应用[J].东北师大学报自然科学版, 2004, 12:45～46.