電子仿真技術在課程群建設中的應用

摘 要：隨著科學技術的飛速發(fā)展，電子仿真技術作為一種新的技術手段逐漸被人們重視，將電子仿真技術應用于計算機類課程教學過程中，其優(yōu)越性已日益明顯。根據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)的要求，應用電子技術課程群分為專業(yè)基礎課和專業(yè)能力課。本文提出將電子仿真技術應用貫穿于整個應用電子技術課程群的教學中，這樣能大大激發(fā)學生的學習興趣，強化學生的專業(yè)技能，達到提高教學效果的目的。

關鍵詞：電子仿真技術，課程群，課程建設

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A

一、概述

1.電子仿真技術

目前，應用于應用電子技術專業(yè)課程方面的仿真軟件比較多，如Pspice、Multisim（EWB）、EDA、MATLAB等。利用計算機和多媒體技術來搭建虛擬的操作平臺，可以達到非常真實的效果，因此，其在現(xiàn)代信息化的課程教學過程中得到了廣泛應用。

Multisim是Interactive Image Technologies（IIT）公司在20世紀末推出的一種電路仿真軟件，其軟件界面形象直觀，操作方便，易學易用，學生可以在較短時間內(nèi)掌握方法。

Multisim廣泛應用于電子類相關課程的理論和實驗教學中，其最早的版本為EWB5.12，該版本對一般的電工學實驗可以通過仿真來實現(xiàn)；其最新版本為Multisim 12，目前普遍使用的是Multisim V8，它的功能更加強大，不僅能夠在最基礎的課程如電工學、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、高頻電子技術等這些職業(yè)基礎課程中進行仿真分析，而且也能在很多其他職業(yè)能力課程如電子設計自動化、電子產(chǎn)品設計與開發(fā)、電氣設備原理與檢修、畢業(yè)設計等多門課程中進行仿真分析，為學生的學習和老師的教學帶來非常直觀的視覺效果。

另外，相對于其他EDA 軟件， Multisim V8更加形象和直觀，而且，它能進行模數(shù)混合電路的仿真，幾乎能夠百分之百地仿真出真實電路的效果，給廣大電子電路學習者提供了方便。

2.應用電子技術課程群

根據(jù)應用電子技術專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，即面向電子行業(yè)生產(chǎn)、建設、管理、服務一線，培養(yǎng)擁護黨的基本路線，德、智、體、美等方面全面發(fā)展的，能勝任電子及信息工程領域的安裝、調(diào)試、維修、管理、營銷及一般電子產(chǎn)品設計與開發(fā)等崗位的高素質(zhì)技術技能型專門人才。

我們將專業(yè)基礎課中的電工應用技術、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、高頻電子技術和專業(yè)能力課中的電子設計自動化、單片機原理與設計、電子產(chǎn)品設計與開發(fā)、電氣設備原理與檢修、畢業(yè)設計這九門課程歸納為一個應用電子技術課程群。在建設應用電子技術課程群的過程中，將現(xiàn)代化的電子設計自動化技術引入到傳統(tǒng)的課堂理論教學和實踐教學環(huán)節(jié)，再輔以教學方法模式的革新，提高學生的電子技術綜合設計與實踐工程應用能力。

在教學過程中引入Multisim等仿真軟件，使學生在學習硬件的同時，學會用仿真軟件驗證相關原理及電路，從而豐富教學內(nèi)容，更新課程的教學思路，提高課程的實踐性與應用性。將學生置身于一個“提出問題—解決問題—實踐驗證”的情境之中，使教學方式由“知識傳授”向“發(fā)現(xiàn)知識和知識創(chuàng)造型”轉(zhuǎn)變，大大提高了學生的興趣和學習的積極性。

二、電子仿真技術在專業(yè)基礎課數(shù)字電子技術中的應用

在數(shù)字電子技術的課程教學過程中，數(shù)字電路最常用的三種表達方式分別是真值表、邏輯電路圖、邏輯函數(shù)表達式，這三種表達方式也是這門課程中的重點內(nèi)容，要求學生必須掌握它們之間的相互轉(zhuǎn)換。對初學者來說，這也是一個難點。如果將Multisim仿真軟件應用其中，可以起到很好的學習效果。

首先，Multisim仿真軟件的儀表欄中就提供了一種虛擬的儀器儀表——邏輯轉(zhuǎn)換器，它能夠?qū)崿F(xiàn)一個數(shù)字電路的邏輯電路圖、對應的真值表、邏輯函數(shù)表達式三者的相互轉(zhuǎn)換，這給初學者提供了一個非常直觀、形象的演示效果。如下圖1所示，用邏輯轉(zhuǎn)換器分析電路的真值表、邏輯表達式（最小項表達式及最簡表達式）。

雙擊邏輯轉(zhuǎn)換器并選擇好，輸入變量A，B，C，再按下第一個轉(zhuǎn)換按鈕，就可以得到如圖2所示的對應電路的真值表；再按下第二個轉(zhuǎn)換按鈕，就可以得到如下圖3（a）所示的最小項表達式；再按下第三個轉(zhuǎn)換按鈕，就可以得到如下圖3（b）所示的最簡表達式，表達式都位于最底下的一行。

在數(shù)字電子技術的課程教學過程中引入Multisim等仿真軟件，不僅讓學生學會了某種仿真軟件，豐富了教學內(nèi)容，更重要的是提高了學生的學習興趣，簡化了學習任務的難度，讓學生更容易接受和理解；而且，也可以幫助學生檢驗課后的練習和作業(yè)題是否正確，大大提高了課程的實踐性與應用性。

三、電子仿真技術在專業(yè)能力課電子產(chǎn)品設計與開發(fā)中的應用

電子產(chǎn)品設計與開發(fā)是一門綜合性和實踐性很強的課程，對學生以前所學知識有更高的要求。但是，這門課程對于學生進行畢業(yè)設計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用，所以，這門課程采取虛擬和實踐相結(jié)合的方式，非常實用。

在小型電子產(chǎn)品設計的初期，先用Multisim仿真軟件進行分析和設計，設計好合適的思路，選取好合適的元件和參數(shù)，并且在仿真軟件上調(diào)試出較好的實驗現(xiàn)象以后再進行實物制作，這樣不僅大大節(jié)約了實訓耗材，更重要的是可以讓學生大膽地嘗試電路設計，不用擔心安全事故的發(fā)生，學生進行設計和探索的積極性也會大大提高。

例如，如果設計一個如圖4所示的流水燈電路，學生在設計電路的過程中，會碰到各種各樣的問題。比如有的學生設計的電路發(fā)光二極管不亮，有的學生設計的發(fā)光二極管間隔等待的時間過長，等等。學生碰到這些問題時，肯定就會著力想找出自己電路的故障原因。通過仿真軟件來查找原因會比較安全，而且也比較方便，不需要拆掉實物，這對電路學習者來說，提供了很大的方便。例如，如果將圖4中的RP1調(diào)為90%，流水燈很快就亮了。當看到這些不同現(xiàn)象的時候，學生自然就會思考原因了，這種變被動為主動的教學方法，大大提高了教學效果。

通過這種學生自主嘗試的學習方式，不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性，更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設計，大大提高了學習的效果，也避免了大量的實訓耗材的浪費。

四、結(jié)語

從應用電子技術課程群中選取其中幾門課程的應用實例可以看出 ，將電子仿真技術應用于課程群的教學過程中，通過電子儀器儀表進行虛擬實驗是非常方便、直觀和形象的，對課程群各門課程的教學很有用。同時，老師們也可以應用如電子仿真技術這些先進的信息技術進行科學研究，這對提高老師們的科研能力和科研水平起著非常重要的作用。總之，將現(xiàn)代化的信息技術和手段應用于現(xiàn)代職業(yè)教育的教學和科研工作中，是順應時代發(fā)展的需求，能夠達到教學相長的教學目的。

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