探究式模拟仿真在《电工电子技术》 互动式教学中的应用研究

龚英姬

摘 要：《电工电子技术》课程是高校非电类学生的基础学科之一；模拟仿真是在实验条件限制下实现可以精确地模仿实际的一种方式。在教学改革不断深入发展的前提下，本文针对传统教学模式下《电工电子技术》课程存在满堂灌，不利于学生发挥自主能动性的情况，提出通过multisim软件在课堂上引入探究式模拟仿真助力互动式教学，以达到提高课堂效率，提高学生的学习积极性目的。

关键词：探究式模拟仿真 互动式教学 电工电子技术

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（b）-0155-02

通过课后的调查，非电类学生在学习电工电子课程时，觉得本课程内容的抽象，计算复杂难懂占大多数，因此，采用计算机仿真软件把抽象变具体，把无形变数据将极大地帮助学生更好地学习电工电子课程。学生通过观察电路仿真结果可以直观地得到具体答案，通过教师的引导，从而使得他们从感性认识变成理性认识，对抽象的电路概念和公式能够通过形象的仿真，改变传统的教学方式，提高学生学习电工电子课程的兴趣，形成学习的自觉能动性。

1 探究式模拟仿真互动教学模式的成因

探究式模拟仿真属于探究式教学的一种。探究式教学倡导学生的主动参与是一种积极的学习过程，主要指的是学生在学习中自己探索问题的学习方式[1]。

互动式教学是已被实践证明是一种行之有效的教学模式[2]，目前高校教育改革中，各门学科都在不断探索各种合适本学科的互动教学形式，比如利用微课视频或翻转课堂[3]等。

对于抽象的概念与公式，学生在学习过程当中，无论教师如何强调其重要性，学生对其使用还是不能得心应手，不能理解其实际的应用效果。由于实验场地和仪器的限制，仿真实验显示了其便捷性。验证式仿真可以加深学生多概念公式的理解，但是对于人类的学习过程，“做比说更重要”。因此，针对难懂的知识点，能够让学生动手参与其中互动，效果远比教师唱“独角戏”要好得多。经过实践，笔者对该门课的理论和实践都曾尝试了各种互动方式，对于理论课，深切体会到模拟仿真软件multisim在教学中的重要作用。本文从已有的经验出发，探索了探究式模拟仿真在电工电子技术课程互动式教学中的应用。

2 探究式模拟仿真互动教学实例

下面以单一元件的阻抗一节的阻抗概念学习为例，探索采用multisim软件设计探究式模拟仿真实验，帮助学生更好地掌握阻抗的概念。

首先，教师给出3种元件在正弦交流电作用下的状况仿真情况（见图1），以学生熟悉的电阻电路为例，让学生通过直流电路对电阻电路的理解把灯点亮。期间学生分组讨论得到合适的方案，方案不唯一，但是前提是电源必须是交流电，灯泡的参数不可以修改。

学生们通过分组讨论后，探索得到不同的方案：（1）可以改变电阻值；（2）可以通过改变电源电压值参数。多少值合适由出这个方案的小组派同学到讲台进行软件操作，修改相应的电阻的阻值参数和电压值参数。学生代表上来自己动手修改电路参数，直到把灯点亮。

在修改电路参数过程中，学生把探索的方案实施完毕，达到点亮灯泡的目的后，由书本的理论知识做支撑，总结出这些方案是由哪些理论支撑的，并与全班同学分享。

电阻电路完成后，进入电感与电容电路，在交流电作用下，探究如何让灯泡亮起来。由于有了对电阻电路的探究，引导学生也从电感与电容的阻抗值出发考虑改变它们的阻抗值去实现点亮灯泡。学生探究过程中，对于电感，先把电感的值变大，发现灯亮不起来；然后把电感的值变小，在变小过程中，由1H变为0.5H再变为0.1H，在阻抗逐渐变小的过程中灯泡慢慢地亮了起来。对于电容，受电感与电阻影响，学生采取先把电容的值变小，发现灯亮不起来；然后把电感的值变大，在变大过程中，由10MF变为1MF再变为1F，在阻抗逐渐变大的过程中灯泡慢慢的亮了起来，具体见图2。

因为是交流电源，提醒学生探索交流电源的频率进行相应的变化来观察频率对三种元件的阻抗的影响。学生通过动手修改电源的频率，发现：对于电阻而言，电阻10Ω不变，电源的频率改变，灯泡的亮度一直没有受到影响；对于电感而言，保持电感值1mH不变，随着频率的改变，灯泡的亮度受到影响，频率变小直至为0，灯泡一直亮着，随着频率变大灯泡的亮度越来越暗，直至熄灭；而电容的值1F不变的情况下，灯泡亮度是随着频率改变，频率越小灯越暗，当变成直流电的时候，灯灭了，频率不断变大，灯泡保持点亮。

通过以上探究式的仿真，学生最后总结出单一元件对交流电的阻碍作用的各种因素与单阻抗公式，更好地掌握了阻抗的概念。

通过这样探究式的仿真实验，学生学习的积极性大幅度提高。学生通过讨论实现了生生互动，而学生动手参与仿真参数修改，实现教师要求的仿真结果，并通过自学的方式总结出阻抗与哪些参数有关，实现了师生互动。

3 结语

互动式教学形式多样，每门课在实现互动教学时，都要根据本门课的特点寻找合适的互动方式。《电工电子技术》这门课程，如果采用一般的讨论式互动，学生对电路的内涵会掌握不夠，而采取探讨式互动，尤其是通过探究式模拟仿真的加入，学生在仿真情景中获得与实际相关的经验，再进行理论总结，这无疑对抽象难懂的电学理论更能从本质上理解掌握，进而运用。

参考文献

[1] 龚德孟.浅谈电工基础探究性教学策略[J].新西部，2012（22）：236.

[2] 韩思奇，赵瑞驹.《电工电子技术》课程应用互动式教学模式的应用研究[J].电子世界，2017（7）：63.

[3] 赵燕云，黄向慧.高校《电工电子技术》课程翻转式课堂教学的应用和研究[J].教育现代化，2018（5）：232-233.