Multisim在电子技术课程教学中的应用

张子砚

摘 要 为了克服传统教学方法的种种弊端，本文在分析了电子技术课程间的关联以及教学模式的相似性的基础上，探讨将仿真软件Multisim引入到电子技术课程的课堂教学、实验教学以及项目式教学中。使得电子技术课程教学更加生动直观、有趣，很好地调动了学生的兴趣及学习积极性，提高了教学效果。

关键词 电子技术课程 Multisim 教学效果

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.07.060

The Application of Multisim in the Teaching of

Electronic Technology Courses

ZHANG Ziyan

（School of Electronic & Communication Engineering， Guiyang University， Guiyang， Guizhou 550003）

Abstract In order to overcome the disadvantages of traditional teaching methods， this paper analyzes the relationship between electronic technology courses and the teaching modes. And try to use the simulation software Multisim in the classroom teaching， experimental teaching and project-based teaching of electronic technology courses. Make the teaching of electronic technology courses more vivid， intuitive， and interesting. It has wellinspired interest and learning enthusiasm of students， and improved the teaching effect.

Keywords Electronic Technology Courses； Multisim； teaching effect

0 引言

電路分析、模拟电子线路、数字电路、高频电子线路等电子技术课程是电子信息科学与技术、电子信息工程等电信类专业的专业基础课程。这些课程都具有理论性强，较抽象，实践性强等特点，是学生学好后续专业课程的非常重要的基础课程。而我们传统的教学方式是理论教学加实践教学，由于受空间的限制，理论与实践的结合往往并不及时。另外，实验室的设备大都是箱式的，电路及元件往往是给定的。学生并不能够自由改变参数，所以教学效果往往不尽如人意。而Multisim的引入，恰好能够解决这一问题。该软件是一款具有强大的电路仿真功能的EDA仿真软件，其界面直观，元件库丰富，具有17000多种元件，20多种虚拟仪器及24种电路分析功能。其仿真过程与实际操作相似，将其引入到电子技术课程的教学中，能够有效的提高教学效果，弥补当下教学存在的缺憾。

1 电子技术课程分析

（1）课程间的关联紧密，知识点相互融合。电子技术的各课程都不是孤立的一门课程，与前后续课程间存在着非常紧密的关系。在这一课程体系中，以电路分析为基础，模拟电路以及数字电路从处理信号的方式不同铺开，高频电子线路的难度最大。它们之间交相叠印，相辅相成。如图1所示，这些知识点之间相互渗透，所以在教学中也应相互扶持，且不可各自为政。

（2）各课程的教学模式相似。电路分析基础、模拟电子线路、数字电路和高频电子线路的教学模式相似，都需要理论教学、实验教学和仿真教学。如图2所示，仿真教学主要培养学生能够有一定的电路设计能力和分析能力，深化对理论及实验教学内容的理解。

若各课任老师之间沟通协调，采用相同的教学软件，有助于学生对整个知识体系的掌握，减轻学生在后续课程中的学习负担。而且将同一种软件贯穿与几门课程中，使学生对软件的应用也会更加熟悉，得心应手，对于将来的毕业设计及毕业后从事相关工作也会有一定的帮助，Multisim堪当此重任。

2 Multisim在理论课堂中的应用

传统的理论课堂教学是教师通过板书结合多媒体讲授理论知识。在电子线路的课程中，有许多定理及公式，往往在讲授时学生听起来很吃力，理解不到位。甚至有些学生出现畏难情绪而放弃学习。如果用Multisim软件作为教学辅助工具，教师可以事先设计好电路，并根据需要灵活地改变电路的各种参量，在课堂上向学生演示。引导他们主动学习，授以学生思维方式和方法，帮助学生理解和掌握知识，激发他们的学习兴趣，教学效果也会得到很大的提高。例如我们在讲授二极管的伏安特性以及单向导通性时，传统的方法就是根据教材上提供的伏安特性曲线，结合二极管的结构来讲解，课堂比较乏味。我们可以利用Multisim在上课的过程中通过IV分析仪让学生来观察二极管的正向及反向特性，如图3、图4所示。在此基础上给学生解释这样的特性的物理依据，从而让学生加深理解。在讲到单向导通性时，我们也在课堂上搭接一个由二极管构成的简单回路，通过示波器来观察信号源及二极管上的电量的情况（如图5），再让学生进行讨论。最后结合理论知识做出解释。通过这样的方式使得理论课堂教学不再那么枯燥，教学内容不再晦涩难懂，更好地激发学生的兴趣及讨论的热情，活跃课堂气氛，提高教学效果。

3 Multisim在实践教学中的应用

实验教学是电子技术课程的重要教学环节，无论是哪一门课程，实验教学都占了相当大的比重。通过实验培养学生的动手能力和创新能力。传统的实验室设备可以让学生实地操作，但是也有一些局限性，如元件的参数改变不灵活，电路的调整呆板，学时不够等。Multisim软件的引入就会很好的解决这些问题，可解决内容膨胀与学时减少的矛盾；弥补实物实验参数改变不灵活，不易观察一些现象的缺憾；可扩展实验的深度与广度，让学生进行方案设计—软件仿真—电路设计与制作—系统调试；打破了时间和空间的限制，激发学生学习的自主性，增强分析问题和解决问题的能力；可以让学生掌握一种电路仿真软件，为电路分析设计提供新的分析方法，有利于开展探索型、研究型实验。

例如在RC文氏电桥振荡器实验中，传统的实验室实验，学生接好电路通电后，用示波器去观察波形。由于起振及稳幅的过程非常短，学生在实物实验中观察不到这一过程，很多学生对这一过程不能很好的理解。但是通过Multisim的引入，我们可以让学生在软件上画出电路，如图6所示，并且用软件中的示波器去观察电路地输出波形，看到的波形如图7所示，从图中我们可以很清楚地看到起振及稳幅的过程，刚刚开始的时候信号非常地弱，经过一段时间慢慢变强，但是强到一定的幅度后就稳定下来不再变化。这一波形图很好地弥补了实验室中的不足，能够让学生更好地理解振荡器的工作原理。当然，学生也可以在软件上灵活改变元件的参数，来观察对电路造成的影响，启发更深的思考。

4 Multisim在项目式教学中的应用

由于电子技术课程都是实践性非常强的，所以项目式教学是电子技术课程教学中的一个非常有效的教学手段。所谓项目式教学就是根据学生所学的内容，给学生布置一个任务，让他们2～3人一组去完成，最后写出设计报告。从而提高学生的综合实践能力和创新能力。如在电子技术课程中学完交流电路的相量法后可以让学生设计一个移相器或电容电感测量仪，在数字电路中可以让学生设计八人抢答器、药片装瓶系统等。电子技术课程中的每一部分都可以布置相应的小项目。而这些项目要制作实物，由于受到场地、元器件等的限制，很难实现。但是如果用Multisim来完成就比较容易，学生在软件上设计仿真，能够看到所设计的电路的基本性能，还可以灵活调整元件参数，让所设计的电路达到所要求的技术指标。很好的弥补了实物制作的缺憾。如低年级的学生在学习电路分析的过程中去设计一个移相器，完成90度的相移。如图8、9所示，利用RC电路来完成，通过双踪示波器来观察输入输出的波形，可以看到输出与输入相比有个90度的相移。

5 结论

电子技术课程的教学方法及手段的提高是一个不断探索的过程，通过仿真软件Multisim在课堂教学、实验教学和项目式教学等环节中的引入，能够使抽象问题变得直观、生动，能够给学生更多的观察电路、设计电路的机会。这能够更好地激发学生的兴趣以及学习的热情，提高學生的综合实践能力，增强学生的创新意识，能够有效提升课程教学效果。

项目基金：贵州省教育厅教改项目：课程群知识体系融合视角下《电路分析基础》的教学改革（2017024510204）

参考文献

[1] 白菊容.Multisim在电路分析系列课程教改中的应用.西安邮电学院学报，2011（16）.

[2] 付杨.Multisim仿真在电工电子实验中的应用.实验室研究与探索，2011.4（30）.

[3] 张志友.Multisim在电工电子课程教学中典型应用.实验技术与管理，2012.4（29）.

[4] 袁丽平.Multisim在电子新路实验教学中的应用.自动化技术，2009.17.