EDA技術在《電子技術基礎》教學中的實踐與應用

1、EDA技術在電子技術基礎教學中的實踐與應用一、問題的提出 電子技術是一門實踐性很強的課程 現今職業(yè)學校機電、電子、通信、計算機以及相關專業(yè)均開設了 該課程 , 同時配合理論教學還開設了實驗課用以提高教學效果。 電子技術實驗 , 大部分學校采用各類實驗箱 ,實驗過程中學生要 完成電路搭建、結果驗證。對于一些小型電路 , 各類實驗箱還能 應付得了 ,但稍稍復雜一些的電路就難以對付了 , 往往由于芯片 短缺、電路連接過于復雜、故障難以查找 , 加上實驗箱長期使用 導致接觸不良等等 ,使得實際實驗過程中電路搭建成功率低 , 導 致學生對實驗的興趣下降 , 影響實際教學效果?，F在隨著個人計 算機提高和互

2、聯網的發(fā)展，功能強大的電子仿真軟件 EDA技術逐 漸與廣大專業(yè)教師見面 , 我們將它逐步地應用到教學之中 , 出現 了全新的教學模式，在電子技術教學中應用 EDA技術將是一個必 然的趨勢。二、EDA 技術在電子技術教學中的應用 電子技術課程是電子類專業(yè)的支柱性課程 , 它要求學生熟悉 各種電子器件 , 掌握電路圖的識讀、 繪制以及電路工作原理 , 還要 學會掌握和合理運用分析方法。 EDA軟件正是提供了各種支持， 恰到好處地符合這樣的教學要求。同樣 , 電子線路課程又是一個 緊密聯系實踐的課程 ,EDA 軟件的強大的仿真功能更是能把實踐 帶入課堂 , 帶入教學的每一個環(huán)節(jié)中去。 基于 Mult

3、isim 的電子技 術課堂教學 , 是在虛擬的電子環(huán)境中 , 師生借助計算機自然地、 高 效地與電子元器件、電子儀器、分析工具等進行實時交互 , 相互 影響 ,為開展探究式教學提供了必要的支持。1. 應用于課堂教學環(huán)節(jié) ,開展探究式教學 , 是師生高效交流 的平臺探究式教學能充分調動學生的積極性 , 挖掘學生的學習潛力 使學生變被動的接受為主動的探求 , 也充分體現了教師主導和學 生主體 , 這是一種科學的、民主的教學方法。以前由于課堂上師 生之間沒有實時交互的平臺 , 教師是單向地教 , 學生是被動地學 , 而 Multisim 的出現 , 恰到好處地為師生搭建了一個良好的交互 平臺。因為,

4、首先,在 Multisim 創(chuàng)建的電子技術課堂教學情境中 電子元器件、儀器儀表、仿真分析方法同等地提供給教師和學生 使學生產生親臨電子電路實際環(huán)境之中的感覺 , 學生是從虛擬環(huán) 境的內部向外觀察 , 不再是旁觀者 , 而變成了電路知識的探究者。 其次 ,Multisim 對電路參數的設置、電子分析和仿真、數據圖形 的處理以及結果的輸出都只需簡單的操作即可完成 , 這樣就使師 生的交互能在輕擊幾下鼠標之下完成。 因而在課堂上師生間能通 過簡捷、輕松的方式完成充分的交流 , 學生的疑問、新奇的想法 等都可以及時驗證和嘗試 , 真正為師生搭建了一個開放性的“所 想即所得”的高效交流平臺。探究式教學一

5、般遵循“問題情境搭建模型解決問 題”三個步驟。 創(chuàng)設問題情境是引發(fā)學生探究心理學習新知識的切入點。例如在單管共射放大電路的教學中 ,第一步 ,教師先創(chuàng)設 問題情境，要把幅值為10mV,頻率為1KHz的正弦信號放大50倍, 負載電阻是2KQ。第二步，學生調用已有知識（三極管放大特性、 三極管放大狀態(tài)的外部條件、三極管輸入、輸出特性 ）, 在 Multisim 環(huán)境中 , 調用虛擬元器件和虛擬和儀器儀表 , 搭建電路 模型, 最后在教師的提問、啟發(fā)、引導下 , 對電路不斷地分析、測 試、調整 , 完成放大電路 , 即解決了問題。這樣 , 在大量的動腦、 動手的實踐中 , 學生學到了新知識 （共射放

6、大電路的基本結構、 靜 態(tài)工作點、截止失真、飽和失真、頻響特性等）?？傊?EDA技術為探究式教學提供了優(yōu)質的平臺 , 也必將為學生的學習提供優(yōu)質 的保證。2. 應用于實驗教學環(huán)節(jié) , 開展虛擬實驗 , 是實際硬件實驗的 有力補充和拓展虛擬實驗在實驗教學中的應用 , 主要表現在以下三個方面 :（1）學校缺少某項實驗的實驗設備時 , 虛擬實驗可以代替硬 件實驗。有些學校由于缺少實驗設備 , 部分硬件實驗無法展開 , 就完全可以用虛擬實驗代替。 虛擬實驗的一大特點就是不受實驗 設備、場地的條件限制，只要有計算機，有EDA軟件（如Multisim）, 幾乎所有的實驗都難不住它。 （它的元器件庫無所不包

7、 , 而且具有 網上更新的功能 , 它的虛擬儀器也是應有盡有 , 而且直觀性強。 ）（2）同一實驗課題 , 在開展硬件實驗的同時 , 可以輔以虛擬實 驗。硬件實驗和虛擬實驗在教學效果上各有所長 , 硬件實驗的主 導地位是毋庸置疑的 , 它使學生直接面對真實對象 , 進行真實操 作, 獲得直接經驗 , 這是虛擬實驗所無法做到的。 而虛擬實驗有更 為優(yōu)秀的分析技術 , 例如在很多儀器儀表中引入指針 , 使實驗數 據更易獲得，實驗現象更為明顯，EDA軟件中又具有經典的仿真分 析方法 , 能輕而易舉地實現瞬時現象的捕捉 , 也能把很長時間的 現象展現于一秒 , 這也是實際儀器不能敵的。所以 , 同一個

8、課題 , 開展實際硬件實驗可使學生鍛煉動手能力 , 獲得直接經驗。開展 虛擬實驗 , 有助于對實驗現象的觀察和實驗數據的獲得 , 最終有 利于分析和實驗結論的獲得。(3) 開展具有創(chuàng)造性的開放式實驗。 以前在做實驗前 , 教師出 于對實驗器材和學生安全的保護 , 必先囑咐學生不準動這 , 不準 動那 , 使學生做起實驗來束手束腳 , 學生的想象力和創(chuàng)造力得不 到發(fā)揮。其實很多時候 , 學生對實驗內容是有自己的獨到的想法 的。如果能夠利用虛擬實驗技術 , 拿出有意義的課題 , 進行開放式 的實驗 , 學生在實驗中 , 可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力 , 對電路進行別出 心裁的修改 , 對電路的分析和測試做

9、不同的嘗試 , 使學生完全成 為實驗電路的剖析者和探索者 , 又不必擔心會損壞任何器件或儀 器。這樣既拓展了實驗范圍 , 又培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識。長久以來 , 電類實驗課普遍采用傳統(tǒng)的硬件驗證的實驗模 式。隨著EDA技術的發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術日漸完善，它將越來越多 地應用于實驗課程的教學 , 實驗課程也必然采取硬件實驗和軟件 仿真相結合的方式。三、結束語EDA技術是將計算機技術應用于電子電路設計過程的一門嶄 新技術 , 給電子產品設計與開發(fā)帶來了革命性的變化。它在教學 領域的應用也必將給電子專業(yè)課程的教學帶來革命性的變化。 無 論從教學還是從實用的角度去考慮 , 它都是一個最體現以人為 本、體現能力本位的新型的教學技術。 無論從課堂教學還是從實 驗教學去應用 , 它都將更好地激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和探索精神。當然,EDA技術的應用對專業(yè)教師的綜合素質有較高的要求 ，既要 較全面熟悉電子技術專業(yè)的知識