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（广东省机械高级技工学校,广东 广州 510450）
[摘 要]随着科学技术的高速发展,计算机仿真技术也逐渐发展起来,成为现代工程设计的一种重要方法.当前Multisim电子仿真软件是最常见的一种电子工程设计工具,用它来进行电工电子技术实验,一定程度上改善了实验室仪器、实验室元器件短缺以及不合格等问题.很多高级技工学校将Multisim仿真应用到实验教学中,软件中提供的分析方法能够加深学生对各种概念的理解和应用,使学生熟练掌握电工电子仪器的测量方法,从而更好、更快地掌握教学内容,此外还可以培养学生的创新能力和综合应用能力.近年来,技工学校的电工电子实验课程正在不断改革和探索中,为此对Multisim仿真在技工学校电工电子实验教学中的应用展开了具体的分析.
[关键 词]Multisim仿真技术；电工电子实验；工程设计
[中图分类号]G718.1[文献标志码]A[文章编号]2096-0603（2016）02-0076-02
一、Multisim在电工电子教学中的应用优势
（一）利用Multisim仿真将抽象、烦琐的内容直观地展现出来,降低教学难度,提高课堂教学效率
电工电子课程中,有的概念较抽象,不易理解,或者内容烦琐,不好掌握.往往是教师费尽口舌,学生一知半解,学生由此产生畏难情绪,课堂学习效率不高.如,放大器静、动态分析是典型的较抽象、不易理解的内容.对如何设置工作点,工作点设置得是否合适,设置不合适会引起非线性失真,如何消除非线性失真等问题,用传统的课堂讲解既费时又费力,效果不佳.利用Multisim软件将基本电路进行仿真,可以通过改变偏置电阻,用虚拟示波器将静态工作点与输出波形的因果关系直观地展现在学生的面前.根据输出波形变化,可找到最佳工作点,对放大器输入、输出信号的相位关系、截止失真,饱和失真、动态范围等重要概念也能一一轻松解答.使学生一目了然,既生动又形象.
仿真实验室:VCM仿真实验
(二)利用Multisim仿真将工程实例引入理论课堂,增加感性认识,激发学习热情
电工电子技术课程有关电路的基本概念和基本分析方法理论性很强,学生在学习过程中,只见理论,不见应用,学生对所学内容及应用缺乏感性认识,因此学习中缺乏主动性.如555计数器应用,仅靠理论讲解很难体现它功能强大、使用方便的特点,学生不易掌握.利用Multisim 555定时器的各种应用电路可以动态地演示出来:给555计数器加上不多的电容、电阻等原件就能产生一定频率的信号；接上喇叭和发光器件,就构成了声光报警电路,改变电阻、电容的参数,即可改变音调；稍加改变就可构成各种控制电路等.通过Multisim仿真演示,学生有了一定的感性认识,有了进一步了解的论文范文,在教师讲解、分析555计数器的工作原理及应用时,学生就会集中精力认真听讲,变被动的知识接受者转变为主动的探索者.同理,译码器、计数器等内容的教学也可从实际应用实例演示入手,激发学生的学习主动性,加强理论联系实际,教学效果明显提高.
(三)利用Multisim仿真实现学做统一,锻炼学生综合能力,培养创新意识
理论教学和实验教学是电工电子技术课程的两个重要环节,两者缺一不可.教学中引入Multisim仿真软件就像把试验台、各种元器件搬进教室,随时可在屏幕上搭建所分析的电路,调用仪器,观察特性,验证理论的正确性.寓实验教学于理论教学中,两者不再有时间和空间上的界限,做到学做统一.还可以利用Multisim无损的特点,可任意改变电路参数,分析不同参数时电路呈现的不同特性,培养学生分析问题、解决问题的能力.同时,也有利于增加设计型的实验项目,鼓励学生设计一些实用电路,培养学生的创新意识.
二、Multisim仿真实验教学
Multisim作为电子类相关课程的辅助教学和实训手段,一方面,对基础实验的仿真有助于学生更好地掌握课堂教学内容,对概念、原理的理解有举足轻重的作用；另一方面,在对电路的仿真过程中,可以使学生在进入实验室之前熟悉常见的电子仪器使用方法,在解决仿真过程中出现的问题时,学生的综合分析能力、故障排除能力以及创新能力得到很好的提升.教学过程中,采用“理论教学—计算机仿真—实验环节”的教学模式.“理论教学”指的是课堂上教师讲授的概念、原理等知识；“计算机仿真”指的是学生在Multisim环境下,首先根据实验内容要求,选择合适的元器件进行原理图设计,然后构建虚拟电路模型,并进行仿真及测试得到初步的仿真结果；“实验环节”指的是通过计算机仿真后在实验室的实验箱上搭建相同电路进行调试并观察实际运行结果,最后将虚拟实验仿真结果与硬件实验运行结果进行对比分析.这种实验方式实现了课上课下学习的完美结合,极大地激发了学生的学习热情,实现了自主式学习,同时也大大提高了实验效率.
三、Multisim在电工与电子技术实验教学中的应用
Multisim在电工与电子技术实验教学中的应用示例如下图所示.按图1所示,连接滞回比较器电路,输入信号为正弦波,用示波器观察输入和输出电压波形.其中,输入信号是幅值5 V、频率为1kHz的正弦波信号,示波器A通道接滞回比较器的输入信号,B通道接输出信号,开启仿真开关,打开示波器,得到的输入输出波形如图2所示.由图2可见,输入、输出波形分别为正弦波和矩形波.移动游标可以测得滞回比较器的两个阈值电压值.
总之,我校将Multisim仿真软件应用到电工电子实验教学后取得了非常显著的实验教学效果,教学中通过加强学生的实际操作,既加深了学生对知识的理解和掌握,还提高了学生的学习兴趣,培养了学生的创新能力、实践能力、团队合作意识等.Multisim仿真软件一方面可以不受实验场所和实验设备的限制,充分发挥学生的主观能动性,还为实验室节约了实验成本,是当前高级技工学校电工电子实验教学改革的重要发展方向.
参考文献：
付扬.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].实验室研究与探索,2011（4）:120-122,126.
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仿真实验室引用文献:
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