Multisim电路仿真在高职电子技术教学中的实践探究

王海波，孙桂良

(宿州职业技术学院机电工程系，安徽 宿州 234101)

1 当前高职电子技术课程教学及实验实训中存在的问题

我国高等职业教育的人才培养目标定位是培养市场需要的在一线工作的高级技术应用性人才，并要求高职高专的毕业生掌握必备的基础理论知识，强调应用性技能的培养［1］．但由于教学条件和学生能力水平等因素，高职院校《电子技术》课程理论教学和实践教学存有诸多问题，一定程度上影响教学质量的提高．

1．1 课堂教学传统化，课堂学习兴趣不足

目前，高职院校传统课堂教学是普遍存在的现象．教师把一些抽象、理论性很强的知识传授给学生，复杂的理论知识及传统讲授方式使得学生对电子技术知识望而却步．学生在课堂上没有兴趣主动学习．尽管在课堂上掌握了一点电路原理等知识，但对所学的电子电路知识理解不深，从而产生厌学情绪，丧失了学习《电子技术》课程的兴趣．

1．2 实验教学模式化，分析、解决问题及创新能力受限

我们现在高职高专的电子实验课普遍存在着口头说教或者机械重复模仿操作的现象，实验课逐渐演变成搭线课．只要实验仪器正常及搭线正确就能得出结果，而且所有同学的结果基本一致．这样的实验模式下，学生无法有效地锻炼自己的分析问题和解决问题的能力．

1．3 环境、仪器本身干扰，对结果的认识产生负面影响

由于我们的实物仪器受到外部环境影响，或本身内部出现了问题，往往会造成实验结果出不来或者产生一个错误的结果，这样对初次学习电路知识的同学产生一些负面的认识［2］．

1．4 招生规模扩大，实验实训设备不足

随着高职高专招生规模的不断扩大，学生也有了成倍的增长，作为理工科基础的电子技术课程学习者剧增，原有的实验设备和实习场地已经无法满足现在实践教学的要求，加之实习实训设备陈旧、实训消耗材料的经费增加等问题，严重制约了电子技术实训课教学的发展．

2 Multisim软件仿真在理论教学及实验实训中的应用

2．1 Multisim电子电路仿真软件简介

Multisim是电子电路仿真软件．该软件前身是加拿大Interactive Image Technologies(IIT)公司于80年代末、90年代初推出的Multisim，即电子工作平台．随后美国IIT公司对Multisim进行了较大的变动，2001年推出系列化软件Multisim2001，随后逐步升级到 Multisim7．0［3］，现在最新版本为Multisim11．0，是一个优秀的电子技术设计、仿真工具．

2．2 Multisim电子电路仿真教学实践

为了验证Multisim仿真在教学实践中的作用，在《电子技术》课程上实施了对比化教学，实验班实施多媒体Multisim仿真引导教学+机房仿真实训+实体设备实验实训，普通班实行的是常规化理论教学+实体设备实验实训．在实验班学习过程中，首先从研究每个元器件使用及特性分析到课程涉及电路的电路分析及功能研究都尽可能使用Multisim软件进行仿真引导讲解，然后训练同学使用Multisim软件设计仿真探讨稍微深一层次问题进行理论巩固，最后利用实体实验设备进行技能训练．例如，在讲授红绿灯出现故障报警电路设计的时候，我们首先利用计算机模拟真实实验室的工作台，让学生观察实验结果如图1所示，通过演示让同学对课堂教学充满兴趣．

图1 计算机模拟实验室的工作台实验结果观察

在演示的同时提出问题：这个电路是怎么设计出来的?学生带着问题听老师分析电路设计步骤，然后让各位同学小试牛刀通过分析的设计步骤也去设计实现同样功能的电路，并通过Multisim软件去验证设计的电路对否，接着适时提出一个问题：怎样设计举重比赛裁决电路．最后要求大家利用实体实验设备和耗材做出一个举重判决电路．这样采用多媒体Multisim仿真引导教学+机房仿真实训+实体设备实验实训取得很好的教学效果．普通班使用同样课时采用常规的详细讲授法进行教学后直接进行实体设备实验实训．经过一个学期的对比化教学发现利用：Multisim仿真教学比常规化教学具有诸多明显优点．

3 Multisim电路仿真在电子技术教学中的作用分析

在经过一学期的对比化教学后，普通班与实施Multisim电路仿真教学的实验班接受了实训考核和相同试卷的期末考试，经过问卷调查及实验实训考核和期末考试结果，如图2和图3所示．

通过图表可知，在《电子技术》教学中推行Multisim电路仿真有效地解决了现行《电子技术》课程教学中存在的问题，在有效地补充实验实训设备不足和促进初学者的正面影响的同时，使《电子技术》课程从理论教学到实验实践教学都充满了创造性、趣味性，有效地激发了学生的学习兴趣，促进理论知识的掌握和实践技能的获取．

图2 实验班与普通班Multisim电路仿真教学问卷调查统计

图3 实验班Multisim电路仿真教学效果图

3．1 课堂教学方法改革，激发学习兴趣

利用多媒体进行教学，采用Multisim进行课堂内容的仿真，让同学直观地学习理论文化知识，激发学生的求知欲．马克思主义哲学谈到意识的作用时讲到，意识具有目的性、创造性，指导实践改变世界及控制人体生理活动．列宁对意识的理解是意识中形成新的观念世界，然后通过实践，把观念世界变为现实世界．所以只有我们的同学有了搞懂为什么的意识，意识才能指导其勇于探索，从而充分发挥自主学习的主观能动性以促进对所学内容的理解，同时当同学理解以后在内心有一种成功的喜悦，进而促进其高效、充满兴趣地主动学习．

3．2 有助于突破实验教学常规模式，提高学生分析和解决问题的能力以及创新能力

高等职业教育的人才培养目标定位是培养市场需要的在一线工作的高级技术应用型人才，强调应用性技能的培养，因此实验实训教学尤为重要．高职高专学生在《电子技术》课程实训时一般是若干人一组在有限的时间里完成特定任务，时间紧任务重，使大家手忙脚乱地忙着搭线测出实验结果，不能进行深入的实验研究．而Multisim提供了强大的元件库及虚拟仪器，同学在实验中可以快速地实验，在实验中出现问题后可以方便地使用虚拟仪器去排除故障，即使时间不够也可以把实验带到课外甚至是寝室进行深入的研究，这样可以提高学生分析和解决问题的能力以及创新能力．

3．3 消除环境、仪器本身干扰，实现实验结果的正面影响

电磁辐射及温度、光照、湿度等外部环境对实体设备的电子元器件会产生重要影响，使电子元器件的性能参数发生变化，电子仪器长时间工作对元器件也是一种损耗．另外，仪器本身一般也存在系统误差，这样对于实体设备来说一系列的误差往往会造成实验结果出不来或者产生一个错误的结果，对于首次学习电子课程的学生来说会产生很大的负面影响．但Multisim是一个虚拟的实验软件，实现的是虚拟实验电路、设备的应用．这种设备的形成主要依据的是软件程序，软件程序是不受外部环境影响的，同理，这种虚拟设备同样不受外部环境和系统误差的影响．因此，实现的虚拟实验总是正确的，这样便可消除负面影响，对电子技术课程学习者来说实现了实验结果的正面影响．

3．4 Multisim虚拟仿真实验是对电子技术实体实验实训的有效补充

高等职业教育培养的毕业生是市场需要的在一线工作的高级技术应用型人才，也是与实际社会生产密切联系的一群技术员．高职教育要将与未来职业岗位相关的新技术、新工艺、新材料、新设备等引入实践教学［4］．由于有些实验设备昂贵，特别是较为先进的实验设备，许多学校资金不足难以购买，造成高等职业院校的实训设备与实际社会生产设备的脱节、不匹配．一台装有Multisim软件的计算机就是一套性能优良、功能强大、价格低廉的电子电路实验室［5］．利用Multisim作为课程设计实物制作前的设计分析工具，能充分发挥学生的主观能动性和创造性，使高等职业院校的实训设备与实际生产设备相匹配，并达到用高新、先进的实用技术培养、训练学生的目的．

4 结语

在高职院校《电子技术》课程教学中，基于Multisim的虚拟仿真实验系统有利于促进教师改进教学方法，激发学生的学习兴趣，提高教学效果;有利于提高学生分析和解决问题的能力，在学生自身能力基础上有效发挥其主观能动性，开发学生的创造潜力;有利于高等职业院校的实训设备与实际生产设备的匹配，达到用先进、高新、超前的实用技术培养和训练学生的目的．但需要强调的是，Multisim只是电子课程教学实验实训的补充，绝不能代替实体实验实训教学．

［1］张云凡．《电子技术》虚拟实验系统运用的初步研究［D］．扬州：扬州大学，2010．

［2］于枫，张建新，王秀成．电子系统仿真分析教程［M］．北京：科学出版社，2004．

［3］孙晓燕．基于Multisim虚拟仿真软件在数字电子技术教学中的应用［J］．装备制导技术，2007(11)：152-154．

［4］阎石．数字电子技术基础［M］．北京：人民邮电出版社，2001．

［5］王任平．Multisim2001软件在电子电路中的应用［J］．计算机仿真，2003，20(12)：133-135．