計算機仿真技術學習范文

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【關鍵詞】計算機 仿真技術 課堂教學

【中圖分類號】G623 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）01-0228-02

計算機仿真技術是利用計算機科學和技術的成果建立被仿真的系統的模型，并在某些實驗條件下對模型進行動態實驗的一門綜合性技術。它具有高效、安全、受環境條件的約束較少、可改變時間比例尺等優點，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統（尤其是復雜系統）的重要工具。伴隨計算機技術的普及，眾多學校為提高教學質量，強化校園硬件水平，現代化水平紛紛引進計算機仿真技術，并取得了顯著的效果，本文主要在對計算機仿真技術的研究后權衡其優劣勢并從技術上給予指導以求這項技術能更廣泛的普及。

1.計算機仿真技術應用于課堂教學的價值

1.1計算機仿真技術特色

①參數的靈活性。計算機仿真技術的這一特性能確保隨著課程數據加工分析、實驗項目的轉變其系統都能提供點對點的服務，從而在運行成本低，處理穩定的基礎上實現可控的實驗利用。

②數據加工效率高。有計算機運行做保障，對于數據的分析加工時間相當短。能及時提供參考模板，節約可利用的時間。

③運行穩定可靠。與人工數據處理不同之處在于只要系統程序安排在正確范圍內，其運行得到的數據精確度幾乎是不容質疑的。

④仿真接近實物。與實物模型不同的是計算機仿真技術下仿真的實物更接近于現實事物，且反正費用低，適合重復使用。

1.2計算機仿真技術應用于課堂教學的取得良好效果

①學生的知識掌握程度提高。傳統教學中教師將實物模型展現給學生，學生大部分時間只能接受事物的外觀，對于其結構原理只能通過死背硬記的方式掌握，當計算機仿真技術應用于課堂之后，學生不僅能從各個角度觀察模型且能觀察事物內部的構造，這樣原理性質等知識將被學生以極快的速度接受，在這種情況下學生的學習效率和掌握程度迅速提高。

②學生的學習熱情得到提高。仿真技術通過虛擬的方式將學生之前親眼看過的物體通過抽象的表現形式更具體科學的呈現出來，通常情況下，學生會迅速與其建立陌生感并產生濃厚興趣，在積極的興趣引導下，學生通常能舉一反三，有利于活躍課堂達到高于教學目標的效果。

③節約教師備課時間以及教學成本。傳統教學中對于課程的進行往往需要借助由大量資金購買的模型儀器，而計算機仿真技術的介入使這一傳統教學任務中不可或缺的一部分取締了，代之的則是靈活多變且可以重復利用的虛擬設備，通過虛擬的技術使學生單獨接觸儀器設備的機會增加了，達到了事半功倍的效果。

④計算機仿真技術應用在課堂教學中更安全人性化。這一方面體現在便捷的學習環境上，虛擬的模型設備供所有人使用學習，使過去的狼多肉少局面消除了。另外對于一些例如電力、機械課程中應用這一技術能減少學生實際體驗中出現的偶然性危險問題，使學生在安全穩定的環境中學習[1]。

2.計算機仿真技術應用于課堂的注意事宜及避免

①要具體問題具體分析，結合課程需要選擇仿真系統軟件切不可胡子眉毛一把抓。在系統軟件數據操作過程中一定要確保數據錄入的準確無誤，防止因為一個數字或程序順序的錯誤導致整個軟件的失控甚至癱瘓。

②仿真模型等課程的課時安排應適當。對于機械、建筑等行業的課堂，其學習一方面來源于課堂的學習另一方面也是最主要的來源于實地的操作，所以合理規劃二者的時間是必要的，既要保證學生對于理論知識的熟稔掌握還要確保學生在實踐過程中掌握具體的操作技巧[2]。

③要嚴格規范操作系統。事實表明，由于計算機的普及，人們對于計算機的操作程序越來越不規范，不僅出現在隨意處理硬件上，例如多規格硬件裝配的現象，對于仿真系統設備一定要規范使用以延長其使用壽命，另一方面也能保證其精確度。

3.計算機仿真技術應用于課堂的利弊分析

由上述我們看到實施中取得了良好的效果，也存在需進一步克服改進的方面，這有待學校實施者本著實事求是的態度、科學的精神，在實踐中不斷探索不斷改進，使之越來越完善。

4.計算機仿真技術應用于課堂的發展展望

①多媒體化及網絡化。隨著網絡技術的不斷提高并伴隨著相應的法律法規的進步，資源的共享成為了可能。一般情況講，仿真軟件系統的開發費用是高昂的，且用于不同行業的系統軟件不易通過系統設置改變而進行不同行業的使用所以，一般情況下開發商不會講軟件資源自愿分享到大眾網絡中，但是隨著階段付費網銀等的發展，為即使的平臺使用成為了可能，這對于開發商來說是一個不錯的商機，對于體驗用戶也會相對更加方便和優惠。

②需求訂制化。社會主義市場經濟的發展使許多新興行業產生，新興行業的誕生使學校的教學科目出現了增加，尤其對于高等院校以及技術類院校。但是仿真設備及軟件往往會隨盲目的市場導向而生產，在市場進入需求引導階段以后，或許會出現仿真項目開發商根據課堂內容以及性質開發個性系統軟件，這不僅有利于開發商的銷售，也將極大普及計算機仿真技術在課堂上的應用。

計算機技術的普及在今天來說日星月異，其承載的各項便民技術也在粉墨登場，計算機仿真技術引用于課堂就是其發展的一項成果，有調查表明仿真技術在課堂中的應用已達到百分之四十以上，相信將來數據還會攀升得更快，教育的進步需要技術，其又互為作用，在這相輔相成的作用中教育定會更進步。

參考文獻：

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關鍵詞：計算機仿真技術 電子專業教學 應用

課 題：本文是在建設江西省冶金工業學校電子技術應用重點支持專業建設項目“改革教學模式”過程中的實踐研究成果。

一、計算機仿真技術的特點

1.計算機仿真技術的基本特性

沉浸性、交互性、虛幻性、逼真性。虛擬仿真技術是在多媒體技術、虛擬現實技術與網絡通信技術等信息科技迅猛發展的基礎上，將仿真技術與虛擬現實技術相結合的產物，是一種更高級的仿真技術。將虛擬仿真系統應用于電子技術專業教學，可使使用者獲得視覺、聽覺、運動感覺等多種感知，繪制的電子圖形與實物十分逼真，具有界面直觀，易學易懂的特征。因此，用計算機仿真技術進行教學，學生能夠更加直觀地進行觀察和學習。

2.仿真技術能夠提供各種分析手段

計算機仿真技術具備完整的混合模擬功能及數字信號模擬功能，可以對電路圖中的電波及各種工作狀態數據進行儲存、打印。計算機仿真技術不僅具備對靜態、動態以及失真情況進行分析處理，而且對于電路中出現的短路及其他故障能夠進行及時、合理的判斷和分析。

3.仿真技術在教學中的作用

計算機仿真技術不僅實驗方法簡單明了，而且成本低，便于系統的檢修和維護。學生進行實驗時，不用擔心因錯誤操作而引起不良效果。學生能夠獨立進行實驗。學生進行反復操作的過程，也不會造成實驗器材和原料的浪費。并且可以進行一些難度系數較大的實驗，達到身臨其境的真實感覺。

二、計算機仿真技術在電子技術教學中的應用

1.在課堂運用仿真技術，進行演示實驗，能夠提高教學效率

以往在進行理論課教學過程中，過于注重原理分析、公式推導，學生常感到枯燥無味，難于理解，需要配合演示實驗，而教師需要花費大量時間進行演示實驗的準備，并且常需要將多種儀器搬到教室，使用起來非常不便，演示操作過程時間長，常常影響教學進度。如今將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在進行理論講解的同時，利用多媒體同步進行演示，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論講解的不足，而且學生更易掌握、理解。

2.利用仿真技術進行實驗教學具有較強的靈活性、精確性

通常情況下，實驗操作過程經常存在不可預測的因素，往往會得到不同的結果。采用計算機仿真技術繪制圖形，與實測數據相結合，可以減小因為不定性因素引起的誤差。與傳統實物實驗相比，計算機仿真技術可以彌補實物實驗不能任意改變電路參數的缺點，能夠在不更換實驗器材和元件的情況下，利用計算機仿真技術通過變換參數來觀測結果的變化，從而得出精確的分析數據。

3.仿真技術教學生動有趣，能有效激發、提高學生的學習興趣

實驗課的真正目的就是讓學生能夠通過實驗課程的學習來驗證理論知識，能透徹清晰地理解理論知識，鞏固學生的專業技能。傳統的實驗教學主要靠老師的講解和演示，學生動手時間少之又少，導致學生無法加深對原理的理解，計算機仿真技術避免了這種現象，大大提高了學生的實驗實效，調動了學生的積極性，激發了學生對實驗課程的興趣。

4.仿真技術為教學提供了理想的教學方案

由于學生對知識掌握和熟練程度不同，學生的認知能力存在差異性，對新知識的理解掌握能力不一致，因此教師在制定教學方案時需要考慮到學生的實際情況，因材施教。計算機仿真技術的引進，無疑給教學提供了理想的教學方案，教學內容更加規范化、標準化，并且以重點培養專業技能為目的，設計的教學方案更加合理實用，符合學生的特點。

三、仿真實驗應注意的問題

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關鍵詞：計算機仿真 工業工程 實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0237-03

The Application Research of Computer Simulation Technology in Experiment Teaching of Industrial Engineering

Zhao Cancan

（School of Safety and Environment Engineering， Capital University of Economics and Business，Beijing，100070，China）

Abstract：By using triditional method， it is difiicult to develop the comprehensive experiment of industrial engineering on industrial system design， management and optimization. In order to resolve this problem， a method using computer simulation technology combined with teaching program and case sudy in this paper is proposed. Based on this method proposed， teaching， sdudy and operation are integrated. And the experimental teaching environment and effect are both improved significantly； the equipment consumption is decreased， especially the consumables consumption. Therefore， it can save experiment funds， eliminate the limitation of time and space， which make a significant improvement in experimental couse and sdudent capability.

Key Words：Computer Simulation；Industrial Endineering；Experiment Teaching

計算機仿真技術是繼數學推理與科學試驗之后認識世界自然規律的第三類基礎方法。基于計算機仿真技術的虛擬教學是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境，讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。這種教學方法生動形象，接近現實工作場景，有利于提高學習興趣，使學生在短時間內進入相應情境，真實的體驗如在現實中執行任務的感覺，以達到更快掌握技術手段的目的，而且這種教學方法可以利用計算機軟件的優勢創造出靈活多樣的工作場景且不受行業限制，使學生對實踐問題的認識更深入，采用的應對方法更靈活。由此“計算機仿真技術”便成為專業學習及實際應用中的重要方法和技術手段。

工業工程作為管理科學與工程的二級學科，其人才培養目標是培養出面向生產、管理、服務的高級專業技術和管理人才，面向的工作崗位主要有制造業現場管理、產能計算、生產計劃與控制、項目管理、精益生產等，以及服務業的流程優化、工作研究等。其中，制造業涉及行業范圍廣、產品種類多、工序過程各異，因此，在教學過程中需要通過一系列系統的實驗項目培養學生專業的問題提煉能力及問題分析能力，并采用專業的技術方法和手段有針對性的對問題本質進行處理。然而，正是由于工業工程方法應用行業的廣泛性及多樣性，使得我們不可能如其他5類工程學科般擁有自己典型的實驗實訓設備，亟需我們在實踐教學過程中探索新的教學方法與實驗支撐技術。

1 工業工程實驗課程教學現狀分析

工業工程類實驗課程的教學，在傳統的教學模式中，主要是以“理論課+實驗室”的模式，強調學生對工業工程專業基本方法和技能的掌握與應用，如，工作研究、動素分析、人機工程、物流工程、流程優化、現場改善等基本技能與方法論。傳統的實驗教學過程中，基本上遵照如下流程：首先，引導學生進行以上理論課的學習，使學生知道、了解并掌握這些基本的專業手法與技能；其次，通過開設相關實驗課程讓學生對所學的這些技術方法展開實踐，從而幫助學生達到訓練并養成工業工程專業素養的目的。

然而，目前所開設的相關實驗課程均是就某一獨立技術方法而展開的較為單純的技能訓練，如，工作研究的實驗主要是針對動作研究、動素分析、生產節拍平衡開展具體分析過程實踐，幫助學生深刻體會這些基本專業手法的實際應用場合；人因工程，主要是通過系列人因實驗帶領學生親身體驗，感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規律度等人因影響因素帶給人視覺、聽覺等感官的切實感受，從而探討基于人因的合理化設計、布局及工作安排；設施規劃布局則是基于物流分析方法，通過物流強度度量，分析部門間的相關性強度，從而為合理布局、物流優化提供有效參考。

以上這些實驗均對學生在工業工程專業基本方法技能的培訓上起到了有效效果。然而，卻并未在促進學生養成工業工程職業素養上發揮強化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系統工程、系統建模及仿真優化等這類有關工業工程系統設計、管理及優化的主干課程的綜合性實踐項目，要設計出針對本專業基本技能方法的綜合性實踐項目，需要的制造業相關設備、產品品種等數量巨大，且耗費大、成本高，很難從實際操作入手，計算機仿真方法不失為解決此問題的一種有效方法。

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[關鍵詞]計算機仿真電子商務仿真

電子商務作為一個新興領域,各個院校在電子商務專業建設中,培養目標和課程體系不是完全統一，因此側重點是不同的。普遍存在的問題是重理論而輕實踐的現象非常嚴重,不利于電子商務人才地培養。原因很簡單，就是實踐的電子商務平臺很難搭建，應用仿真技術可以解決這一問題。利用計算機技術、網絡技術等現代信息技術從事商務活動,突出學生的動手能力,培養融IT與商務于一身的高素質復合型人才。

隨著互聯網的全面普及，基于互聯網的電子商務也應運而生，并在近年來獲得了巨大的發展，成為一種全新的商務模式，被許多經濟專家認為是新的經濟增長點。這種電子商務模式對管理水平、信息傳遞技術都提出了更高的要求，其中安全體系的構建又顯得尤為重要。如何建立一個安全、便捷的電于商務應用環境，對信息提供足夠的保護，是商家和用戶都十分關注的話題。

一、概述

計算機仿真技術可以為學生提供虛擬的仿真情境,為學生創設一種開放的、主動的、發現式的探索式的學習環境,發展學生的高級思維能力和問題解決能力,從而通過對該情境的操縱、觀察和思考得出合理的結論。計算機仿真可以在很大程度上激發學生的高水平思維活動,讓學生通過反省性的、高水平的思維活動來建構深層的、靈活的、真正的知識,近幾年,計算機模擬教學在國內外的電子商務課程中屢見不鮮,但仿真教學在計算機教學中的應用、尤其是在計算機網絡課程中的應用還處于探索研究的階段,將計算機模擬應用于教學活動中,往往能夠收到事半功倍的效果。

電子商務引起人們的普遍關注，細說起來也不過是最近幾年的事情。電子商務網絡仿真實驗室可以提供一個真實的環境,在這個環境中,學生可以模擬電子商務的各種活動。因此,電子商務網絡仿真實驗室具有可操作性、仿真性及適應性強的特點。可操作性,是指電子商務網絡仿真實驗室中的計算機所需軟件;仿真性,是指學生在電子商網絡實驗室的計算機上安裝了相關軟件后,能夠模擬IT環境,進行各種電子商務活動等;適應性強,是指電子商務網絡仿真實驗室能夠成為與電子商務相關的多門課程的實習實訓基地。在電子商務網絡仿真實驗室,學生可以學習基本的電子商務網站的建設流程。

二、計算機仿真技術

計算機仿真技術(computer?simulation?technology)是利用計算機科學和技術的成果建立被仿真系統的模型，并在某些實驗條件下對模型進行動態實驗的一門綜合性技術。它具有高效、安全、受環境條件的約束較少、可改變時間比例尺等優點，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統（尤其是復雜系統）的重要工具。計算機仿真，是在研究系統過程中，根據形式性原理，利用計算機來逼真模仿研究對象。研究對象可以是真實的系統，也可以是設想中的系統。傳統的仿真方法是一個迭代過程，即針對實際系統某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設態勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結果和驗證模型，根據判斷的情況來修改模型和有關的參數。在沒有計算機以前，仿真都是利用實物或者它的模型來進行研究的，這種方法的優點是直接、形象、易信，但模型受限、容易破壞、難以重用。而計算機仿真是將研究對象進行數學描述，建模編程，且在計算機上運行實現。它不怕破壞、容易修改、可重用。因此在現代化生產建設中得到了廣泛的采用。并取得了豐碩的成果，帶來了可觀的經濟效益。

計算機仿真技術的核心是按系統工程原理建立真實系統的計算機仿真模型，然后利用模型代替真實系統在計算機上進行實驗和研究。由于近年來信息技術的發展特別是高性能海量并行處理技術，可視化技術，分布處理技術，多媒體技術，虛擬現實技術的發展，使得建立人——機——環境一體化的分布的多維信息交互的仿真模型和仿真環境成為可能，從而使仿真方法有了一些新的發展，形成了一些新的研究仿真方法熱點，如：定性仿真方法；面向對象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——機和諧仿真環境建立方法學。

三、電子商務網絡仿真實驗室

利用仿真技術可以構建電子商務仿真實驗室，通用的通信網絡硬件實驗平臺《計算機網絡》或《計算機網絡與通信》是計算機專業的必修專業課程。它的實驗主要是從以下幾個方面進行設計的:網絡技術做實驗:它包括網絡布線與制作,計算機操作系統的安裝與配置,局域網的設計與實現,廣域網的設計與實現。其目的主要是讓學生了解常用網絡的設備的連接、安裝與配置。通過設計、連線和配置,完成網絡數據通信實驗。計算機網絡原理的模擬與仿真:計算機網絡模型,有許多協議支持實現,每種協議實現都有些算法。原理的模擬與仿真就是解決其中的一些算法實驗,這種實驗通常用軟件加以實現,但同時也需一些硬件配合完成。其目的主要是使學生通過實驗對算法應用理解更深刻。如:數據鏈路層的連續ARQ,網絡安全中的加密算法等。網頁虛擬實現交互指導實驗:有些網絡設備費用很高,也沒有必要全部實做,設計一些虛擬網頁,通過網絡的操作達到實驗的目的。如:網絡的測試儀的使用,高端網絡設備的使用和配置等。

在教學應用中，通過仿真技術不但可以節約教學成本，而且能取得良好的教學效果。

四、結束語

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汽車理論是一門涉及內容較多、理論性很強、綜合多個學科的專業課程，不同于其他汽車專業課程那么形象直觀，學生普遍反映難以掌握。根據課程教學內容及其特點，選擇適用的教學方法是提高教學效果的關鍵。對于基本概念、工作原理、受力分析圖、曲線圖、數據表以及一些結論性的知識點，可以采用多媒體中的文字、圖表和動畫等方法展示，既可達到直觀明了的效果，又可提高教學效率。涉及公式推導和受力分析內容的，宜采用傳統的黑板板書教學方式。因為傳統的黑板推演過程更能容易引導學生進行邏輯思維和抽象思維，對得到的結論印象也會更加深刻。對于比較復雜、抽象的教學內容，可以應用計算機仿真平臺通過動畫視頻，以及現場調取模型進行分析等方式輔助教學，將其形象化以提高學生的感性認識，避免了讓教師空洞地陳述、學生想象地去理解的局面，從而提高教學效果。對于汽車性能實驗，特別是汽車的操縱穩定性和平順性實驗，由于實驗條件的限制多數無法開展。而通過應用計算機仿真技術可以設計與實施一些虛擬仿真實驗，從而彌補了實驗教學內容的不足。汽車理論課程除理論教學和實驗教學內容之外，一般還附帶課后作業、課外大作業、課堂演講以及后續汽車理論課程設計等環節，由于課后題目一致、項目任務單一、可用的計算工具也比較局限(常用Excel或Matlab)，往往造成大量抄襲，不利于學生能力的培養與公正的評價。可以考慮以項目為驅動將多種計算機仿真技術融入實踐教學環節，以加深學生對理論知識的理解，并激發學習和研究的興趣。在教學過程中，需要根據具體的教學內容選擇恰當的教學手段，結合傳統教學方法與現代教學方法，使其發揮各自優勢才能獲得更好的教學效果。

2計算機仿真技術應用方法探討

在汽車理論教學中，合理應用計算機仿真技術將對課程的教學和學生的學習效果、對后續課程設計與畢業設計，以及對學生工程軟件應用能力的培養帶來很大的幫助。下面將從如下幾點探討其應用方法：

2.1建立汽車性能仿真分析輔助教學模型庫

首先應根據汽車理論教材，結合學生的具體理解情況，合理選擇應用點，對某些重點、難點以及不易講述的地方，考慮能否應用計算機仿真技術進行輔助教學。應用計算機仿真軟件建立汽車性能仿真分析實例庫與模型庫，在課程教學中可以隨時調用視頻錄像與仿真模型，將汽車的一些結構運動、參數調整、性能分析、曲線變化等復雜問題在課堂中進行動態仿真演示。這樣老師就可以方便地進行講解，并給學生提供了直觀、形象的過程與結論，學生理解起來會更容易。同時在教學過程中，向學生展示計算機仿真技術在汽車領域的應用，還可激發學生利用相關軟件對理論知識進行學習和應用，為后續課外實踐、課程設計、畢業設計等環節打下基礎。由于課程所涉及的應用點可能較多，所以模型庫建設之初，工作量較大，不過這對學校精品課程建設和直接改善課程教學效果來說是十分必要且一勞永逸的。

2.2各種仿真軟件在專業教學中的優勢

根據不同計算機仿真軟件的專業優勢，合理應用于汽車理論教學中，使復雜問題的分析變得直觀、清晰，并能激發學生的學習興趣。Matlab軟件是進行汽車性能計算的常用工具，具有強大的數值計算和圖形功能，可以方便地完成各種汽車性能的計算；同時，利用Matlab的數值計算函數和Simulink模塊，可以對汽車理論中復雜的過程進行仿真分析和求解。這些計算和分析的結果都可以通過Matlab提供的可視化手段呈現給學生，有助于清晰地闡釋抽象的概念。[4]車輛性能仿真軟件CRUISE是一款專門為汽車傳動系統匹配而設計的整車性能仿真軟件。模塊化的建模方式將整車分為發動機、離合器、變速箱、主減速器等汽車模塊，同時設有循環行駛工況、爬坡性能分析、穩態行駛性能分析等計算任務，可方便地進行傳統汽車、新能源汽車整車動力性、經濟性計算與動力裝置參數的匹配分析。與Matlab軟件不同的是，該軟件建模方便，不同的模塊參數和計算任務可以詳細、方便地進行設置，更加接近汽車實際模型，計算結果也更加精確。該軟件在汽車動力傳動系統仿真方面具有其他仿真軟件無法比擬的專業性和靈活性，在國內外汽車行業應用十分廣泛。ADAMS是一款在汽車行業應用較為廣泛的機械系統多體動力學仿真軟件，其中ADAMS/CAR模塊為一款整車設計軟件包，它能夠快速建造高精度的整車虛擬樣機模型，通過高速動畫，直觀地再現各種虛擬實驗工況下整車的動力學響應，大大減少了對物理樣機的依賴。在汽車理論教學中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環境中實現懸架、轉向系統的運動分析，同時還可進行汽車操縱穩定性和平順性等相關的仿真實驗，解決了由于客觀條件限制不能進行的實驗教學環節。另外，在汽車仿真技術研究領域還有ADVISOR，CarSim/TruckSim等工程軟件，憑借自身的優勢和特點，應用也較為廣泛。2.3計算機仿真技術在項目驅動實踐教學模式中的作用目前多數汽車理論教學進行的課后作業、課外大作業和汽車理論課程設計，以Matlab軟件應用較為廣泛。通過Matlab軟件進行編程計算可對汽車的多項性能進行分析，但是應用Matlab使學生過多偏重于公式計算與編程，具有一定的局限性。而且，單一的課題任務往往伴隨大量的抄襲，不利于學生獨立解決問題與公正的評價。以多類課題項目為驅動將不同計算機仿真軟件應用于汽車理論各個實踐教學環節，可解決上述問題。[5]實施過程中，需要構建多個貼合汽車實際使用性能的課題項目，并以同類型仿真軟件的應用進行分組學習和指導，使學生在項目學習及完成過程中加深對理論知識的理解及實際應用，激發學生實際分析問題、解決問題的能力。

3計算機仿真技術應用實例

3.1Matlab軟件應用實例

汽車的動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。其中，在繪制一下曲線圖，如驅動力-行駛阻力平衡圖時，以往的教學方法基本是課堂講授曲線的作圖方法，給一個課本已經繪制好的某車型的曲線，然后由曲線分析汽車各檔的驅動力的變化。可根據發動機轉矩擬合公式、驅動力計算公式、行駛阻力計算公式及車速計算公式，

3.2CRUISE軟件應用實例

利用CRUISE軟件模塊庫，可快速搭建傳統汽車及新能源汽車動力傳動系統仿真模型，通過設置計算任務，對整車動力性、經濟性等進行仿真計算。同時，軟件自身也提供了多種汽車模型模板，便于初學者進行學習。圖3為軟件自身提供的傳統后輪驅動汽車(FR)動力傳動系統仿真模型，通過設置計算任務，可得到豐富的有關汽車動力性、經濟性的文本和圖表結果分析文件。為設置UDC循環工況后，計算得到的發動機工作點分布示意圖，可對發動機與整車動力裝置參數進行匹配分析提供依據。

3.3ADAMS軟件應用實例

在汽車理論教學中，可通過ADAMS/CAR在虛擬環境中實現汽車操縱穩定性和平順性等相關的仿真實驗，解決實際實驗條件限制帶來的問題。在ADAMS/CAR中用戶可以通過模板自行創建模型，也可調用共享數據庫中的系統或整車模型進行仿真分析。以汽車操縱穩定性中的單移線實驗為例，對某車整車操縱穩定性進行了虛擬仿真。可根據標準設置實驗條件，通過仿真計算，將實驗結果以動畫、曲線圖等方式展現。ADAMS/CAR所提供的仿真實驗平臺，可使學生方便地進行各種有關操縱穩定性、制動性、平順性虛擬實驗，彌補了實驗教學內容的不足。

4結束語

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為充分發揮物理化學實驗教學的積極作用，摒棄傳統實驗教學的弊端，并適應二十一世紀培養人才的需要[1]，利用計算機仿真技術對傳統的教學模式進行改革，從而實現物理化學實驗教學的綠色化、開放化、素質化和節約化。

1計算機仿真實驗教學平臺

計算機仿真實驗平臺是以計算機仿真技術為核心，利用計算機創建一個可視化的實驗操作環境，其中的每一個可視化仿真物體代表一種實驗儀器或設備，通過操作這些虛擬的實驗儀器或設備，即可進行各種實驗[2-3]。

具體的仿真實驗項目可采取如下操作過程：(1)在Windows下運行“化學實驗計算機仿真系統”；(2)授權登陸，選擇實驗；(3)根據需要選擇相關內容進行學習，在“實驗演示”中，根據實驗要求，用戶可選擇儀器及藥品自己組裝裝置，實驗過程采用動畫方式來演示全過程；(4)實驗結束后，返回主菜單。選擇課堂練習和實驗要點總結相關思考題或進行練習；(5)退出系統。

2物化實驗教學改革的實現

2.1實現實驗教學的綠色化

綠色化學[5](GreenChemistr)又稱環境無害化學(EnvironmentalBenignChemistry)是指從污染預防的基本思想出發，在化學品生產的始端就采用預防的科學手段，整個過程和終端均為零排放或零污染。

傳統的物理化學實驗涉及到很多化學試劑，有些甚至是有毒有害的，如“原電池電動勢的測定”實驗中制備鋅電極就需要使用到硝酸亞汞；并且在各實驗過程中排放的“三廢”不可避免的對環境造成污染，雖然看起來量好像不大，但這種“聚沙成塔”的效應不容忽視，因此我們很早就提出要在教師和學生的頭腦中樹立綠色化學的思維方式，并把綠色化學理念融會到實驗教學中[5]。

在計算機仿真實驗中學生通過鼠標就可以完成實驗，實驗藥品零投入，在過程中也就不存在三廢的產生，可以說在源頭上杜絕了污染的產生，特別是那些傳統實驗中必需使用有毒有害藥品的實驗，計算機仿真無疑可以實現實驗的綠色化。

2.2實現開放式的教學模式

近幾年我國高等教育發展步伐的加快，高教規模逐年擴大、數量增多，使得我國高等教育由原來的精英教育向大眾教育轉變，同時也給高校軟硬件設施構成了相當的壓力。為了解決傳統實驗教學模式的不足，提出了開放式教學模式[6-7]，我們也在這方面進行了一定的探索。實踐表明，該種教學模式有其一定的優點，但由于受到實驗場地、儀器數量及指導教師配備等諸多因素的限制，很難收到理想的實驗教學效果。

計算機仿真實驗只需要一間微機室，20~40臺電腦，1~2名指導教師，甚至可以將仿真實驗軟件放到校園局域網上，學生在寢室就可以完成實驗，更加打破了時間和地點的限制。學生根據自身的時間安排、興趣愛好和培養方案等選擇實驗項目，登錄仿真實驗平臺，通過自學了解實驗目的，實驗原理，儀器構造，使用說明及注意事項等，通過觀看動畫熟悉實驗過程，再進入實驗模塊自行搭建裝置，連接電路進行實驗。

2.3以學生為主體，激發學生的學習熱情

傳統的物理化學實驗儀器多、原理復雜、概念抽象、信息密度大、數據處理繁瑣，學生很容易產生畏難情緒；物化實驗涉及藥品、儀器、水、熱、電等諸多方面的使用，注意事項相對較多，為了學生人身和實驗儀器的安全，指導教師對注意事項反復強調，導致有些學生縮手縮腳，不敢動手，這樣都發揮不出學生的學習熱情和在教學中的主體作用。

在計算機仿真實驗中枯燥的實驗原理變成了生動的動畫，儀器設備的內部構造不再是黑匣子，儀器使用方法和實驗的操作流程可以動畫演示，并反復播放，實驗中的錯誤操作會得到警示音或文字的及時提醒，對于會造成嚴重后果的錯誤，還可以動畫的形式模擬。比如“金屬相圖的繪制”實驗，步冷曲線的折點標志著新相的產生和舊相的消失，在傳統實驗中將樣品加熱到熔化，學生通過攪拌“感覺到”熔化了，但之后降溫過程樣品管中固相是怎樣產生的，液相是如何消失的，則完全不解。計算機仿真實驗在步冷曲線出現折點或平臺時，相變過程就可以通過動畫形式生動地呈現出來。這樣使物化實驗化靜為動，化繁為簡，化抽象為具體，化枯燥為生動，在視覺和聽覺的刺激下，學生不僅打消了對實驗的顧慮，而且激發了實驗的積極性，學生通過點擊鼠標人機交互，從預習到操作、記錄完全可以獨立完成，真正體現了“教師為輔，學生為主”的教學理念。

2.4人機交互，師生素質共同提高

通過計算機仿真實驗學生有了學習熱情，自主完成實驗；可以通過回放、慢動作、反復操作等方式對實驗原理、儀器使用等加深理解，提高儀器使用的能力；學生可以自己搭建實驗裝置，連接電路，選擇試劑和實驗條件進行實驗，甚至可以自己設計實驗，使獨立思考問題和解決問題的能力以及創新能力得以提升。計算機仿真實驗使教師從以前反復講解，強調、提醒的勞動中解脫出來，有精力將自己的教學經驗、教學思想加以整理，編入仿真實驗軟件中，實現教師—計算機—學生三者的交互，及時發現問題，反饋信息，有助于教師教學水平的提升。

2.5減少浪費，提高效率，實現實驗節約化

物化實驗儀器設備較為昂貴，每學期用于運行和維修的費用都較高，有些儀器一旦損壞，必需等待專業技術人員上門或返廠維修；儀器數量有限，往往同一實驗要開幾十次，需要配備的指導教師較多，實驗周期較長；物化實驗耗時長，學生大部分時間都是在“等實驗”，對于失敗的實驗在有限的實驗教學時間里往往無法重做，這些無疑在人力、物力、財力和時間上都造成了很大的浪費。計算機仿真實驗幾乎是藥品設備“零投入”，日常只需要對計算機和仿真軟件進行維護；而通過仿真實驗在保證實驗現象和結果的同時可縮短實驗時間，原來4學時的實驗2學時即可完成，教師在原有的學時計劃下可以開設更多的實驗項目，擴大學生的知識面。

篇7

關鍵詞：Multisim 仿真技術 電工電子實驗 職業學校

中圖分類號：G712.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0190-02

隨著科技的進步和發展，在現代工程設計中常用的一種方式就是計算機仿真技術，Multisim 仿真技術已經成為了電子工程設計的常用工具。如何在電工電子教學中應用這些計算機仿真技術，讓其為教學服務，以此提高教學效率和教學質量，成為當前職業學校教師面臨的重要問題。

1 電工電子教學中應用Multisim 仿真技術的優勢分析

1.1 通過Multisim 仿真技術可以直觀展現抽象的內容，便于學生掌握

電工電子課程相對來說具有很強的抽象性，有很多的概念單純依靠講解學生很難理解和掌握，學生在這樣的情況下容易對課程產生厭煩情緒，課堂效率和課堂質量難以得到保證。如果采用Multisim 仿真技術仿真一些基本電路，通過對偏置電阻的改變，將輸出波形和靜態工作點的關系通過虛擬示波器表現出來，學生可以通過觀察波形變化，將最佳工作點找到，進而了解放大器的輸入和輸出信號的關系，對于飽和失真和截止失真等概念也能很好地理解。這種教學方式不僅生動形象，同時還便于學生的理解和掌握[1]。

1.2 Multisim 仿真技術可以在理論課堂上引入工程實例，便于激發學生學習興趣

在電工電子課程中有很多的電路概念和分析方法等，這些內容具有很強的理論性，學生在學習的過程中具有較大難度，采用傳統的教學方法，學生僅僅能學習基本的理論，不能對其進行實踐性的應用，所以學生也就難以得到感性認識，也就缺乏相應的學習積極性。如果通過Multisim 仿真技術動態的演示出555定時器的各種應用來，采用Multisim 仿真技術對其進行演示后，學生可以對其有著更加感性的認識，同時還增強了學習興趣。在教師對555計數器進行講解時，學生就可以更加認真的聽講，學生的學習積極性和自主性得到了很大的提高，變被動接受為主動學習。此外，在學習計數器和譯碼器等課程時，教師也可以采用同樣的實例演示方式，這樣取得的教學效果更為顯著[2]。

1.3 Multisim 仿真技術可以更好地鍛煉學生的創新意識和綜合能力

在電工電子技術課程中，實驗教學和理論教學相輔相成，缺一不可。將Multisim 仿真技術應用在教學中，就相當于在教室中將各種的元器件和實驗器材等搬入，同時還可以將課上分析所需的電路實時在屏幕上反映出來，儀器可以隨時調用，這樣便于學生對儀器特性的觀察，同時也便于對理論的正確性進行驗證。將理論教學融合于實驗教學中，使得兩者間沒有明確的時間和空間界限，真正實現了學做統一。因為Multisim 具有較強的無損性，所以其電路參數可以隨時進行改變，這樣可以對電路在不同參數時的不同特性進行分析，能夠有效提高學生的分析和解決問題能力。教師還可以增加一些設計型的項目，學生可以就此進行實用電路的設計，能夠有效提高學生的創新精神。

2 Multisim 仿真技術實驗教學

對于Multisim 仿真技術來說，它可以很好地輔助實訓和教學。首先，仿真基礎實驗可以讓學生更好地對課堂教學中的一些原理和概念等進行理解；此外，仿真電路時，學生可以熟悉驗室中常見電子儀器的使用步驟和使用方法，仿真中出現的一些問題，學生在解決的過程中能夠很好地提升自身的分析和解決問題能力及創新意識。在Multisim 仿真技術實驗教學中，一般會采用理論教學-仿真-實驗的教學方式，所謂的理論教學指的是教師對課程中的一些基本原理和概念等進行講解，仿真指的是學生在Multisim 仿真技術環境中，根據相關的實驗要求，采用適合的元器件設計相關原理圖，再將虛擬電路模型構建好，然后進行仿真實驗以此得出仿真結果。實驗指的是在實驗室進行計算機仿真時所構建的電路，調試并對最終的實際結果進行觀察。最后，對實際的實驗結果和仿真結果進行對比。這種實驗方式完美地結合了課上學習和課下學習，在提高學生學習興趣方面具有很好的效果，同時還鍛煉了學生的自主學習能力，便于課堂效率和課堂質量的提高[3]。

3 Multisim 仿真技術在實驗教學中的具體應用

3.1 滯回比較器實驗

滯回比較器電路，它的輸入信號是正弦波，通過示波器對輸入和輸出電壓進行觀察。輸入信號是正弦波，且其幅值是5 V，頻率是1KHZ，將滯回比較器的輸入信號接入到示波器A中，輸出信號接入到示波器B通道中，將仿真開關開啟，將示波器打開，其輸入和輸出波形可以看出，其輸入波形和輸出波形是正弦波和矩形波，滯回比較器的兩個閾值電壓可以通過游動游標測量得到電壓值[4]。

3.2 16進制計數器實驗

利用Multisim 仿真技術將16進制計數器改進成6進制計數器，它可以使用異步清零的方式來完成，具體線路圖如圖1所示，采用Multisim 仿真技術后可能使得實際呈現效果呈現0-3環的顯示情況，所以實現的是4進制計數器。為什么會出現該情況呢，清零條件可以通過輸出QC、QB來實現，但是當計數由3跳到4時，QC的狀態變化為01，QB的狀態變化為10，QC此時會出現瞬間跳至1的情況，QB此時并沒有來得及跳到0，所以清零端此時是0態，計數器全部清零。要想讓這種狀況得到改變，需要將兩個與門加在QC端，防止QB和QC發生順態的現象，可以將其線路圖調整為圖1。

4 結語

實踐證明，在電工電子實驗課程中應用Multisim 仿真技術取得的教學效果是十分顯著的。在教學中不僅增強了學生的動手操作能力，同時還便于學生對理論知識的理解和掌握，學生的學習興趣得到提高，同時還提高了學生的創新能力。因為Multisim 仿真技術不受到實驗場地和實驗設備的束縛，對學生的主觀能動性發揮具有很好的作用，同時還便于學校實驗成本的降低，它已經成為了我國當前電工電子實驗教學發展的重要方向。

參考文獻

[1] 付洋. Multisim 仿真在電工電子實驗中的應用[J].實驗室研究與探索，2011（4）：120-122，126.

[2] 馮寶珍. Multisim 仿真在電工電子實驗中的應用思考[J].電源技術應用，2014（3）：120.

篇8

    論文摘 要:實驗室擔負著向學生傳播知識與技術、培養學生動手的能力和創新能力的重要使命。隨著社會經濟的發展及教學改革地不斷深入, 實驗教學在整個教學體系中的地位越來越突出,實驗教學模式的改革已經迫在眉睫。本文主要分析了實驗教學的傳統模式與存在的問題,并提出了提高電子信息類專業實驗教學質量的方法[1]。

    0 引 言

    實驗教學是學校教學活動的重要組成,教學質量的好壞是對學校人才培養層次與質量的直接體現。實驗作為實驗教學活動的主要內容, 在改善教學質量方面發揮著不可替代的作用。實驗室在傳播知識的同時,更重要的作用體現在對學生的創造性思維與想象力的培養上。通過實驗教學,學生分析解決問題以及動手能力明顯提高。伴隨教學改革的日益深入, 實驗教學的改革也越來越引起人們的關注,以往的教師灌輸式的理論教授方式,學生被動接受的教學模式,已無法滿足社會經濟發展的要求。當前,社會需要的是主動型、能力為主的人才培養。加強學生創新能力的培養,必須切實轉變以往重理論教學輕實驗教學的錯誤觀念,重新認識實驗教學在學校教學活動中的地位與作用,根據當前社會經濟對人才的要求, 改革傳統的實驗教學模式,改革實驗教學手段,優化更新實驗教學的內容,切實提高實驗教學質量。

    1 實驗教學的傳統模式與存在的問題

    國內高校工科教育當中,實驗教學存在著硬件條件不足、硬件實驗條件的發展與技術要求不相符[2],加上近幾年高校擴招,實驗教學的硬件條件更是供不應求。進一步加大對教學硬件條件的投入,豐富實踐教學的內容、加強實驗條件的改革及建設,在目看來具有特殊的重要性。面對這種情況,我國的教育主管部門采取了一些推進實踐教學改革及建設的措施。如:在全國高校本科的教學水平評估中,實驗室基地建設與建設投資及其實驗教學改革被列為一項重要的指標。并且,各高校也逐漸開始響應教育部的的這一舉動,紛紛實行了“雙基”型實驗室[2],與此同時,建設了“實驗教學示范中心”。當前,傳統實驗教學模式的缺點主要有以下幾點:驗證性的實驗所占比例較大,與綜合性、設計性、創新性實驗之間的比例失調;實驗模式單一、實驗室設備陳舊;實驗教學中缺乏先進的實驗教學手段。

    2 提高電子信息類專業實驗教學質量的方法

    2.1 實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗

    在實驗教學中引入計算機仿真技術,能夠充分調動學生主動學習的積極性,培養學生的學習興趣。同時,教師能夠通過計算機技術對學生的實驗操作的全過程進行觀察,對學生進行良好的跟蹤與指導,更好地進行學生實驗結果的采集工作,先進科學的教學理念與教學手段對于提升實驗教學效果,提高實驗教學水平具有重要作用。引入計算機技術后,理論與實驗教學,教師教學指導與學生操作、思考融合成一個有機整體。以往傳統實驗教學中課堂、課時以及實驗設備因素的限制作用得到了解決,實驗教學更加靈活化,教學內容在時空上得到進一步的延伸,更好地激發了學生進行實驗的熱情。

    將計算機仿真技術引入到實驗教學中,通過相應技術進行的虛擬實驗,為學生提供了更為靈活開放的實驗環境,能夠更好地培養學生在實驗過程中獨立思考能力,增強學生的的學習創新意識。對于實驗教學內容,仿真技術的應用,將虛擬性實驗與真實的電路實驗整合成有機整體,實驗的能動性與趣味性明顯提高,同時實驗內容的充實,有利于學生綜合實踐以及探索創新能力的培養。當前,已經有越來越多的高校重新進行了實驗室的規劃建設,通過計算機仿真技術進行虛擬實驗是實驗教學改革發展的新方向。將與實驗教學相關的計算機軟件技術引入到高校實驗室中,為實驗科研提供了良好的平臺,對于激發學生學習的主動性與積極性,培養創新能力具有重要作用。計算機仿真技術的應用,一方面能夠改善實驗教學條件、充實實驗教學的內容,另一方面,還能夠明顯降低實驗成本,提高實驗教學的效率。通過單片機的實驗教學,能夠發現,教學過程中引入proteus仿真軟,通過該軟件對單片機的硬件系統進行模擬,克服了實際實驗過程中硬件電路固定以及實驗內容不易改動等因素的限制。實驗設計全過程,除計算機外不用再進行任何硬件的添加即可實驗,這有力地推動了實驗課程教學改革,更有利于學生創新能力的培養。仿真技術的另一重要應用主要表現在學生的業余愛好上,如挑戰杯、電子設計大賽等等,學生就能夠用計算機來實現仿真,首先用計算機仿真出實驗的模型,再在計算機上進行相應的模擬調試,最終用硬件來實現。在整個仿真的過程中,學生可以自由發揮自己的潛能,通過大量的仿真對比,來達到設計目的,也可大膽反復地調試,避免了器件的損壞。電子設計競賽中,由于proteus開發環的運用,培訓過程中不需投入任何硬件的條件下,學生卻普遍反映,對于單片機的學習比單純理論知識的學習更易接受也更易得到提高。事實證明,運用proteus進行系統仿真成功后進行的實際制作,可明顯的提高單片機系統的設計效率。此外,遠程教學中仿真教學的運用具體重要的意義,對于教學改革是一種很好的嘗試[2]。

    2.2 實驗中引入Matlab軟件內建的Simulink組件技術

    目前,我國開設了電子信息類專業的高校中,大部分都將Matlab軟件作為重要的實驗教學平臺,對定理以及算法進行仿真和驗證實驗。Simulink組件作為Matlab的重要組成,能夠為用戶提供一個仿真分析與動態建模的集成系統環境。該環境下,只需利用鼠標進行簡單直觀的操作,就能夠完成復雜系統模型的構建,在此過程中避免了大量繁雜的書寫程序。由于 Simulink組件具有適應性強、效率高,結構仿真精細、流程清晰且貼近實際、效率高、使用靈活等諸多優點,Simulink組件技術已經被廣泛地運用于處理數字信號與控制理論等復雜的仿真設計之中。同時Simulink能夠通過連續、離散采樣時間以及兩種采樣時間混合的的方式進行建模,該組件還可支持多速率系統,不同的系統組成部分的采樣速率不同。此外,Simulink為動態系統模型的創建,提供的圖形用戶接口(GUI) ,使在進行模型方塊圖的創建時只需通過鼠標單擊與拖動鼠等簡單操作即可完成,為用戶提供了一種更便捷、更直接的創建方式,同時能夠立即獲得系統仿真結果。

    該組件的這一特性,一方面可以使算法的驗證更為簡單,減少學生投入在驗證性實驗中所用的時間,而將大部分精力投入到設計性、綜合性試驗中;另一方面,可以使學生更快捷的驗證新思路、新算法,而不會由于代碼調試方面的問題影響了創新實驗的開展。以自適應濾波中的經典RLS 算法為例,如果直接采用Matlab編程方式,在進行代碼調試時,就會消耗掉大量的精力,代碼長度將達到200 行以上。而如果采用Simulink組件模塊化設計的思想,只需要鼠標對模型的拖拽,就能以流程圖的形式將濾波器搭建起來。由于Simulink提供了豐富的元件庫,采用圖形化的表示方法,學生在進行算法驗證的時候只需調用成熟的模塊進行參數設計即可。這樣的實驗方法事半功倍,思路清晰,參數的調整也十分便捷,廣受學生歡迎。由此可見,引入Simulink組件后的實驗,既不會影響實驗效果,又能夠提高實驗效率,對學生模塊化編程的思想也有較好的促進作用。

    3 結 語

    當前,社會對人才綜合素質的要求不斷提高,進行實驗教學改革已經迫在眉睫,而大學實驗教學的改革又直接影響到學生的動手和創新能力。實驗教學必須能夠跟得上時代的腳步,把計算機仿真技術與Simulink組件技術應用到實驗教學中可以充分調動學生主動學習的積極性,充分發掘學生的創造能力,在學習到先進技術的同時,提高學生對社會的適應能力。

    參考文獻

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關鍵詞：計算機仿真軟件；電力電子技術應用；方法

電力電子技術在電力領域占據著舉足輕重的位置，在變換、控制電能方面發揮著不可替代的作用。當前，電力電子技術發生了變革：半控轉變為全控。電路日趨繁雜的形勢，給生產實踐帶來了嚴峻的挑戰。近年來，計算機仿真軟件在電力電子領域獲得了廣泛的應用，并取得了一定的成績。實踐證明，計算機仿真軟件的導入，為電力電子電路的解析、控制系統設計、電機驅動研究等提供強有力的仿真環境。文章從常用計算機仿真軟件；常用計算機仿真軟件的特點；計算機仿真軟件在電力電子技術領域的應用方法三個方面進行了詳細探討。

1常用計算機仿真軟件

計算機仿真技術是在現代信息技術的基礎上發展起來的一類綜合性技術，包括信息技術、網絡技術、圖形及圖像處理技術、多媒體技術、軟件技術、數據分析處理技術、自動化技術以及系統工程技術等，其目的是對系統的設計方案和運行進行了解。目前常用的計算機仿真軟件有MATLAB、pspice、PSCAD等。其中，MATLAB計算機仿真軟件的應用環境主要有科學計算、可視化等，其功能全面,能夠滿足各個行業建模仿真的需求。對于MATLAB而言，Simulink是其核心組成部分，其可以構建出集綜合分析、仿真等于一體的工作環境。pspice用于模擬電路、數字電路和集成電路的仿真。具有電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能、圖形后處理功能和元器件符號制作功能，以圖形方式輸入，自動進行電路檢查，生成圖表，模擬和計算電路。PSCAD計算機仿真軟件除了可以簡易模擬直流輸電系統及其他相關控制系統等復雜電力系統之外，還可以對研究電力系統電磁暫態模擬產生積極的作用。此外，其與實時數字模擬器RTDS硬件的聯合使用可用于研發模擬器，例如：大型互聯電力系統。

2常用計算機仿真軟件的特點

2.1圖形界面友好，操作簡單易用

在使用過程中，計算機仿真軟件大都表現出圖形界面友好、操作簡單易用的特點。具體操作時，點擊、拖曳相應的功能模塊，并依據電氣聯結關系進行連接。實踐證明，其不僅操作簡便，而且與電力電子技術知識存在著很強的聯系。對于學習者而言，只要具備基本的計算機軟件、電力電子技術知識，就能夠迅速掌握應用技巧。

2.2建立仿真工程的步驟相似

在實際操作中，這些計算機仿真軟件的工作步驟存在著共性，換句話說，其工作步驟相似。通常，其計算機仿真軟件工作步驟主要由建立仿真工程文件、電氣連接元件、運行仿真操作、分析仿真數據等構成。

2.3節省物力

所謂的節省物力指的是事件及儀器設備。一般來說，計算機仿真軟件應用于正式設計實際電路之前，通過隨意設置電路參數、更換電路元件等實驗，以對設計進行分析，從而提高設計的科學性、合理性。與此同時，計算機仿真軟件還在簡化實際電路操作步驟方面具有一定的作用，對提高設計人員工作成效頗有益處。

2.4軟件升級迅速及時

通常，計算機仿真軟件在升級方面呈現出迅速、及時的特點，換句話說，伴隨著科學發展而發生變化。經調查發現，新能源的迅猛發展帶動了計算機軟件的發展，主要表現為模型（風機、光伏發電等）的增加。此外，計算機仿真軟件為滿足用戶日益增長的需求，其版本亦不斷優化、升級。

3計算機仿真軟件在電力電子技術領域的應用方法

3.1計算機仿真軟件在電力電子技術模擬方面的應用方法

在晶體管三極管電路實驗中，其參數的一致性較差，極易導致實驗數據產生誤差。而將計算機仿真圖形的引入，對檢驗誤差大小、觀察瞬時電路參數等有所幫助。此外，計算機仿真軟件在實現改變元件參數值環節中毋須替換電子元件，并可以在相同時間內觀察到更多特性曲線的變化在實際操作中，可通過改變局部電路參數，帶動其輸出特性發生變化，進而更好地觀察電路變化、學習、掌握電力電子技術應用技巧。

3.2計算機仿真軟件在電力電子技術原理圖設計方面的應用方法

實踐證明，計算機仿真軟件在電力電子技術原理圖設計方面發揮著巨大的作用。筆者以“晶閘管三相橋式可控整流電路設計與仿真”為案例進行分析。在設計過程中，計算機仿真軟件的導入除了降低了人的勞動強度，還提升了分析、設計能力，從而確保原理圖存有較小誤差。此外，其還能“降本增效（控制設計成本，加速設計進程）”。就計算機仿真軟件（MATLAB、PSIM、PSCAD等）具體操作而言，其包括根據設計電路搭建仿真模型、設置參數進行仿真、變換觸發角分析波形等環節。其中，搭建仿真模型分為建立仿真文件，提取電路、器件模塊，構建系統模型三個部分。仿真參數設置主要體現于電源參數、三相晶閘管整流器、6脈沖發生器設置變步長算法等方面。變換觸發角分析波形，通過改變不同的控制角，觀察記錄輸出電壓指的變化：阻性負載、阻感性負載等。由此可見，計算機仿真軟件的引入，省略了以往較為繁瑣的繪圖、計算過程，可直觀、迅速作出相應的分析等，大大降低了電路設計的周期，同時亦提高了設計質量。

4結束語

總而言之，計算機仿真軟件在電力電子技術領域中發揮著極其重要的作用。當前，計算機信息技術迅猛發展、電路日趨繁雜，為滿足用戶不斷增長的需求，電力電子技術方面的編程語言取得了長足的發展——計算機仿真軟件蓬勃興起。計算機軟件具有圖形界面友好，操作簡單易用；節省時間及儀器設備；軟件升級迅速及時等優點。計算機仿真軟件的存在，對降低電力電子技術設計、運作成本，縮短設計周期等具有積極的意義。希冀相關人員能夠加強自身學習，以掌握應用計算機仿真軟件的技巧，進而提升我國電路系統質量。

參考文獻

[1]裴云慶,段雅莉,王兆安.電力電子系統的計算機仿真及參數優化算法[J].西安交通大學學報,2009,11(20):221-223.

篇10

關鍵字：計算機仿真軟件；電子技術；教學；應用；優勢

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 16-0141-01

電子技術是一門基礎學科，為學生學習電子知識打下堅實的基礎，然而傳統的電子技術教學存在著較多的問題，教學效果不明顯，主要是因為理論知識枯燥，不利于調動學生的積極性，同時對于電路的分析過多的強調理論，增加了學生學習的難度，同時實驗課的教學不規范，造成了儀器的損壞或者是不足，難以培養學生的動手能力和解決問題的能力。為了改變電子技術教學效率低的現狀，需要引進新的教學方法和手段，其中計算機仿真軟件的應用對提高電子技術教學質量起了巨大的促進作用。

一、計算機仿真軟件的概述

近年來，電子技術的教學在計算機仿真軟件的推動下獲得了很大的進步，對于提高電子技術的教學質量起了積極的促進作用，特別是電路仿真軟件和EWB仿真軟件。

電路仿真軟件是具有豐富的元器件庫，能夠對及時的對直流和交流的特征進行分析，并提供復雜電路的性能參數，進而將結果以文本或者是曲線的方式呈現出來，大大的提高了電路分析的穩定性和高效性。在電路仿真軟件提供的性能參數的比對下，對理論的數據進行檢驗，給學生以更加直觀的認識，大大的提高了教學的效果。另外，在電路仿真軟件的作用下，學生可以對線路的工作效果進行觀察，進而提高其理解和分析復雜電路的能力。

EWB仿真軟件作為一種電子線路仿真軟件，具有直觀和操作方便、設備齊全的特點。在該軟件的幫助下，使電子技術教學更加生動具體，不僅能夠反映出電路的仿真測試，還可以對線路的故障進行設計，同時提供多種分析的工具，提高了分析線路性能的有效性。憑借著其直觀性和有效性，EWB在電子技術的教學中得到了廣泛的應用，并發揮了積極的促進作用。

二、計算機仿真軟件在電子技術教學中的應用

（一）計算機仿真軟件對于電子技術教學的促進作用

首先，計算機仿真軟件具有很強的分析功能。在電子技術的教學中，單純的理論堆積不易于學生對知識的理解和接受，但是計算機仿真軟件具有強大的分析功能，通過直觀的體現引起學生對知識的思考，進而提高學生的分析能力。計算機仿真軟件的元件數量很多，可以根據教學的需要進行選用并對隨意的進行更改，在課堂的仿真教學中，學生可以對電路的每一個步驟進行觀察，進而加深了對知識的理解和應用能力。

其次，加強學理解基礎知識的同時培養了學生的綜合能力。在計算機仿真軟件的幫助下，學生和教師處于一種特殊的教與學中，給學生以身臨其境的感覺，進而使學生加強了對理論概念的理解。由于可以利用仿真軟件進行故障設定，這樣可以為學生設定學習難題，進而在課堂的練習中增強學生排除故障和分析問題的能力。

另外，在仿真軟件的幫助下，教師與學生進行了深入的交流，便于教師及時的了解學生的接受情況，進而為教學進度的制定提供借鑒，即在保證教學質量的同時，合理調整教學的進度。

（二）計算機仿真軟件在電子技術教學中應用的策略

1.發揮仿真軟件優勢，提高學生興趣

在計算機仿真軟件的協助下，克服了實際元件不足的情況，在大量的仿真實驗練習中，使學生明確仿真實驗和傳統實驗的區別，使學生在虛擬的環境中進行實驗的學習，不僅要完成實驗的任務，還要進行交流，分析實驗的結果和電路的規律，進而提高學生學習電子技術的興趣和熱情。

2.正確處理虛擬實驗與實物實驗的關系

電子技術具有很強的操作性，需要加強對實驗的重視，進而培養學生的動手能力。虛擬的實驗只是作為教學的輔助手段，學生的最終目的是運用所學的知識解決實際生活的難題，因此，電子技術的教學離不開實物教學。在電子技術的教學中，虛擬實驗要與實物實驗相互配合、相互促進，共同提高電子技術教學的質量和效果。在電子技術的教學中，既要重視對基本功的訓練，促進學生動手能力的增強，還要學生掌握現代的實驗手段，進而培養出符合需要的創新型人才。

總之，電子技術作為一門基礎性課程，是學生綜合能力培養的基礎和前提，需要加強對該課程的重視，既要重視電子技術教學的理論性，又要重視其實踐性。

計算機仿真軟件的應用對提高電子技術教學起了積極的促進作用，使理論得到了驗證。因此，在電子技術教學中，教師要加強對計算機仿真軟件的應用，創設積真實的學習環境，同時加強對虛擬實驗和實物實驗的結合，確保學生在掌握堅實的理論基礎的前提下，重視學生動手能力的培養。

參考文獻：

[1]曾湘英.在數字電路教學中應用EDA技術[J].實驗技術與管理，2006，23（05）.