仿真软件在高职《城市轨道交通电工电子技术》教学中的应用

王淑芳 李陶胜

摘 要：本文介绍了在《城市轨道交通电工电子技术》课程教学中引入Multisim 14.0仿真软件的新型教学模式及其应用实例。实践表明，仿真软件的应用能帮助学生理解所学知识点，激发了学生的学习兴趣和动手创新能力，达到了较好的教学效果。

关键词：仿真软件;城市轨道交通电工电子技术;教学应用

随着我国城市轨道交通业的快速发展，市场对城市轨道交通车辆技术专业的人才需求急剧增加。而《城市轨道交通电工电子技术》是城市轨道交通车辆技术专业的一门专业基础课程，旨在培养学生掌握相关的基本理论知识和实际应用能力，为后续专业课程的学习储备电学基础知识。

1 高职《城市軌道交通电工电子技术》教学现状

《城市轨道交通电工电子技术》是一门理论性和实践性很强、很抽象的专业基础课程[1]。在传统的教学过程中存在的问题有：（1）大量的理论内容在这么少的课时（56）内很难讲解清楚、完整，而实训课时由于学生人数多，设备少所采用的分组实验教学平摊每个学生的实训课时减少;（2）学生对大量的理论公式及枯燥的理论分析失去学习的兴趣，从而实训操作存在不敢、不愿动手的现象，很难达到预期的教学效果。

2 仿真软件在教学中的应用方案实施

2.1 引入相关仿真软件教学的必要性

由于在传统教学中存在以上问题，所以在理论教学过程中引入软件辅助教学，增加了学生对新生事物的感性认知，提高了学生的学习积极性并帮助他们理解较抽象的理论知识点;在实训教学中先引入相关仿真软件再使用传统实训设备实训，一方面，学生没有安全上的后顾之忧，动手积极性大增，学生还可以自己设计电路，增加了学生的创新能力;另一方面减少安全隐患和管理难度。

2.2 仿真软件应用于教学中的方案实施

为了克服传统教学中存在的一些问题，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手操作及创新能力，在理论教学中辅以软件教学，来验证一些基本理论或动态演示控制过程。这种教学模式较为直观，能很好的调动学生的学习积极性，从而能更好的让学生理解所学知识点;在实训教学中，让学生先用仿真软件做，再在传统的实训设备中动手操作，进行实验甚至自己设计电路，做到举一反三。这种教学模式极大地激发了学生的学习积极性，能真正地做到“学中做，做中学”，教学效果良好。

3 Multisim 14.0仿真软件的教学应用实例

以基尔霍夫定律为例，说明Multisim 14.0仿真软件在电路教学中的应用。Multisim 14.0是一款具有丰富的电路元件库和强大的仿真分析能力的软件[2]。

基尔霍夫定律是求解复杂电路的基本定律，它反应了在任何时刻，流入节点的各支路的电流关系和回路中的各电压之间的关系，不仅适用于直流电路和交流电路，还适用于含有电子元件的非线性电路。

绘制基尔霍夫定律仿真电路图，仿真运行后，如图1所示：

电路中A是节点，电流表I1、I2、I3分别测量支路ABCD、AFED、AD的电流。根据基尔霍夫电流定律的表述，在任何时刻流进节点的电流之和（I1+I2）恒等于流出节点的电流之和（I3）。

仿真结果较为直观的表明，在节点A处，I1+I2=I3，从而验证了基尔霍夫电流定律的正确性;通过直流工作点的仿真分析，能很好的解释什么是支路及一条支路中流经同一个电流，即支路ABCD中流经R1和R4中的电流相同，支路AFED中流经R2和R5中的电流相同。

用电压表U1、U2、U3和U4分别并联在BA、BC、AD和DC的两端，来验证基尔霍夫电压定律。运行仿真后的结果如图2所示：

基尔霍夫电压定律表明在任何时刻，沿着回路（以BADCB回路为例）按图3.2的方向绕行一周，各元件上的电位升高的和（U2）恒等于电位降低的和（U1+U3+U4）。仿真结果较为直观的表明，在BADCB回路中，U1+U3+U4=U2，从而验证了基尔霍夫电压定律，加深学生对定律的理解。

4 总结

将仿真软件应用于《城市轨道交通电工电子技术》的教学中，不仅帮助学生更好的理解抽象的理论知识，提高了学生的学习兴趣;还激发了学生动手动脑的学习习惯，提高了学生的创新能力，达到了较好的教学效果。

参考文献：

[1]于涛.城市轨道交通电工电子[M].北京：机械工业出版社，2018.

[2]代雪会，郭明.Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用[J].教育教学论坛，2019.08.

项目：项目名称：基于新能源汽车车身覆盖件生产线气动机器人智能优化研究与应用，项目编号：KJ2019A1193;基金项目：安徽省质量工程教学研究项目（项目编号：2018jyxm0645，项目主持人：夏燕玲

作者简介：王淑芳，安庆职业技术学院助教。