电工学探究性教学模式探索及实践

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1、电工学探究性教学模式探索及实践【摘要】研究性的教学主要是突出了学生根据一定的工作任务进行工作步骤的构建以及工作方案的设计能力的培养，研究性的教学模式能够有效帮助学生形成创新设计以及独立分析解决实际工程问题的能力。目前，在非电工程领域，电工电子学方面的知识的作用越来越明显，因此《电工学》课程对于非电工科专业的学生形成较宽的知识面以及实际的职业能力具有重要的现实意义。【关键词】电工学；研究性教学；仿真分析；探索《电工学》是目前非电专业学生技术基础课程，课程的教学目标是使得学生在进行本门课程的学习之后能够获得必要的电工以及电子学

2、方面必要的基础理论、基本知识以及基本能力。要求学生能够掌握电工电子学技术的发展趋势以及工程实际应用，从而为后续课程的进一步学习以及相关的工程实际工作岗位奠定良好的基础。目前工程应用技术发展的信息化特征逐步显现，电工电子技术在非电工程领域的应用越来越广泛。要能够实现对基础知识较宽、专业发展潜力较强的人才的培养，在非电工科人才的培养中，电工以及电子技术在学生的整体知识结构以及能力结构中具有重要的意义。在电工学教学过程中，可以采用虚拟的实验平台进行课程的教学，以此进行研究性教学，提升学生的学习兴趣，培养学生在独立进行问题研究的能

3、力以及科学研究素养。研究性的教学模式对于人才培养的质量具有重要的影响，对于实现服务社会以及行业经济也具有重要的意义。1•仿真软件Multism10的功能及介绍从电工电子产品设计的全过程分析可以得知，multism软件的作用就是在原理图设计过程中进行仿真、调试。设计出符合功能需求的电路原理图。Multism10属于新一代的电子工作平台(ElectronicsWorkbench),是一种在电子技术界广泛应用的优秀的计算机仿真软件，作者认为Multism10为电子工作人员的“计算机里的电子实验室”。Multism10的试验区就好

4、像是一块“面包板”，在上面可以建立各种电路进行仿真实验。软件提供了13000多种的常用元器件库(包括常见3D软件)，用户设计和实验时可以任意调用。更为方便的是Multism10还允许用户对元器件的属性进行自定义,也可以讲子电路作为一个元件使用。同时软件还提供了19种常见仪表，用户可以根据设计的需求任意调用。仪表中的安捷伦万用表、安捷伦示波器、泰克示波器等仿实物仪表，使得虚拟电子平台与实际的实验平台更加接近。Multism10还提供了19种对电路不同的分析方法，包括对电路基本参数的分析、电路特性的分析、电路结果误差的分析，还

5、可以进行参数扫描、温度扫描、极零点等其他参量进行分析。这使得Multism10甚至有优于实际电子平台的地方。总体而言，Multism10使得工程技术人员有了一个采集到模拟，再到测试及运用的紧密集成、终端对终端的电子设计的解决方案。由于Multism10包含了Ultiboard8,工程技术人员可以顺利应用在一个软件有效的完成电子工程项目从最初的概念建模到最终的成品的全过程。2•仿真软件Multism10的在电工学研究性教学模式中的应用2.1创设线性电路叠加定理分析研究的学习情境线性叠加定理是对线性电路进行研究分析最为重要的基

6、础定理之一，同时对于非电专业所涉及到的工程系统也具有重要的意义。在进行线性电路叠加定理分析的时候，拟采用仿真软件进行，让学生自主设计一个线性电路，以电路中某一个支路的电流或者某两个节点之间的电压作为研究对象，应用虚拟仪表进行分析测试，最终通过独立的创新设计总结出线性电路的叠加定理。这样的教学过程，学生参与的积极性高，知识能力的获取较为直观，也能够在此研究性的叫教学过程中培养学生的创新能力、设计能力，能够让学生进行自我探索、自我思考以及独立据分析解决实际问题的能力。在教师对于线性电路的构成要求以及基本特征的分析下，学生独立进

7、行线性电路的设计，图1为设计用于验证定理的线性电路，该电路为线性电路，其中包含一个电压源与一个电流源，符合叠加定理的要求。电路的响应可以是电流也可以是电压。在这里我们用流经R4的电流I为电路的响应形式。本电路中主要电路元器件都由电阻构成，具备了线性电路的基本特征，同时电路中具有电压源以及电流源激励，多个激励源可以用来分析电路的叠加特性。首先研究分析当电压源单独作用于电路时候（此时电流源做断路处理），电路的响应，在研究测量电流源单独作用于电路时候电路（此时电压源做短路处理）的响应。学生应用仿真软件，分步进行电路的设计以及测量

8、，在将两个激励源同时作用于电路，各个部分的测量结果如图2所示。激励源同时工作的总响应为1=336.84mA,而电流源与电压源单独工作时电路响应的代数和为：S1=11+12=3.333mA+333.33mA=336.663mA同样由于万用表为非理想的原因。测量结果存在一定的误差，我们可以认为在误差允许的范