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1仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

1.1仿真軟件教學(xué)模式

仿真軟件的教學(xué)應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式。在電氣控制線路教學(xué)中，先理論后實(shí)踐的傳統(tǒng)教學(xué)讓學(xué)生理論學(xué)得很空洞，且在技能實(shí)踐時(shí)與理論結(jié)合不緊密，不能達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。在仿真軟件的輔助下，特改變了教學(xué)模式，借助仿真軟件的仿真實(shí)踐手段，將理論和實(shí)踐進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)，這樣能實(shí)時(shí)地對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證，加深理論學(xué)習(xí)的效果，促進(jìn)技能實(shí)踐能力的提高。具體在教學(xué)中，采用了以下方式。教師布置學(xué)習(xí)課題后，學(xué)生針對(duì)課題要求進(jìn)行電氣回路設(shè)計(jì)；學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，以前面所學(xué)的知識(shí)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)完成基本符合課題要求的電路圖；然后使用仿真軟件進(jìn)行電路圖繪制，繪制完成后進(jìn)行仿真檢測(cè)，驗(yàn)證電路圖的準(zhǔn)確性；若仿真檢測(cè)出現(xiàn)問題，教師引導(dǎo)學(xué)生分析問題，學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行修改，再進(jìn)行仿真檢測(cè)，直至仿真通過；仿真通過后進(jìn)行設(shè)備虛擬接線，然后仿真運(yùn)行，接線仿真通過后，再由學(xué)生進(jìn)行實(shí)物接線操作。教學(xué)流程如圖1所示。

1.2仿真軟件教學(xué)應(yīng)用實(shí)例

本文以“具有過載保護(hù)的自鎖正轉(zhuǎn)控制線路”的教學(xué)為例，介紹仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用情況。該課題教學(xué)分為兩部分內(nèi)容，第一部分是根據(jù)要求進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)、繪制和仿真調(diào)試；第二部分是根據(jù)仿真通過的電路接線圖進(jìn)行實(shí)物接線。在本文中，主要介紹第一部分的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)好電路圖后，便在仿真軟件中進(jìn)行電路圖繪制，本電路中使用的仿真元器件有電源、斷路器、保險(xiǎn)絲、交流接觸器、熱繼電器、按鈕開關(guān)和電動(dòng)機(jī)，根據(jù)課題的需求，連接好主電路和輔助控制電路，主電路由三個(gè)保險(xiǎn)絲出來接交流接觸器主觸頭，再接熱繼電器的主觸頭（本課題中使用的熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)的電源，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)），最后接交流電動(dòng)機(jī)；輔助控制電路由保險(xiǎn)絲出來串接熱繼電器的輔助常閉觸頭、常閉按鈕開關(guān)、常開按鈕開關(guān)和交流接觸器線圈，最后接回另一個(gè)保險(xiǎn)絲，其中為實(shí)現(xiàn)自鎖控制，需將交流接觸器的輔助常開觸頭和常開按鈕開關(guān)并聯(lián)連接。電路符號(hào)圖如圖2所示。電路圖繪制完成后，便可進(jìn)行仿真檢測(cè)（實(shí)際上，在使用仿真軟件的過程中，隨時(shí)都可以進(jìn)行仿真測(cè)試）。仿真情況下，會(huì)模擬通電，先合上總開關(guān)（斷路器），然后按下啟動(dòng)按鈕開關(guān)SB2，即可看到仿真效果。仿真軟件運(yùn)行情況下，連接導(dǎo)線在通電時(shí)會(huì)以彩色線條表示，仿真效果圖如圖3所示，交流接觸器的線圈通電時(shí)以紅色表示，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以旋轉(zhuǎn)的紅色葉片動(dòng)畫表示。若電路圖繪制存在錯(cuò)誤，仿真就會(huì)失敗，需要分析具體原因。電路符號(hào)圖仿真通過后，進(jìn)行虛擬實(shí)物配線圖接線仿真，由軟件提供的相應(yīng)虛擬電氣元器件進(jìn)行接線。仿真軟件的虛擬元器件均提供相應(yīng)的接線柱，并有單獨(dú)的接線端子可供使用（該仿真軟件提供的虛擬實(shí)物圖可看清元器件內(nèi)部節(jié)點(diǎn)工作原理，并在仿真時(shí)可觀察到元器件內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的運(yùn)作狀態(tài)）。虛擬實(shí)物接線圖完成后如圖4所示，基本可看清主要電氣元件的內(nèi)部原理。接線完成后，即可進(jìn)行仿真運(yùn)行。接線圖中的連接電線較粗，仿真很形象，可觀察到通電時(shí)各電氣元件內(nèi)部的動(dòng)作過程，仿真效果圖如圖5所示。虛擬實(shí)物仿真圖中也形象地演示了電流流過的情況，以有顏色的線表示有電流通過，交流接觸器的線圈通電以紅色表示，且以旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫表示電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。若仿真未通過，可對(duì)照符號(hào)圖查看實(shí)物接線圖，查找問題，直至仿真通過。電路符號(hào)圖和虛擬實(shí)物接線圖仿真完成后，學(xué)生基本都能對(duì)照虛擬實(shí)物接線圖連接實(shí)物圖，在技能實(shí)踐中通電運(yùn)行的一次成功率較高。利用仿真軟件有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。仿真軟件形象生動(dòng)、有一定的交互性，能對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中想到和提出的電路設(shè)計(jì)思路和方法進(jìn)行模擬驗(yàn)證，通過軟件仿真，學(xué)生可以直接觀察到設(shè)想所產(chǎn)生的結(jié)果，驗(yàn)證自己的想法，從而激發(fā)學(xué)生的思考能力和創(chuàng)造能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將仿真軟件應(yīng)用于教學(xué)，有利于降低教學(xué)成本。仿真軟件能多次重復(fù)教學(xué)，且可根據(jù)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，無(wú)須消耗任何材料。學(xué)生仿真成功后再進(jìn)行實(shí)踐操作，可大大降低實(shí)踐操作錯(cuò)誤的情況，減少電氣元件和電線等教學(xué)硬件資源的損失。仿真軟件教學(xué)能有效解決教學(xué)難題，并降低實(shí)訓(xùn)操作的危險(xiǎn)性。對(duì)于教學(xué)中遇到的難點(diǎn)問題，可通過仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證和講解；對(duì)于危險(xiǎn)性較大的課題學(xué)習(xí)，通過仿真軟件進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)，避免危險(xiǎn)性事件的發(fā)生。

2結(jié)語(yǔ)

筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用了仿真軟件E-ELEQ和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，取得了一定的教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了仿真軟件教學(xué)模式，并以教學(xué)實(shí)例對(duì)這一教學(xué)模式進(jìn)行了說明，最后根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況分析指出仿真軟件教學(xué)給電氣專業(yè)教學(xué)帶來的應(yīng)用效率。仿真軟件教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，將推動(dòng)電氣專業(yè)教學(xué)模式的改革，成為電氣專業(yè)教學(xué)中的一種重要手段。

作者：楊朋單位：荊門技師學(xué)院