疫情期间EWB在数字电路中的应用

李鸿莲

【摘要】本文主要介绍了EWB仿真软件的特点，结合本校实际情况，并进行实例分析其在疫情期间在数字电路网络教学中的应用。

【关键词】EWB;数字电路;仿真;电子时钟;疫情

疫情就是命令，防控就是责任。为了响应国家号召又不让学生落下一节课，我们的教学工作不得不由线下转到线上进行网络直播。在网络直播这方面，我们却是一个新手，只能边学习边改进，特别是我们职业学校，由于我们是以动手操作的实训课程为主，网絡教学很多实训课程无法开展。学生对于纯理论知识的教学觉得乏味无趣，尤其是《数字电路》这一门课程，实验项目多，实用性和操作性强，但理论知识抽象而枯燥无味，但是它又是电子专业基础核心课程，广泛应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域，这又为我们开展网络教学增加了新的难度，于是在网络教学中引入“虚拟电子实验平台”迫在眉睫。

一、仿真软件EWB的特点

目前比较常见的数电类仿真软件有：EWB、protel、MAXplus等。而EWB被称为电子设计工作平台，是加拿大Interactive ImageTechnologies公司于九十年代初推出的电子电路仿真的“虚拟电子工作台”软件，我们选择该软件主要是因为它具有以下特点：一是具有电路的设计、调试、仿真等功能，并且下拉式菜单简洁明晰，操作界面简易快捷，非常适合初学者使用;二是具有自动化程度高、功能强大、运行速度快，而且操作界面简单快捷，有良好的数据开放性和互换性;三是能够提供电阻、电容、三极管、集成电路等14大类几千种元器件，还能够提供万用表、示波器、信号发生器等十几种常用的电子仪器;四是具有强大的电路图绘制功能，可绘制出符合标准的电子图纸;它还具有强大的波形显示功能，并且结果还可以轻松放入各类文档;五是软件占内存比较小，只有几十mb，特别是绿色软件的推出，也只有十几mb，并无需安装，直接打开就可以使用，传输快捷，非常适合在疫情期间提供给学生使用。

二、EWB仿真直观明了，激发学生的学习兴趣

由于EWB能够提供万用表、示波器、信号发生器等十几种常用的电子仪器，而且实验数据图形直观明了，这不仅方便我们教学，更有利于学生对电路的认识和理解。例如，在讲授“微积分电路”时，微积分电路实际上是把矩形波变为尖顶波，对于第一次接触数字电路的学生来说过于抽象，如果能利用双踪示波器来观察矩形波和尖顶波，实验会变得简单明了。但是疫情期间我们只能开设网络课程，于是利用EWB电子平台对电路进行仿真，可以在EWB上直观看到波形的变化，而且还可以直接读出波形的相关数据，增加了学生对微分电路的理解，也让学生掌握了示波器的使用方法。

三、设计并仿真生活中的实例，提高学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师，学生一旦对某种事物产生了浓厚的兴趣，就会主动去探索。那么如何才能激发学生的学习兴趣？估计每个老师都有不同的见解。我认为对于数字电路这门课程来说，利用好身边的事例，运用到实训当中，更能引起学生的兴趣。例如，电子时钟、八路抢答器、篮球比赛24秒倒计时等一些身边常见的例子。把这些实验分成几个部分，一步步引导学生进行电路设计并通过EWB平台进行仿真，实现从设计到验证的整个过程。现以电子时钟为例。首先，让学生解电子时钟的构成：“秒”针由一个60进制的“秒”时钟构成，“分”针由一个60进制的“分”时钟构成，“时”针由一个24/12进制的“时”时钟构成。其次，教师在EWB平台上讲解12进制时钟的工作原理及构成（由一个4位二进制加法计数器构成）及连接方法并进行仿真，并演示12进制时钟的连接并进行仿真。再次，要求学生在EWB平台上把完整的时分秒时钟进行设计连接并仿真。最后，展示学生的实验成果。学生在仿真实验中看到自己设计的电子表，这让学生获得成就感，激励他们再接再厉，也让学习更加充实。学生更加主动参与教学、乐于探究、勤于动手，使他们的问题意识、探究意识得到进一步增强，疫情期间的学习过程变得更加愉快、和谐，也有效弥补了网络教学不能进行实训操作的遗憾。

四、易于设置故障点，提升学生的学习能力

对于学习电子电路专业的学生，检测电路故障是每个学生必须掌握的技能，特别是打算以后做电器设备维护检修工作的同学，及时排查出故障点能大大提高工作效率，减少损失。而EWB平台恰好可以在电路元件中人为设置故障点，例如设置某个元器件管脚的开路、短路、漏电等故障，并且使用EWB软件来设置故障点不会损坏元器件，特别是我们山区的职中学校，实训设备紧缺，特意用完好的元器件来设置故障点几乎是不可能的事情，而且人为制造故障的很多情况都会存在不安全的因素。所以，教师只能用假设来讲解分析某种故障情况，不够直观明了，学生理解起来比较困难，这也给我们的课堂教学带来了困难。但是使用EWB软件来进行故障设置分析，既不会因为操作失误而损坏元器件或测量仪器仪表为学校带来经济损失，也不会对学生造成人身危害，学生没有了身心方面的负担也就能更大胆地去尝试，更有利于学生去探索、研究问题。

总之，利用EWB软件辅助数字电路的教学，既有助于学生理解消化理论知识，也让学生易于分析复杂的电路，把抽象内容形象化，复杂的电路简单实际化，特别是疫情期间，让枯燥无味的知识变得生动有趣，有利于激发学生的学习兴趣。虽然EWB软件高效、快捷、准确又不会损坏器件，但仿真是理想状态下的数据，和我们实际测量的数据存在一定的差距，所以也不能完全用EWB软件代替实训课程，真实的实训课程还可以锻炼学生的动手操作能力，实验仪器的使用更加真实可见。以后如果能够把EWB仿真教学和实操课程相结合起来，更能提高学生的学习兴趣以达到更好的教学效果。

参考文献：

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[4]杨红英.EWB软件在电子电路教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2007（19）.