模拟仿真软件Proteus在物理教学应用

虚拟仿真实验技术软件在初中物理实验教学中的具体应用作者：彭超来源：《中国教育技术装备》2016年第05期摘要分析虚拟仿真实验技术软件，就其在初中物理实验教学中的具体应用进行探究。

关键词初中物理；虚拟仿真技术；实验教学中图分类号：G633.7 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2016）05-0159-021 前言随着现代科技的快速发展，计算机和互联网等技术在教育领域里得到广泛推广、普及和应用，这为传统的初中物理实验教学注入新鲜的血液，增强了实验教学的效果。

虚拟仿真实验技术是当前科学前沿技术在初中物理实验教学中运用的具体体现，可以突破实验仪器和设备不足等教学限制，帮助学生直观、形象地模拟各种物理实验的操作过程，有利于促使学生积极投入实验教学中来，不断提升实验教学效率。

2 虚拟仿真实验技术软件分析仿真物理实验室仿真物理实验室是一款针对中学物理课堂开放性而设计的专业物理学习软件，可以为学生提供完善的综合实验室，更好地实现各种物理演示实验，有利于学生更好地验证自己的实验猜想。

比如可以为学生提供一个包括平面角、凹凸透镜和棱镜等物理模型在内的光学实验室，使师生按照自己制订的实验方案来自行构建各种实验模型，探究有关的物理规律。

学生可以借助光学实验室来合理构建凸透镜成像模型，以发现和归纳出凸透镜成像的具体规律。

另外，该种虚拟软件具有较高的集成度，并且易于操作，可以使学生便捷地进行各种物理实验，真实性比较强。

MATLAB仿真软件 MATLAB仿真软件是一款用于数据可视化、分析与计算的计算机软件，广泛应用于工程计算以及图像、通信与信号处理等领域中，并且主要包括MATLAB和Simulink两个部分。

与仿真物理实验室这款仿真软件相比，MATLAB仿真软件具有比较强的灵活性，更加有利于构建有关的实验模型，同时其界面比较简洁，有利于编程，另外还有集成度高、数据处理能力强等优点，是一款功能非常强大的仿真软件。

3 虚拟仿真实验技术软件的具体应用在测量型实验中的应用测量型实验是初中物理中一种基本的实验类型，步骤比较简单，所用设备也比较容易获得；但是针对那些比较复杂的测量实验而言，无法使学生在真实的实验环境下进行。

proteus仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握Proteus仿真软件的基本操作，能够进行简单的电路设计和仿真实验。

具体包括以下三个方面：1.知识目标：使学生了解Proteus软件的基本功能和操作界面，理解电路仿真原理，掌握电路图的绘制和元件的选取与放置。

2.技能目标：培养学生能够运用Proteus软件进行电路设计和仿真实验，能够分析并解决实验过程中遇到的问题，提高学生的动手能力和创新思维。

3.情感态度价值观目标：培养学生对电子技术和仿真实验的兴趣，增强学生的团队合作意识，培养学生的科学探究精神。

二、教学内容教学内容主要包括Proteus软件的基本操作、电路图的绘制、元件的选取与放置、电路仿真原理及实验操作等。

具体安排如下：1.Proteus软件的基本操作：介绍软件的启动与退出、界面布局、工具栏功能等。

2.电路图的绘制：讲解电路图的基本元素、绘制方法以及常用电路符号。

3.元件的选取与放置：介绍元件库的分类、元件的选取与放置方法、元件参数的设置等。

4.电路仿真原理：讲解仿真实验的基本原理、仿真步骤以及结果分析。

5.实验操作：安排一系列具有代表性的实验，使学生在实践中掌握Proteus软件的使用。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解Proteus软件的基本操作、电路图的绘制、元件的选取与放置等理论知识。

2.案例分析法：通过分析具体案例，使学生掌握电路仿真原理及实验操作。

3.实验法：安排一系列实验，让学生动手操作，培养学生的实际操作能力。

4.小组讨论法：鼓励学生分组讨论实验过程中遇到的问题，培养学生的团队合作精神。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《Proteus仿真教程》2.参考书：《电子电路设计与仿真》3.多媒体资料：教学PPT、实验演示视频等。

4.实验设备：计算机、Proteus软件、电子元件等。

最新的PROTEUS电子教学软件简介及应用实例最新的PROTEUS电子教学软件简介及应用实例眉山计算机学校（原洪雅职高）牟继德供稿（教育技术的现代化和信息化给教育带来了机遇与挑战，特别是对教师的专业知识、能力结构和所采取的教学手段提出了新的要求。

随着信息技术的不断发展，信息技术作为辅助教学和科研工作的工具已必不可少。

面对教育技术现代化和信息化的挑战，要求教师们重新学习、不断学习，是新形式下教育教学发展的需要，也是教师个人生存能力的提高和进一步发展的需要，老师们要有开放的心态、敢于实践的勇气，在教育技术的现代化和信息化引领下，做一名合格的当代教师。

------眉山市教科所刘海英）1、Proteus软件简介Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。

Proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。

此外，Proteus还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。

这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响，Proteus软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。

这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周边设备的仿真，例如373、led、示波器等。

Proteus提供了大量的元件库，有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，编译方面支持Keil和MPLAB等编译器。

一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设备先进的实验室。

以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。

在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。

Proteus软件在教学中的应用分析在现行的教学模式中，提高学生的动手能力、自主分析和创造能力越来越成为教学的主流。

但是，面对一个全新的电路课题，学生充满了好奇，而枯燥的理论分析又使他们倍感乏味。

Proteus软件的出现使教学更加直观，更有利于学生的理解，能充分调动学生的积极性，并且在模拟电子、数字电子和单片机教学中都起到了很好的辅助作用。

一 Proteus软件功能的介绍Proteus软件是世界上著名的EDA工具，它从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

它是将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。

Proteus独一无二的仿真功能使其广泛应用于科研、教学、设计和研发中。

Proteus系统主要由ISISI电路设计与仿真平台、ProSPICE模数混合模拟式仿真器、VSM单片机/嵌入式系统协同仿真和ARES PCB设计系统等构成，基本结构体系如图1。

其中在ISIS中主要进行原理图设计和原理图的调试，而在ARES中则进行PCB设计、3D模型预览和生成制板文件。

Proteus软件仿真功能特性如下：第一，Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千余种元器件，有30多个元件库。

第二，Proteus可提供的仿真仪表资源：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。

理论上同一种仪器可以在一个电路中随意地调用。

第三，除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。

第四，Proteus可提供的调试手段多提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。

这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

二 Proteus软件在模拟电子教学中的应用模拟电子技术是一门综合性强、实践性强、有一定难度的专业基础课。

Proteus 仿真软件在单片机教学和科研中的应用吴志祥,方晓毅,徐　磊,彭　颖(常州工学院电工电子实验中心,江苏省常州市213002)摘　要:单片机课程教学的实践性环节强,用Pr oteus 软件虚拟单片机,具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点,能更好地培养学生解决实际工程问题的能力。

广泛应用后,可以提高教学效果。

在科研工作中,采用Pr oteus 仿真,极方便地观察“细节”,大大提高研发效率。

文中介绍单片机系统仿真软件工具Pr oteus 在教学和科研中的应用。

通过实例分析,显示了这一软件对提高教学效果与效率、提升科研工作者的“装备水平”具有莫大益处。

关键词:Pr oteus;单片机;仿真;外围器件中图分类号:TP319收稿日期:2007203227;修回日期:2007206221。

0　引　言Pr oteus 是一种基于SP I CE3F5仿真引擎的混合电路仿真软件。

其器件库非常丰富,是一套对单片机及外围电路进行虚拟仿真的优秀软件,除可以进行一般的电路性能分析外,还可在未完成硬件平台的情况下进行仿真,提高开发效率、降低开发成本、缩短开发周期。

单片机原理与实践课程是机电、电气、自动化等专业的一门重要课程,在完善学生专业知识技能结构上占有重要地位。

学好这门课程,对学生技能的提高和就业有着很大的作用。

由于本课程是多基础、多理论的实践性学科,实践环节必须高效。

但在以往实验平台———电脑+仿真器+实验箱+示波器的实验中,存在关联设备多、准备工作量大、容易损坏、效率低等问题。

出现学生感到难学,教师感到难教的尴尬局面。

采用Pr oteus 软件在电脑上仿真,很好地解决了这个问题。

Pr oteus 提供了丰富的外围硬件,在嵌入Keil 后,学生不仅很快可以组合电路、学会编程和调试,还可在屏幕上看到类似于“动画”效果、极大地提高学生的学习热情的同时,提升教学效率。

Pr oteus 的丰富功能同样在科研项目研发中获得了很好地应用。

虚拟软件（东师理想）在物理实验中的应用虚拟实验是从计算机领域中的虚拟现实技术与实验教学相结合的产物。

它将实验仪器、实验环境、实验环节等全部由计算机仿真系统来完成，既可以仿真传统实验，也可以仿真传统教学实验无法涉及的条件要求很苛刻的实验，使得一些在实际实验中无法实现的实验现象或者是难以观察的实验现象变得直观明了。

它解决了教师在教学中存在的难点问题：（一）提高教师的教学效果东师理想初中物理虚拟实验室软件，它含有同步实验和仿真工具，对于电学的一些电路图，用鼠标拖动，机器就会正确的呈现出来，尤其是一些三维立体图和实验室中不能完成的实验，此软件可以很形象的把现象表现出来。

教师可依据自身的教学经验，最大限度地发挥课件的资源优势，提高教学效果。

（二）丰富实验内容虚拟实验课件可提供超出课程标准的实验内容，可模拟实验室没有设备的实验。

它为教师提供了丰富的教学内容，为学有余力的学生拓宽了思维空间，提供了从模拟走向创造的条件。

它使实验不受实验资源和仪器设备的限制，并减少了实验室资金的投入。

利用网络可轻松实现资源共享的虚拟实验课件，而且操作安全，便于学生大胆尝试，能为终身学习打下良好基础。

这对于课前预习、充分搞清实验原理、实验过程、正确使用仪器设备、建立实验前的直观认识和课后复习及巩固所学的知识等都有极大的帮助。

（三）提高学生的学习兴趣传统教学中教学方式手段比较单一，对于无法完成的实验，大多数课堂仅用粉笔、黑板，靠教师一张嘴滔滔不绝地讲，时间长了学生听起来枯燥、乏味、注意力不集中，学习效率低下，束缚了学生的思维想象，结果很容易引起学生产生厌学情绪。

虚拟软件充满高新技术的气息，能极大地调动学生的学习兴趣和求知欲。

实验仿真生动、形象，降低了学习难度，提高了学习效率。

教师在教学过程中可轻松引领学生进入直观、形象、甚至虚拟的场景，使学生犹如身临其境，学习兴趣倍增，由被动变为主动学习。

例如：（1）电流。

电流是电荷在导体中定向移动所形成的。