華厚強

（中國民用航空飛行學(xué)院 四川廣漢 618307）

低頻/模擬電子線路是電子信息類各專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，本校電子信息工程、電氣工程及其自動化和導(dǎo)航工程等專業(yè)均開設(shè)了該課程。課程任務(wù)是使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，使學(xué)生掌握常用器件的特性和參數(shù)，掌握各種放大電路的性能特點、分析方法、工程估算以及培養(yǎng)學(xué)生具有初步實驗?zāi)芰Γ瑸樯钊雽W(xué)習(xí)電子技術(shù)領(lǐng)域知識和專業(yè)課程以及專業(yè)應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。理論性強，概念較為抽象，數(shù)理基礎(chǔ)要求高，其實驗課可以加深和鞏固學(xué)生對課程概念和原理的掌握。它和工程實際結(jié)合緊密，既是考研科目之一，又是機務(wù)學(xué)生考取維修執(zhí)照的重要內(nèi)容。

一、目前存在的問題

本校該課程教學(xué)中目前存在的問題主要有：

1.目前實驗課內(nèi)容僅包含常見模擬電路基本功能練習(xí)內(nèi)容，且實驗大多采用傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ剑趥鹘y(tǒng)的實驗箱完成對相關(guān)數(shù)據(jù)的測量和收集，無軟件仿真平臺，導(dǎo)致測量時間長，機械誤差和人為誤差較大，使理論教學(xué)與實驗不能及時、有效驗證。而且設(shè)備維護成本較高，限制條件多，而借助軟件仿真平臺進行仿真實驗則沒有這方面的限制。

2.低頻/模擬電子線路是一門應(yīng)用很廣的學(xué)科，但目前的教學(xué)大綱很難讓教師和學(xué)生將該門學(xué)科的內(nèi)容應(yīng)用到實踐中去，顯得比較孤立?，F(xiàn)代電路的設(shè)計方法是將硬件設(shè)計和軟件設(shè)計融合起來，采用從上至下的設(shè)計方法。利用EDA軟件工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。

二、PSPICE和Multisim在課程實驗教學(xué)中的應(yīng)用

該課程在本校的前期教學(xué)實踐中，既涉及到低頻/模擬電子線路的基本原理，又涉及到實驗平臺的改進和仿真實驗教學(xué)方法的創(chuàng)新實踐與探索，限于授課時間的限制，如何解決教學(xué)內(nèi)容和課時之間的矛盾，如何讓學(xué)生將電子線路的基本原理理論應(yīng)用于實際問題分析，這些都是需要研究的內(nèi)容。

目前進入我國并具有廣泛影響的EDA軟件是系統(tǒng)設(shè)計輔助類軟件和可編程芯片輔助設(shè)計軟件，包括Protel、PSPICE、Multisim、OrCAD、ISE、modelsim和Matlab等。SPICE是應(yīng)用廣泛的電路設(shè)計軟件，其微機版是PSPICE。它是功能強大的模擬和數(shù)字電路混合仿真EDA軟件，可以進行各種電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形和數(shù)據(jù)輸出，并在同一窗口內(nèi)同時顯示模擬與數(shù)字的仿真結(jié)果。對各種器件和電路進行仿真，都可以得到精確的仿真結(jié)果，并可以自行建立元器件庫。Multisim是以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含電路原理圖的圖形輸入和硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

在本課程教研中將仿真軟件PSPICE和Multisim引入到課程實驗教學(xué)中，只需要一臺計算機，就可以快速進行低頻/模擬和數(shù)字電路混合仿真，更為直觀可靠，大大降低了實驗成本。通過仿真，可以讓學(xué)生直觀地觀測到晦澀難懂的公式推導(dǎo)和理論計算結(jié)果演示，有助于學(xué)生對課程抽象理論的理解和掌握，突出課程重難點，加強學(xué)生對整個課程內(nèi)容的把握，提高學(xué)習(xí)的興趣和積極性，同時進一步強化學(xué)生的實驗動手能力，增強學(xué)生的綜合競爭力，培養(yǎng)出專業(yè)素質(zhì)高又能熟練掌握相關(guān)軟件的復(fù)合型航空維修專業(yè)人才。

另外，在本課程實驗教學(xué)的改革探索中完成了以下工作：①確定本課程所需參考的相關(guān)理論和仿真實驗教材，并確定實驗范圍；②改寫課程教學(xué)大綱，增加仿真實驗部分；③編寫仿真實驗部分教學(xué)教案，制作相應(yīng)的基于PSPICE和Multisim的多媒體電子課件（PPT）；④確定實驗習(xí)題庫，完成相關(guān)實驗步驟編寫，制作實驗指導(dǎo)書；⑤在實際實驗教學(xué)的實踐探索中，對教學(xué)效果不斷總結(jié)經(jīng)驗，反復(fù)探討各個仿真實驗的可行性與實際效果，并不斷改進；完善電子課件和仿真實驗指導(dǎo)書。

三、仿真實驗教學(xué)的應(yīng)用價值

基于EDA仿真軟件PSPICE和Multisim的低頻/模擬電子線路仿真實驗教學(xué)是對本校電子電路實驗的創(chuàng)新實踐與探索，將新技術(shù)、新方法引入實驗環(huán)節(jié)，可以涵蓋EDA在低頻/模擬電子電路中的基本應(yīng)用，有助于學(xué)生對課程抽象理論的理解和掌握，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，讓學(xué)生體會到學(xué)以致用的好處，提高學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生對電子電路現(xiàn)代化分析和設(shè)計工具的應(yīng)用能力，為以后從事機務(wù)或其他相關(guān)工作打下堅實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。同時能引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新實踐，切實提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。

四、結(jié)束語

面向機務(wù)學(xué)生的低頻/模擬電子線路課程仿真實驗的探索，需要對仿真實驗課程的每個教學(xué)環(huán)節(jié)進行重新研究設(shè)定，建立實驗庫。結(jié)合實際教學(xué)的經(jīng)驗，適時合理地修正和完善實驗范圍和內(nèi)容。仿真實驗教研的成果可以在本校的數(shù)字電子技術(shù)和高頻電子線路等課程實驗中全面推廣，將具有較高的教學(xué)價值和實踐價值。通過本課程仿真實驗教學(xué)培養(yǎng)的能力，也可以用在后期的電子課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的專業(yè)學(xué)習(xí)中，或電子設(shè)計競賽等實際應(yīng)用中，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。