實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在引導(dǎo)學(xué)生探索創(chuàng)新，它是理論教學(xué)的補(bǔ)充、擴(kuò)展和深化，是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。長期以來，高中電學(xué)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上存在問題，基本采取“保姆式”的辦法，在固定時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求，在教師的指導(dǎo)下按照統(tǒng)一的辦法、既定的儀器條件進(jìn)行操作，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。近年來，筆者嘗試在高中勞動(dòng)技術(shù)課《電子技術(shù)》和物理電學(xué)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim2003進(jìn)行教學(xué)，使每位學(xué)生都能親自動(dòng)手接觸電路，邊連線、邊測(cè)試、邊分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，取得了良好的教學(xué)效果。
　　
　　一、認(rèn)識(shí)Multisim2003
　　
　　Multisim2003是加拿大Interactive Image Technologies公司EWB軟件的最新版本，是專門用于電子線路仿真和設(shè)計(jì)的工具軟件，在加拿大和美國，已有85%的大學(xué)及中學(xué)把Multisim2003當(dāng)做電子學(xué)課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的輔助手段，在國內(nèi)也得到很好的推廣和使用。軟件界面如圖1所示。
　　
　　Multisim2003將原理圖的創(chuàng)建、電路的測(cè)試分析和結(jié)果的圖表顯示等全部集成到同一個(gè)電路窗口中，整個(gè)操作界面就像一個(gè)實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，易學(xué)易用。其巨大的元件數(shù)據(jù)庫、強(qiáng)大的虛擬儀器功能、電路原理圖編輯功能、完整的模擬/數(shù)字混合仿真和強(qiáng)大的分析功能能與一般的電子實(shí)驗(yàn)室相媲美。
　　
　　二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim2003的方法和實(shí)例
　　
　　1．實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim2003的方法
　　在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，用Multisim2003進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程非常接近實(shí)際操作的效果，且各元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，不會(huì)像實(shí)際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件及印刷電路板，使電路調(diào)試變得快捷方便。圖2是用Multisim2003軟件仿真電路的教學(xué)進(jìn)程，根據(jù)所學(xué)電路的原理圖，用Multisim2003繪制電路原理圖，然后使用它提供的許多虛擬儀器對(duì)電路進(jìn)行仿真分析，也可使用Multisim2003的分析菜單中的命令對(duì)電路進(jìn)行更全面詳盡的分析。
　　
　　2．實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim2003的內(nèi)容
　　以二極管特性測(cè)試電路為例，簡略介紹Multisim仿真過程。
　?。?）工作原理
　　圖3為二極管特性測(cè)試電路。當(dāng)輸入電壓大于0.7V時(shí)，二極管開始逐漸導(dǎo)通，電阻兩端電壓隨輸入電壓的增大而增大；當(dāng)輸入電壓小于0.7V時(shí)，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，電路中沒有電流通過，輸出電壓為0；當(dāng)輸入電壓小于0并小到一定程度時(shí)，二極管反向擊穿，這時(shí)輸出電阻上的電壓隨輸入電壓的增大而增大。這個(gè)工作在Multisim2003環(huán)境下能輕而易舉地實(shí)現(xiàn)。
　?。?）編輯電路原理圖
　　①建立電路文件
　　若從啟動(dòng)Multisim2003系統(tǒng)開始，則在Multisim2003基本界面上總會(huì)自動(dòng)打開一個(gè)空白的電路文件，系統(tǒng)自動(dòng)命名為Circuit1，可以在保存電路文件時(shí)再重新命名。
　?、谠O(shè)計(jì)電路界面
　　Multisim2003的電路界面就像實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)的工作臺(tái)面，在針對(duì)某個(gè)具體文件時(shí)我們應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)一個(gè)富有個(gè)性的電路界面，這可以通過菜單View的各個(gè)命令，或Options/Preferences對(duì)話框中的若干個(gè)選項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)。如元件箱設(shè)置，在Preferences對(duì)話框的Component Bin選項(xiàng)卡中選Symbol standard區(qū)內(nèi)的DIN項(xiàng)。Multisim共提供了兩種元件符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，其中ANSI是美國標(biāo)準(zhǔn)（），DIN是歐洲標(biāo)準(zhǔn)（），DIN與我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)非常相近，正常選它。
　?、墼姆胖煤驼{(diào)整
　　第一步：元件的選取。首先單擊元件工具欄相應(yīng)的按鈕，然后在彈出的對(duì)應(yīng)元件類元件箱中選擇相應(yīng)的器件。圖4所示為1Ω(1.0ohm)的電阻選擇的過程。
　　
　　
　　第二步：元件的放置。在進(jìn)行了上面的選擇后，鼠標(biāo)指針上加了元件符號(hào)的形狀與光標(biāo)一起移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到希望放置元件的地方單擊鼠標(biāo)，元件就放在相應(yīng)的位置，如圖5所示。
　　
　　第三步：元件的調(diào)整。位置的調(diào)整如元件的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、刪除等，可通過在需要操作的元件上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇快捷菜單上相應(yīng)的命令完成或者用Edit編輯菜單完成。如虛擬元件參數(shù)的調(diào)整，只需用鼠標(biāo)雙擊需要修改參數(shù)的元件，在彈出的對(duì)話框中直接改其參數(shù)即可。真實(shí)元件參數(shù)的調(diào)整，在真實(shí)元件上雙擊鼠標(biāo)后，在彈出的對(duì)話框中，選擇“Replace”（更換）和“Edit Model”（編輯模型）來進(jìn)行修改。
　　④連接線路
　　將鼠標(biāo)指向第一個(gè)元件的引腳，鼠標(biāo)指針呈十字形，單擊鼠標(biāo)左鍵，導(dǎo)線隨鼠標(biāo)移動(dòng)而移動(dòng)，當(dāng)連線需要拐彎時(shí)，單擊鼠標(biāo)左鍵，到達(dá)第二個(gè)元件對(duì)應(yīng)引腳時(shí)單擊鼠標(biāo)左鍵，導(dǎo)線就連接好了。
　?。?）仿真過程
　　將圖3所示輸入直流電壓源改為交流電壓源，并在二極管兩端添加一個(gè)示波器，如圖6所示。雙擊電路窗口中的示波器圖標(biāo)，即可開啟示波器面板。啟動(dòng)電路窗口右上角的電路仿真開關(guān)，示波器屏幕上將產(chǎn)生輸入輸出兩個(gè)波形。為了看到清晰的波形，需適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器界面上的時(shí)基和A、B通道中的Scale值，用示波器觀察輸入和輸出的波形（圖7）。
　　
　　
　　按照下表中的要求調(diào)整圖3輸入電壓V1，測(cè)量電路中電阻兩端的電壓和電路的工作電流，添加一數(shù)字式萬用表與電阻并聯(lián)，再添加一數(shù)字式萬用表串聯(lián)在電路中，分別雙擊電路窗口中兩個(gè)數(shù)字式萬用表圖標(biāo)。啟動(dòng)電路窗口右上角的電路仿真開關(guān)，記錄測(cè)量結(jié)果如下。
　　
　　
　?。?）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及總結(jié)
　　從圖7所示的二極管單向?qū)щ姷牟ㄐ慰梢钥闯?，?dāng)一個(gè)正弦波加在電路中時(shí)，正半周導(dǎo)通，負(fù)半周截止。這種電路廣泛使用在交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的場(chǎng)合，如直流穩(wěn)壓電源。
　　從仿真過程的測(cè)量數(shù)據(jù)可以觀察到二極管正向且電壓大于0.6V時(shí)，二極管開始導(dǎo)通，且電流隨電壓的增大而增大；當(dāng)二極管反向工作時(shí)，電壓較小時(shí)沒有電流通過，當(dāng)電壓大到一定的程度時(shí)，二極管開始有電流流過，這時(shí)的電壓為二極管的反向擊穿電壓，從表1中測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出圖3所示電路中的二極管IN4001的反向擊穿電壓為53V左右。
　　從以上這個(gè)例子的仿真設(shè)計(jì)過程可以看出，在Multisim的環(huán)境下進(jìn)行電路的仿真實(shí)驗(yàn)，不僅與在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下做的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有許多相同的地方，而且更方便快捷，其仿真結(jié)果是對(duì)實(shí)際電路設(shè)計(jì)一種很好的參考。
　　
　　三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim2003的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　1.有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。用Multisim2003進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，直觀性、可操作性、趣味性強(qiáng)，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，從“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。
　　2.有利于不同層次的學(xué)生發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)。Multisim 2003為學(xué)生提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)器具完備的綜合性電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)不消耗器材、所需器材種類和數(shù)量不受限制，學(xué)生就能更大膽地去嘗試、去實(shí)驗(yàn)，這樣差的學(xué)生“吃得了”，好的學(xué)生也“吃得飽”。
　　3.有利于加強(qiáng)素質(zhì)教育。傳統(tǒng)的電學(xué)類課程教學(xué)方式單一，場(chǎng)地是教室和實(shí)驗(yàn)室兩處交叉進(jìn)行，現(xiàn)在場(chǎng)地是教室、機(jī)房和實(shí)驗(yàn)室三處交叉進(jìn)行，豐富了課堂教學(xué)，Multisim2003形象、直觀、高效、方便的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)大的電路繪圖和仿真分析功能，為學(xué)生自主探究能力的培養(yǎng)提供了完備的條件。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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　　（作者單位：江蘇江都中學(xué)）