浅析Proteus仿真软件在中职电工技术基础教学中的应用

郑玉琼

摘 要 通过分析中职电工技术基础教学中存在的问题，提出在该教学中采用Proteus仿真软件的解决方法，并分析应用效果。

关键词 Proteus仿真软件；电工技术；中职

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）01-0032-02

1 引言

电工技术基础课程是中职院校中电气、机电类专业尤为重要的专业基础课程，该课程可为后续深入学习电子技术等课程打下坚实基础。由于电工技术基础课程具有较强的理论性和实践性，但中职学生通常素质较差，因此，该课程教学效果欠佳，不仅教师教得费劲，学生也不能良好地吸收知识，严重影响了后续课程的学习效果。中职院校教师需深入探究该课程，以提高教学质量[1]。为了使学生能更好地掌握电工技术基础课程的知识，增强教学效果，本文主要探讨Proteus仿真软件的课堂教学效果，以促使学生能更直观地进行仿真训练，从而有效理解难懂的理论教学，并融会贯通，以增强电工技术基础课程教学效果。

2 中职院校学生、就业现状分析

学生现状 电工技术基础课程涉及的知识面较广且难度较高，教学内容通常抽象、难懂，要求学生具有较高的逻辑思维以及抽象思维能力，因此，学生学习该课程较为困难，不易掌握，如何让中职学生更轻松地理解这门课程就成为现在教学的难题。传统的教学方法通常是以“教师主讲，学生听”的方式进行，让学生被动接受晦涩难懂的知识，学生在不能理解该课程时，仅学习皮毛，如定义、名称之类，不能将该课程在实践中运用自如。

就业现状 由于社会快速向信息化、科技化发展，因此大量需求各方面的高技能人才，这要求学生不仅具备扎实的理论基础，还需具备较强的创新、动手能力。电工技术基础同样是一门实践性较强的课程，学生在学习该课程时，不仅可以提高动手能力，也能培养创新能力，是一门尤为重要的基础课程。

3 Proteus仿真软件在中职电工技术基础教学中的应用价值

目前常用的电路仿真软件较多，如早期的EWB系列、Multisim系列以及Proteus系列等。EWB系列具有占用系统资源较小、简单方便的优点，在此基础上进行升级后就是Multisim系列。EWB系列、Multisim系列在目前的电路、电工技术课程教学中的应用较广，但也存在一些缺点，如仿真功能弱、互动性差等。Proteus系列在教学中通常用以实现微控制器系统软件及硬件仿真，虽然功能更强大，但初学者较难上手，不过在初学者加强对Proteus的练习后，自然可以得到解决。

Proteus系列具有实现电子电路交互式仿真的巨大优点，且交互性更强，电路的运行也可更直观、形象地展示于学生面前[2]。在教学时，教师可带领学生进入Proteus实验室，每位学生平均分配一台电脑。教师可在课堂上对学生使用Proteus仿真软件的连接、调试等进行指导，并激发学生利用该软件学习电工技术基础课程的兴趣，加深对课程的理解。

4 Proteus仿真软件概述

Proteus仿真软件是一个将实物仿真与电路分析相结合的平台，具有强大的仿真、分析功能，将多种功能集于一身。该软件具有较多的性能特点，主要有：

1）具备>27 000个仿真元器件；

2）不仅具备多样激励源，还支持信号以文件形式输入其中；

3）具备多种虚拟仪器，且软件的面板操作更加逼真；

4）具备更加生动的仿真显示；

5）具备高级图形仿真功能；

6）具备单片机协同仿真功能。

5 Proteus仿真软件在中职电工技术基础教学中的应用

在对学生进行电工技术基础教学过程中会用到较多基础元器件知识，如电阻器、电容器、电感器等，也会用到较多基础理论知识，如直流电路、单相交流电路、三相交流电路等。仅靠教师进行枯燥乏味的讲解，学生很难对这些知识进行深刻理解，但通过使用Proteus仿真软件则可较好地解决这些问题[3]。下面将举部分实例来说明在中职电工技术基础教学中应用Proteus仿真软件的情况。

在基尔霍夫定律教学中的应用 上课时先指导学生学会对Proteus仿真软件的基本操作，然后让学生根据教材上的电路图开始操作：将基尔霍夫定律的验证电路绘制于Proteus仿真软件的原理图编辑窗口上，并显示出各支路中的电流值，通过在Proteus仿真软件电路图中三个支路上的电流，使每个元器件上的电压能一目了然地呈现于学生面前，再指导学生对电路图进行分析。

首先计算电流，可根据电流流入为正、流出为负来计算，也可以电流流入为负、流出为正计算，得出电流的代数和为0；然后对右回路各元器件的电压代数进行计算，计算结果显示其和依然为0。因此，通过运用Proteus仿真软件可得出结论：流入流出一个节点的电流代数和在任意时刻均等于0，将回路内各段电压闭合的代数和也恒等于0。

为巩固该结果的可信度，可让学生再次使用Proteus仿真软件对电阻、电压源的数值进行改变，并再次观察，得出同样的结果。当学生基本理解定理后，可在电路图上人为设置障碍，如阻值增大、短路、开路等，并让学生采用Proteus仿真软件对其数据进行分析、计算，自行找出故障原因，以对该课程进一步理解。

电容的充放电及电感的电磁效应电路仿真

1）电容的充放电电路仿真。与课本上的电容充放电仿真电路图像对照，运行Proteus仿真软件，闭合课本图中的SW2，保持断开SW1，可看到正在对电容充电的电池，AM1上出现逐渐减小的电流读数，而VM1上则出现逐渐增大的电压读数，同时可于C1上查看到正负端电荷累积。将SW2断开，并闭合SW1，可观察到电容的放电情况，发现AM2上流过的电流以及被点亮的灯泡，且AM2的讀数在逐步减小，灯泡也逐渐变暗，直至放完电荷，灯泡完全熄灭。通过在Proteus仿真软件中观察这一充放电过程，可更灵活、深刻地理解该知识点。

2）电感的电磁效应电路仿真。与课本上的电感的电磁效应仿真电路图相对应，并运行Proteus仿真软件，可发现电流变的读数快速增加，增加至某一值后点亮灯泡，同时电流表的读数继续增加。随后读数的增加幅度逐渐变缓，直至稳定下来，灯泡则被持续点亮。如电感值为1000 H时，则可长时间达到稳定值，且稳定值与灯泡的电池内阻、电阻均存在一定关联。Proteus仿真软件可帮助学生更好地理解电感器的特性。

作业巩固 当学生对课堂上所学的电工技术基础知识有初步理解后，则可给予他们作业习题对其基础知识进行巩固。但既往学生完成习题后，不能自行检查对错，仅能在交给教师后由教师来检查。有Proteus仿真软件后，学生可将题目在Proteus仿真软件中进行检测，自行检查，这种方法比让教师来检查更能巩固知识，并进一步提高动手能力。

教学效果评价 教师可在学生进行仿真操作时观察其熟练度以及对知识点的理解度，根据学生在课堂上的表现进行量化评分。同时，教师可根据学生对Proteus仿真软件的運用熟练程度进行评价。Proteus仿真软件使抽象的概念、理论知识变得形象、具体，学生也更易接受，理解难点。当学生能够顺利理解难点后，会更愿意去主动学习，把学习过程当作有趣的游戏，从而显著提高教学质量。另外，学生通过Proteus仿真软件获得更加扎实的理论基础与动手能力，也进一步提高了自身创新能力，成长为符合社会发展需求的技术型人才。

6 结语

Proteus仿真软件能对电工技术基础的理论环节进行仿真，将难以理解的知识通过实践变得更易吸收，同时也缩短了从理论到实践的过程，有效提高了教学质量以及学生的学习兴趣，使学生能从学习实践中体验到学习的乐趣，增强学习自信心。另外，在电工技术基础教学中应用Proteus仿真软件时需注意以下几点。

1）教师需在进行演示教学前就画好相关电路，并进行完整演示，使学生在课堂中能看到教师熟练讲解、操作，并以教师为榜样进行实践操作，避免让学生看到不完美的操作效果，打击其学习积极性。

2）在Proteus仿真软件的电路仿真实验中，需注意指导学生首先学会如何在软件中快速查找实验电路图所需元器件，以加快学生绘制实验电路图的速度，节省学习时间，并快速连接虚拟仪器，进入仿真实验，体会由仿真实验带给学生的成就感、自信心，从而进一步激发学习积极性。

综上所述，在中职电工技术基础教学中应用Proteus仿真软件，具有较大的教学意义，其教学效果较传统教学方法更好，并能克服传统教学带来的课堂枯燥无味、难于理解的弊端，让学生亲自实践，激发其学习兴趣，开拓思路，提高学习分析能力及动手能力。

参考文献

[1]黄山，吴飞青.Proteus软件在《电工电子学》实验中的应用[J].电子制作，2012（8）：99-100.

[2]武玉升.Proteus仿真软件在《电工基础》项目化教学改革中的应用[J].电子世界，2015（18）：161-162.

[3]刘春龙.Proteus仿真软件在《电工基础》教学中的应用[J].师道·教研，2016（4）：102.