李 媛

(商丘師范學院 電子電氣工程學院，河南 商丘 476000)

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Multisim仿真軟件在電子類課程教學改革中的應(yīng)用與實踐

李 媛

(商丘師范學院 電子電氣工程學院，河南 商丘 476000)

針對我院工科專業(yè)專業(yè)課教學中普遍存在的問題，將Multisim仿真軟件引入到課堂教學與實驗教學中，并提出該軟件與各主干課程的有機結(jié)合的指導(dǎo)思想，闡述了以電路課程為起點，在我校電子類專業(yè)教學改革中推行仿真軟件進課堂的教學模式，并對教學方法、教學手段及考核方式進行教學改革，取得了良好效果.

Multisim；仿真；教學改革；電路

0 引 言

我院電子類專業(yè)是我校應(yīng)用型技術(shù)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點專業(yè)之一，如何能夠做到正確轉(zhuǎn)型，如何吸引學生自主學習進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是亟待解決的問題.目前教學中存在的問題：理論課程教學只是對一些脫離實際的電路模型進行各種分析方法的傳授，理論完全脫離實際，導(dǎo)致學生不能主動學習，產(chǎn)生厭學情緒；而實驗教學中普遍存在的問題：(1)實驗儀器有限，不能做到讓學生獨立操作，實驗過程中被動參與，實驗效果不理想，動手能力得不到提高；(2)實驗報告的預(yù)習、數(shù)據(jù)處理、問題思考只是機械的照搬照抄.針對存在的問題，將課程教學環(huán)節(jié)分為三部分：理論教學、仿真教學、實踐教學環(huán)節(jié)，這三部分要環(huán)環(huán)相扣，仿真教學需要與理論和實踐課程進行合適的融合，而不是孤立的存在.經(jīng)過教學改革實踐探索，總結(jié)出以電路為起點，把Multisim仿真軟件循序漸進地貫徹到電類專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)和專業(yè)課程中.

1 Multisim簡介

Multisim是加拿大IIT公司推出的電子線路仿真軟件EWB的升級版，它把電路圖的創(chuàng)建、電路的測試分析和仿真結(jié)果等內(nèi)容集成在一個電路窗口中.Multisim的元件庫提供了數(shù)千種類型的元器件，其中的虛擬元器件可根據(jù)需要任意修改元件參數(shù)，用戶甚至還可以創(chuàng)建新元件.Multisim還提供了眾多的虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、電壓表、電流表、安捷倫儀器等，其功能與實際儀表相同，可以方便地進行電路的仿真測試分析.Multisim的電路功能十分強大，能進行直流工作點分析、交流分析、傅里葉分析、噪聲分析等多種分析[1,2].

2 Multisim仿真軟件與課堂理論教學的融合

電子類專業(yè)所接觸的第一門專業(yè)課是電路分析課程，目前商丘師范學院物理與電氣信息學院所有工科專業(yè)都使用的是高等教育出版社邱關(guān)源的《電路》第5版教材，該教材主要側(cè)重理想電路各種模型的電路分析與求解，沒有涉及實際器件的建模背景和具體的電子元件[3]，這使得學生在學習電路分析方法后無法應(yīng)用到實際的電路中，導(dǎo)致理論和實踐的嚴重脫節(jié)，因此，學生學習的積極性不高.為了解決該問題，在理論課堂引入Multisim軟件，將比較難理解的內(nèi)容與Multisim軟件有機結(jié)合起來，并嚴格按照電路課程章節(jié)的順序設(shè)計具體電路教學案例，參見表1.通過Multisim軟件與理論課程的融合，讓學生在課堂上感受虛擬環(huán)境學習帶來的直觀感，通過課上演示，課下練習的環(huán)節(jié)，學生參與課堂的積極性有所提高，討論的過程不再枯燥，教學效果良好.

表1 電路課程各章節(jié)與Multisim軟件仿真結(jié)合安排表

Multisim仿真軟件與教學融入的過程要注意：在電路課程中引入Multisim軟件仿真要適度，通過對電路的仿真，主要是激發(fā)學生學習興趣和對抽象內(nèi)容的理解，以免過度使用，適得其反[4].編寫一本供學生自學的電子版指導(dǎo)手冊，精選一些實例進行仿真，方便學生自學.比如后續(xù)的專業(yè)課模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、高頻電子線路等專業(yè)課程中[5]，引入Multisim進行案例教學，將復(fù)雜電路通過現(xiàn)場仿真通過虛擬儀器直觀展示給學生，而學生自己也能利用仿真軟件進行簡單的電路設(shè)計，例如：低頻功率放大器、高頻功率放大器、搶答器、數(shù)字時鐘的設(shè)計等，通過仿真修改直到滿足設(shè)計要求后，可以使用Protel軟件進行畫圖制版，做出簡單的實際的小型設(shè)計電路，讓學生能感受到設(shè)計電路的成就感，才會對專業(yè)課學習提高興趣，增強參與課堂學習的主動性.在教學實踐中能充分重視后續(xù)專業(yè)課程老師和高年級學生的反饋意見，及時調(diào)整Multisim與課堂教學的結(jié)合案例.

3 Multiism仿真軟件與實驗教學的融合

3.1 驗證性實驗存在的必要性

電路實驗是學生接觸的第一門專業(yè)實驗課程，由于學生沒有任何的基礎(chǔ)，不能正確識別基本元器件，而我院的電路實驗儀器把元器件嵌入在實驗臺內(nèi)部，也看不到實際器件，不利于實驗的開展.所以必須讓學生首先認識基本的電路元器件、測量儀器，通過測量能夠熟練掌握基本元器件的特性，然后在進行驗證性實驗時才能做到靈活應(yīng)用.而驗證實驗的目的是為了讓學生能夠通過實驗數(shù)據(jù)分析去掌握如何發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)規(guī)律，掌握基本的實驗方法和技能.通過驗證性熟悉實驗測量儀器的正確使用方法，掌握扎實的實驗技能和技巧，也養(yǎng)成良好的實驗習慣，為后續(xù)設(shè)計性實驗的開展奠定基礎(chǔ).

3.2 Multisim仿真輔助實驗分析提高學生學習主動性

受儀器設(shè)備的限制，實驗課程中一些無法實際演示的故障實驗、或者需要高級的實驗儀器才能進行的實驗都可以通過Multisim仿真實現(xiàn)，激發(fā)學生自主學習的興趣.當學生具有一定的實驗動手能力后，可以安排一些設(shè)計性實驗，提高學生的系統(tǒng)設(shè)計能力，引導(dǎo)學生進行創(chuàng)新實踐[6].但是，設(shè)計性實驗難度不要過高，要給出設(shè)計的具體要求，簡單的設(shè)計原理與思路，以讓學生通過查找資料和運用所學知識能夠設(shè)計出來為目的，避免太難打擊學生的積極性.在設(shè)計電路過程中，開放實驗室為學生提供實驗器材和場所，安排專門的實驗室管理人員管理開放實驗室，通過Multisim軟件仿真提前排除故障并合理利用開放實驗室，經(jīng)過教師適當引導(dǎo)，基本能獨立完成設(shè)計實驗任務(wù).

4 教學手段、方法、考核方式的改革實踐

Multisim仿真軟件融入課堂的過程也要注意教學方法改革，教學中采用案例教學、實物教學、仿真教學、網(wǎng)絡(luò)教學相結(jié)合，將新技術(shù)、新方法融入課堂，而將作業(yè)、答疑、討論等環(huán)節(jié)通過新技術(shù)如QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)平臺進行交流，從而解決學生有疑問無法跟老師及時交流的問題，通過信息交流，促進學生對思考題的探索精神.此外教學手段也要改變，在專業(yè)課堂教學中，通過工程實例引入所講的內(nèi)容，將理論聯(lián)系實際工程，激發(fā)學生學習興趣，并采用多媒體和Multisim軟件講解具有動態(tài)過程的知識點并擴充知識面，將傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡(luò)、多媒體有機結(jié)合，提高了教學效果.教學手段和方法的改革必然導(dǎo)致考核方式的改革，以往的考核方式單一，主要以試卷成績考核學習效果，學生積極性不高.改革后考試成績分為2大部分，期末考試50分，平時成績50分，要求完成實際的電路小制作，實現(xiàn)簡單的電路功能，才能得到較高的平時成績；而期末考試主要對電路分析方法進行考查，檢測學生對課程的掌握程度.考核制度的改革引起了學生的高度重視，在平時通過仿真去完成一些有趣的小設(shè)計，更好地掌握扎實的專業(yè)基本技能.

5 結(jié) 語

Multisim仿真軟件在電子類課程教學改革中的應(yīng)用與實踐順應(yīng)我校應(yīng)用性轉(zhuǎn)型發(fā)展的大趨勢，通過仿真教學融入課堂，改變教學方法和手段及考核方式，引導(dǎo)學生在課后能自己去分析更多復(fù)雜的電路，通過對虛擬儀器的熟練使用，提高自身的自學能力，增強解決問題的能力，激發(fā)對所學專業(yè)的興趣，彌補受實驗設(shè)施的限制無法進行一些科學探索的遺憾，提升學生的科學探索樂趣.

[1]常華，袁剛，常敏嘉.仿真軟件教程：Multisim和Matlab[M].北京：清華大學出版社，2006.

[2]熊偉，候傳教.Multisim電路的設(shè)計及其仿真應(yīng)用[M].北京：清華大學出版社，2005.

[3]邱關(guān)源.電路(第5版)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]王馨梅，李芳，候浩錄，等.以電路課程為起點仿真能力三年一貫制培[J].電氣電子教學學報，2014,36(01)：7-8.

[5]周飛紅.應(yīng)用型本科《電路》課程教學改革探討[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013，4(05)：84-85.

[6]楊曉邦，張素妍.電路實驗教學的改革與實踐[J].科技信息，2013，17:205-206.

[7]孫曉艷，黃萍.基于Multisim的電子電路課堂教學[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006,24:142-143.

[8]盧明璽，張淑玲.Multisim仿真軟件在三相交流電路實驗中的應(yīng)用[J].計算機工程應(yīng)用技術(shù)，2010,34(6)：9867-9868.

[責任編輯：徐明忠]

Multisim simulation software in the application and practice of electronic teaching reform

LI Yuan

(School of Electrical and Electronic Engineering, Shangqiu Normal University, Shangqiu 476000, China)

In view of the problem of our engineering specialty course teaching in common problem, Multisim simulation software is used for the classroom teaching and experimental teaching.A kind of method is presented to combine the software and some main courses in the paper, it expounds the circuit as a starting point, and simulation software is applied in the classroom in the teaching reform in our school electrical engineering implementation.In addition, the teaching methods, teaching means and evaluation method for the teaching reform are in progress, and better effect is received.

Multisim;simulation;teaching reform;circuit

2016-07-28；

2016-08-15

商丘師范學院2014年校級教學改革項目(2014jgxm38)“Multisim仿真軟件在電子類課程教學改革中的應(yīng)用與實踐”

李媛(1983—)，女，河南洛陽人，商丘師范學院講師，碩士，主要從事嵌入式技術(shù)的研究.

TP391

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1672-3600(2017)03-0100-03