Multisim仿真软件在电工电子基础课教学中的应用

王绍伟

在多年从事技校的电工电子专业的教学过程中，面对的学生们的基础理论知识普遍不高。很多时候花费很多时间去讲解理论，却往往得不到预想的效果。如何提高教学质量、提升课堂效率，是摆在我们职业教育工作者面前的一个重要的教学难题。

随着社会不断发展，计算机在学习、生活和工作中的应用越来越多。学生们对计算机的兴趣越来越浓。我们可以借助计算机电子仿真软件来丰富教学内容，结合传统的电子技术课程设计教学，在电子技术课程设计中引入Multisim仿真软件，可以引导学生进行复杂电子线路设计和实验，有利于提高学习效率，同时对传统课程设计教学的不足起到一定的补充作用。随着电子技术的快速发展，新器件、新电路不断涌现，现有实验室的条件已无法满足各种电路的设计和调试要求，在一定程度上影响了电子技术课程设计的教学效果，也影响了学生的创新能力。在电子技术课程设计中引入Multisim仿真软件就可以很好的解决这一问题。

一、Multisim的简介

Multisim软件是一款用于电路设计和仿真的EDA工具软件，其界面直观，操作方便，元器件和仪器的图形与实物外形十分接近，且仪器的操作开关、按键也与实物极为相似。它有所见即所得的设计环境；互动式的仿真界面；动态显示元件；具有3D效果的仿真电路；虚拟仪表；分析功能与图形显示窗口等等。Multisim适用于模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、单片机技术、PLC等电类课程。

二、Multisim软件在教学中的应用

1.形象直观，提升课堂效率

在电工电子的基础课程中，可以要求学生对章节中的电路图在multisim软件中进行绘制，并进行仿真运行。可以促进学生对章节中概念和公式的理解，而且还可以仿真一些在现实中不能实现的实验。

例如在讲解欧姆定律时，可以通过multisim软件对欧姆定律进行验证。同时知道电流表和电压表的正确连接方法，以及电路在发生短路和断路时的电路特点。

正确的连接方法是电流表串联在电路中，电压表并联在电阻的两端。而且正负极要对应电源的正负极。

如果电流表和电压表的正负极接反，在实际测量的时候指针会反偏，在仿真时也会发现电流表和电压表的示数为负。如果将电压表串联在电路中使用，则电路会处于断路状态而不工作。而单独把电流表并联在电阻两端，电路则处于短路状态，电路中的电流很大，不但会烧毁电源，还可能引起火灾。在仿真软件中，则可避免危险出现。

2.仿真演习，突破教学难点

在电工基础课程中，不乏一些抽象的原理、概念和公式。可利用multisim软件进行仿真演示，将难以理解的原理及概念直观化。

例如在《电工基础》中有关正弦交流电的教学，传统教法是：教师先对交流电的定义进行解释，然后利用电磁感应现象解释矩形线圈在磁场中的转动如何产生按正弦规律做周期性变化的电流、电压和电动势，推导出公式。而后再对公式里的振幅、周期、频率、角频率、有效值、相位和相位差等物理量进行一一的解释。这样的讲解往往是费尽口舌，可学生却依然是一头雾水，难以理解记忆。为了突破这一难题，笔者就利用multisim软件，搭建用示波器观察交流信号源参数的仿真电路。可以模拟出各种不同参数的交流信号源，在模拟示波器里进行显示，再对不同参数的波形进行讲解，让本来抽象的定义更容易的形象化的展示在学生面前，促进他们的理解记忆。

3.节省资源,突破硬件条件制约

一些学校因受硬件条件限制，电类专业的实习课题和时间安排往往达不到规定的要求，不利于学生实践能力的提高。而仿真软件的应用，恰恰可以弥补这一方面的不足。Multisim软件界面直观，操作方便，元器件和仪器的图形与实物外形十分接近，且仪器的操作开关、按键也与实物极为相似。它具有非常完备的元器件库，又提供了非常齐全的仿真与分析功能（其中包括二十多个分析命令）。

在实训教学过程中，可以开设一定比例的模拟仿真训练，安排学生先进行multisim模拟预演，在理解实验原理的基础上再安排实物实训。就可以事先发现并解决掉一部分问题，即节省时间，又避免实物实训过程中元器件损耗大和实验仪器容易损坏的问题。而且有些实验需要消耗昂贵的元器件，我们就可采用multisim软件进行模拟训练。这样即可获得实验预期的效果，又可节省实验资源成本。

4.培养兴趣，提高学生创新能力

兴趣是最好的老师。在电子技术课程教学中，笔者常应用仿真技术巧妙精彩地导入要讲的内容，以激发学生的求知欲。在课余积极指导学生，利用multisim进行电工电路应用以及设计的仿真训练，促进学生深入的学习，激发他们的创新意识，提高了学生的电路设计水平。笔者曾经在课余指导学生应用multisim软件完成“用于晶体管收音机的功放电路”“交通信号灯”和“万年历”等综合性课题的仿真设计。最后动手制作实物，每完成一件设计，学生的电路设计水平就有明显的提高，而且非常有成就感。

三、实施效果及思考

Multisim仿真软件在电工电子教学过程中的应用，可以很好地解决很多学校由于电工电子实验教学设备不足而导致学生理解难和动手少的问题，还能激发学生学习电子电路设计的兴趣，培养了学生动手动脑设计电路的能力，更锻炼了创新思维。使得我们的教学工作取得很好的效果。

总而言之，相对于传统教学方式，使用multisim仿真软件进行辅助教学，具有很大的优越性。仿真教学虽然不能完全取代真实的传统教学和实训，但只要我们充分利用仿真教学的特点，就一定可以提高我们的工作效率，节省教学资源成本，使学生的学习兴趣和学习积极性大大提高，变被动学习为主动学习，提高学习效果。为社会培养出高素质的电工电子技能人才。