Multisim仿真軟件在電子技術(shù)專業(yè)教學中的應用

蔣雯

摘 要：Multisim 仿真軟件在電路設計、仿真等方面有著極為廣泛的運用。將 Multisim 仿真軟件應用到電子技術(shù)專業(yè)教學過程中，可以將生澀、難懂的知識點變得簡單易懂，課堂學習也富有生動趣味性，這種信息化教學手段不但增強了學生的學習熱情，還能確保教學質(zhì)量與效果。本文對目前市場上流行的仿真軟件進行了介紹，對其具體應用展開了探討。

關鍵詞：仿真軟件；電路設計；放大電路

電子類仿真軟件是隨著集成電路和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展應用而生的一種高級、快速、有效的電子設計自動化工具。是利用EDA系統(tǒng)工具的模擬功能對電路環(huán)境（含電子元器件級測試環(huán)境）和電路過程（從激勵到響應的全過程）進行仿真，由于虛擬電路環(huán)境的介入，因此經(jīng)濟上節(jié)約，效率高，而且結(jié)果快速、準確、形象。該軟件實驗環(huán)境是虛擬的，也就是模型化了的實驗環(huán)境，和市面上其他仿真軟件各有千秋。

Protues也是一款非常流行的仿真軟件，它集單片機仿真，PCB 設計和電路仿真為一體，含有大量的基于實時環(huán)境的元器件，對現(xiàn)在市場上主流的單片機型號和通用外設模型提供較好的支持環(huán)境，可以提供更好的視覺效果。但在電路的數(shù)據(jù)計算方面明顯不足。

Multisim 10.0在模擬電子、數(shù)字電子的復雜電路虛擬仿真方面做得極其形象化，具有真實性，在界面的外觀和內(nèi)在的功能方面做到了最高水平，可以進行強大而復雜的計算，極其準確，但也有缺點，軟件過于龐大，電路板制版等附加功能相對來說有限。

在本文中，對于電子技術(shù)專業(yè)的課堂教學改革我們選擇最貼合電子技術(shù)性質(zhì)的仿真軟件Multisim，使用其中使用率最高的版本10.0。

一、傳統(tǒng)的理實一體化課堂需要改革

1.用仿真軟件創(chuàng)設教學情境，引導學生學習自主性加強

模擬電子技術(shù)課程涉及比較多的電路分析和數(shù)學計算，對于初中就懼怕物理的學生而言很容易產(chǎn)生畏難的心理，比如說其中的靜態(tài)工作點的分析，交流瞬態(tài)的分析，講解起來抽象難懂，當然采用多媒體教學也可以創(chuàng)設比較豐富的情境，但制作這樣模擬真實的課件困難費時，通過電腦仿真模擬可以很好地解決這個問題。具體例子如下。

例1見圖一：在放大器靜態(tài)工作點的設置中，如果設置不合理，波形將會出現(xiàn)嚴重失真，可以利用Multisim 10.0 創(chuàng)建共射固定偏置放大電路仿真圖。通過改變電阻Rb的大小，對比觀察輸入以及相應的輸出波形，可以實時觀察到偏置電阻的大小對輸出波形的影響。

通過固定偏置電路中估算靜態(tài)工作點，得出表達式 ， ， ，所以對靜態(tài)工作點有影響的主要因素有VCC、 、Rb、RC。一般VCC， 不易改變，Rb是主要因素，它的過小和過大會引起工作點的過高和過低，相應地造成飽和失真以及截止失真。

2.利用仿真軟件對實驗效果進行演示，將學生引入探究式的學習

理實一體化課堂教學模式延續(xù)了很多年，在PPT上對各種復雜的電路圖，曲線、波形進行手工畫制需要較長的時間，效率低，精確度也有所欠缺。由于仿真軟件是在計算機屏幕上對真實的實驗室工作臺進行模擬，把實驗室和課堂有機地融合，可以直觀快捷地畫出復雜的小、中、大型電路，大大提高教學效率。

二、實施效果和作用

在實際的操作過程中證明 Multisim 軟件可以明顯提高教學的效果，表現(xiàn)在多個方面：

1.新穎的教學方法激發(fā)了學生的學習興趣

軟件教學引入課堂是一種全新的教學方式，把抽象枯燥乏味的知識變得生動形象，使課堂上難以完成的演示實驗進入了嚴肅的課堂教學，快速準確地演示了靜態(tài)工作點設置不合理的多種情況，截止失真和飽和失真以及如何不失真所創(chuàng)設置豐富情境。在具體的教學中，教師根據(jù)具體的內(nèi)容設置教學場景，使得學生置于知識情境中，當激發(fā)起了興趣，學生出于好奇心，不斷提出問題，通過軟件電路去驗證，尋求問題的答案，在其中嘗到了成功的喜悅，把負擔變?yōu)榕d趣，當有了興趣，更會積極主動地進行下面的學習。學習自信心有所增強，提高了電子技術(shù)課程的理論知識水平和實踐的能力。

2.教學效率和質(zhì)量有明顯提高

對一些波形變換復雜概念抽象的過程，傳統(tǒng)的教學方式比較難以實現(xiàn)，借助軟件進行仿真，表現(xiàn)形式生動、速度快，教師只需要在上課前調(diào)用該軟件打開事先創(chuàng)建好的電路，按下仿真鍵就好。比如學習數(shù)字電路的時候，在學習脈沖特性時候需要在實驗室做出一個555振蕩電路，需要大量制作時間，如果用事先創(chuàng)建好的情境電路分析，不僅節(jié)約時間，還使學生在比較專注力的時候更好地進入學習狀態(tài)，提高時間利用率。

3.豐富課堂的教學內(nèi)容

把仿真帶到課堂上來，是理論教學和實驗教學的很好的學習工具，比如后面的模擬電路，很多同學對電容的特性還是不甚了解，在仿真電路圖中，分別斷開和接上電容，觀察仿真軟件自帶的示波器的兩種情況的輸出電壓，學生就有了深刻的印象。同時對電容在電路中的作用和電容濾波的工作原理有了疑問，才能更有興趣地去學習。

4.培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力

在教學中進行啟發(fā)式問題的討論，指導學生確定學習的小目標，自主去互聯(lián)網(wǎng)搜集資料，主動對獲取的資料進行歸納和整理、總結(jié)，通過小組協(xié)作的方式展開討論、交流和分享，相互尊重彼此的想法，理解溝通和相互支持相互競爭，通過協(xié)作，學生之間的協(xié)作意識有所提高，促進了學生的相互進步和共同發(fā)展和友誼。

綜上所述，仿真教學是課堂教學有益的補充，利用軟件教學對促進課堂教學的內(nèi)容的表達方式、學生的學習方式、師生之間的互動方式的變革，提出了切實可行的新的教學模式，在師生之間產(chǎn)生了更有針對性的、更民主的交流，師生關系也由主被動變?yōu)楹椭C的平等的關系，可以創(chuàng)建更逼真的、生動的學習情景，可以減少實驗的次數(shù)，從簡單的重復勞動中轉(zhuǎn)向 更新更靈活知識的學習。實踐證明：仿真教學對課堂的引入是電子教學改革非常有益的方式，教學經(jīng)濟、實惠，新鮮，充滿樂趣，具有明顯的教學效果。