Multisim 在《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程教學中的應(yīng)用

摘要：《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》是電子信息類專業(yè)的職業(yè)技能課程，同時，這門課程也是一門實踐性和綜合性都很強的課程，為了達到較好的實踐教學效果，本文提出將Multisim電路仿真軟件應(yīng)用于整個課程的教學過程中，這樣大大激發(fā)了學生的學習興趣，強化了學生的專業(yè)技能，取得了良好的教學效果。

關(guān)鍵詞： 職業(yè)技能課程；電路仿真軟件；Multisim

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0157-02

1 概述

1）Multisim仿真軟件簡介

Multisim是美國Interactive Image Technologies（IIT）公司在20世紀末推出的一種以Windows為平臺的虛擬仿真平臺，其最大的優(yōu)點是軟件界面操作方便、直觀形象、易學易懂、學生可以很快地掌握它的基本操作[1，2]，所以，Multisim仿真軟件在電子信息類的相關(guān)課程教學中得到了廣泛的應(yīng)用。

Multisim仿真軟件可以對模擬電路、數(shù)字電路和模擬數(shù)字混合電路進行設(shè)計和仿真。它提供的元器件庫非常豐富，而且還有部分三維實物，對于初學者來說，非常逼真和形象。虛擬儀器儀表非常齊全，提供的儀器儀表有：萬用表、信號發(fā)生器、瓦特表、示波器、波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀等。電路分析功能和作圖功能非常強大，可以應(yīng)用Multisim對模擬電路進行靜態(tài)分析、動態(tài)分析和瞬態(tài)分析等十幾種分析。同時，應(yīng)用邏輯轉(zhuǎn)換儀可以實現(xiàn)數(shù)字電路中的真值表、邏輯電路圖和邏輯函數(shù)表達式兩兩之間的互換。為學生的學習和老師的教學帶來了非常直觀的視覺效果。而且，相對于其它的EDA 軟件，它更加形象和直觀，而且，它能進行模數(shù)混合電路的仿真，幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結(jié)果[3，4]，為廣大的電子電路的學習者提供了非常方便和實用的電路設(shè)計平臺。

2）電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)

根據(jù)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)和電子信息工程技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標可知，《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》是電子信息類專業(yè)的職業(yè)技能課程，是一門實踐性和綜合性都很強的課程，對于學生以前所學知識有著更高的要求，但是，這門課程對于學生進行畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用，所以，在電子信息類專業(yè)中占有非常重要的地位[5]。為了提高教學效果，我們采用“教、學、做”合一的模式，將理論教學和實踐教學融合為一體中，這樣處理即可以提高學生的學習積極性，同時，又可以將復雜的知識點以簡單明了的形式展示給學生，學生可以在實訓室邊教、邊學、邊演示、邊實踐，可以大大提高教學的效果。由于直接用實物操作進行設(shè)計和實訓，有可能會造成大量實訓耗材的浪費，同時，也存在一定的安全隱患[6]，所以，這門課程采取了一種虛擬和實踐相結(jié)合的方式，非常實用。

在教學過程中引入Multisim等仿真軟件，使學生在學習硬件的同時，學會仿真軟件驗證相關(guān)原理及電路，從而豐富教學內(nèi)容，更新課程的教學思路，提高課程的實踐性與應(yīng)用性。將學生置身于一個“提出問題——解決問題——實踐驗證”的情景之中，使教學方式由“知識傳授”向“知識發(fā)現(xiàn)和知識創(chuàng)造型”轉(zhuǎn)變 [7，8]，大大提高了學生的興趣和學習的積極性。

2 Multisim在《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程中的應(yīng)用

在《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程學習的初期，特別是小型電子產(chǎn)品設(shè)計的初期，先用Multisim仿真軟件進行分析和設(shè)計，設(shè)計好合適的思路，選取好合適的元件和參數(shù)，并且在仿真軟件上調(diào)試出較好的實驗現(xiàn)象以后再進行實物制作。這樣不僅大大節(jié)約了實訓耗材的浪費，更重要的是可以讓學生們大膽地進行嘗試設(shè)計電路，不用擔心安全事故的發(fā)生。而且，學生進行設(shè)計和探索的積極性也大大提高。

《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》是學生們學習了模電、數(shù)電、電子設(shè)計自動化、單片機等主體課程之后所開設(shè)的一門綜合性很強的課程，對于學生來說，這也是前段整個學習過程的一個總結(jié)，是檢驗學生兩年的學習過程中所掌握專業(yè)知識的真實情況。對于本門課程，主要是采用“教、學、做”一體化的模式，以項目任務(wù)為載體，讓學生們在學中做，做中學。主要是要制作一個小型電子產(chǎn)品，在整個的教學過程中，以學生為主體，重點在于激發(fā)學生學習的積極性和主動性，讓每一個學生都親手制作一個小型電子產(chǎn)品，從制作的過程中體會到成功制作電子產(chǎn)品的快樂，從而，獲得學習的信心和一定的滿足感。首先，根據(jù)學生們的具體情況，對于設(shè)計和制作的電路可以進行合適的選擇，所以，可以每個同學都可以找到適合自己的電路，這樣，學生參與《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》的積極性和興趣就大大加強了。學生在選擇好自己的任務(wù)之后，就親手將產(chǎn)品制作出來，整個過程包括：Multisim仿真設(shè)計電路原理圖→原理圖的繪制→封裝的測量和繪制→PCB圖的布線和繪制→PCB板的制作→程序的編寫和調(diào)試→產(chǎn)品的調(diào)試→產(chǎn)品制作完成。

應(yīng)用Multisim仿真軟件設(shè)計電路，是整個《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有首先仿真設(shè)計出具體電路、具體參數(shù)并且有良好的仿真效果后，才能進行具體硬件電路的制作。比如：學生們想設(shè)計一個50秒的定時器電路，并且要用數(shù)碼管顯示出來。學生們首先想到的是先在Multisim仿真軟件上仿真出效果出來，再進行硬件電路的制作。如下圖1所示，是某位學生利用Multisim仿真軟件設(shè)計出的一個50秒的定時器電路。

首先通過Multisim仿真軟件進行電路的分析和設(shè)計，可以為學生提供非常方便、快捷的電路設(shè)計的效果，每一個元件的參數(shù)和型號學生都可以根據(jù)輸出效果的不同來進行分析和判斷，比如，如上圖2中，如果，要將電路的定時時間定為30秒，在仿真電路中只要變換一根線的連接就可以實現(xiàn)，而且，還很容易就能看到效果，如下圖2所示：

通過這種學生自主嘗試的學習方式，不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性，更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設(shè)計，大大提高了學習的效果，也節(jié)省了大量的實訓耗材的浪費。

3 結(jié)束語

在《電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)》課程中引入Multisim仿真軟件，不僅可以節(jié)約電路設(shè)計的周期和成本，更重要的是提高了學生進行電路分析、電路設(shè)計的積極性，同時，在教學過程中，教師通過電子儀器儀表進行虛擬仿真實驗可以非常方便、直觀和形象地將設(shè)計的效果呈現(xiàn)給學生，對本門課程的教學也是一種很好的輔助手段。所以，在本門課程的教學中引入Multisim仿真軟件對于學生、老師都是非常有利的，可以大大提高教學的效果。

參考文獻：

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[5] 魏海紅. 基于Multisim的《電子技術(shù)與實踐》項目式教學設(shè)計——以數(shù)字鐘電路的制作為例[J].電子世界，2010（32）：120-121.

[6] 葉群. 基于電子仿真技術(shù)的高職《高頻電子技術(shù)》課程改革[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學院學報，2015（2）：57-58，71.

[7] 陳虹.EDA在電工學教學中的應(yīng)用[J].電氣電子教學學報，2010（32）：209-211.

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