Multisim在電子技術課程教學中的應用

張子硯

摘 要 為了克服傳統教學方法的種種弊端，本文在分析了電子技術課程間的關聯以及教學模式的相似性的基礎上，探討將仿真軟件Multisim引入到電子技術課程的課堂教學、實驗教學以及項目式教學中。使得電子技術課程教學更加生動直觀、有趣，很好地調動了學生的興趣及學習積極性，提高了教學效果。

關鍵詞 電子技術課程 Multisim 教學效果

中圖分類號：G424 文獻標識碼：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、模擬電子線路、數字電路、高頻電子線路等電子技術課程是電子信息科學與技術、電子信息工程等電信類專業的專業基礎課程。這些課程都具有理論性強，較抽象，實踐性強等特點，是學生學好后續專業課程的非常重要的基礎課程。而我們傳統的教學方式是理論教學加實踐教學，由于受空間的限制，理論與實踐的結合往往并不及時。另外，實驗室的設備大都是箱式的，電路及元件往往是給定的。學生并不能夠自由改變參數，所以教學效果往往不盡如人意。而Multisim的引入，恰好能夠解決這一問題。該軟件是一款具有強大的電路仿真功能的EDA仿真軟件，其界面直觀，元件庫豐富，具有17000多種元件，20多種虛擬儀器及24種電路分析功能。其仿真過程與實際操作相似，將其引入到電子技術課程的教學中，能夠有效的提高教學效果，彌補當下教學存在的缺憾。

1 電子技術課程分析

（1）課程間的關聯緊密，知識點相互融合。電子技術的各課程都不是孤立的一門課程，與前后續課程間存在著非常緊密的關系。在這一課程體系中，以電路分析為基礎，模擬電路以及數字電路從處理信號的方式不同鋪開，高頻電子線路的難度最大。它們之間交相疊印，相輔相成。如圖1所示，這些知識點之間相互滲透，所以在教學中也應相互扶持，且不可各自為政。

（2）各課程的教學模式相似。電路分析基礎、模擬電子線路、數字電路和高頻電子線路的教學模式相似，都需要理論教學、實驗教學和仿真教學。如圖2所示，仿真教學主要培養學生能夠有一定的電路設計能力和分析能力，深化對理論及實驗教學內容的理解。

若各課任老師之間溝通協調，采用相同的教學軟件，有助于學生對整個知識體系的掌握，減輕學生在后續課程中的學習負擔。而且將同一種軟件貫穿與幾門課程中，使學生對軟件的應用也會更加熟悉，得心應手，對于將來的畢業設計及畢業后從事相關工作也會有一定的幫助，Multisim堪當此重任。

2 Multisim在理論課堂中的應用

傳統的理論課堂教學是教師通過板書結合多媒體講授理論知識。在電子線路的課程中，有許多定理及公式，往往在講授時學生聽起來很吃力，理解不到位。甚至有些學生出現畏難情緒而放棄學習。如果用Multisim軟件作為教學輔助工具，教師可以事先設計好電路，并根據需要靈活地改變電路的各種參量，在課堂上向學生演示。引導他們主動學習，授以學生思維方式和方法，幫助學生理解和掌握知識，激發他們的學習興趣，教學效果也會得到很大的提高。例如我們在講授二極管的伏安特性以及單向導通性時，傳統的方法就是根據教材上提供的伏安特性曲線，結合二極管的結構來講解，課堂比較乏味。我們可以利用Multisim在上課的過程中通過IV分析儀讓學生來觀察二極管的正向及反向特性，如圖3、圖4所示。在此基礎上給學生解釋這樣的特性的物理依據，從而讓學生加深理解。在講到單向導通性時，我們也在課堂上搭接一個由二極管構成的簡單回路，通過示波器來觀察信號源及二極管上的電量的情況（如圖5），再讓學生進行討論。最后結合理論知識做出解釋。通過這樣的方式使得理論課堂教學不再那么枯燥，教學內容不再晦澀難懂，更好地激發學生的興趣及討論的熱情，活躍課堂氣氛，提高教學效果。

3 Multisim在實踐教學中的應用

實驗教學是電子技術課程的重要教學環節，無論是哪一門課程，實驗教學都占了相當大的比重。通過實驗培養學生的動手能力和創新能力。傳統的實驗室設備可以讓學生實地操作，但是也有一些局限性，如元件的參數改變不靈活，電路的調整呆板，學時不夠等。Multisim軟件的引入就會很好的解決這些問題，可解決內容膨脹與學時減少的矛盾；彌補實物實驗參數改變不靈活，不易觀察一些現象的缺憾；可擴展實驗的深度與廣度，讓學生進行方案設計—軟件仿真—電路設計與制作—系統調試；打破了時間和空間的限制，激發學生學習的自主性，增強分析問題和解決問題的能力；可以讓學生掌握一種電路仿真軟件，為電路分析設計提供新的分析方法，有利于開展探索型、研究型實驗。

例如在RC文氏電橋振蕩器實驗中，傳統的實驗室實驗，學生接好電路通電后，用示波器去觀察波形。由于起振及穩幅的過程非常短，學生在實物實驗中觀察不到這一過程，很多學生對這一過程不能很好的理解。但是通過Multisim的引入，我們可以讓學生在軟件上畫出電路，如圖6所示，并且用軟件中的示波器去觀察電路地輸出波形，看到的波形如圖7所示，從圖中我們可以很清楚地看到起振及穩幅的過程，剛剛開始的時候信號非常地弱，經過一段時間慢慢變強，但是強到一定的幅度后就穩定下來不再變化。這一波形圖很好地彌補了實驗室中的不足，能夠讓學生更好地理解振蕩器的工作原理。當然，學生也可以在軟件上靈活改變元件的參數，來觀察對電路造成的影響，啟發更深的思考。

4 Multisim在項目式教學中的應用

由于電子技術課程都是實踐性非常強的，所以項目式教學是電子技術課程教學中的一個非常有效的教學手段。所謂項目式教學就是根據學生所學的內容，給學生布置一個任務，讓他們2～3人一組去完成，最后寫出設計報告。從而提高學生的綜合實踐能力和創新能力。如在電子技術課程中學完交流電路的相量法后可以讓學生設計一個移相器或電容電感測量儀，在數字電路中可以讓學生設計八人搶答器、藥片裝瓶系統等。電子技術課程中的每一部分都可以布置相應的小項目。而這些項目要制作實物，由于受到場地、元器件等的限制，很難實現。但是如果用Multisim來完成就比較容易，學生在軟件上設計仿真，能夠看到所設計的電路的基本性能，還可以靈活調整元件參數，讓所設計的電路達到所要求的技術指標。很好的彌補了實物制作的缺憾。如低年級的學生在學習電路分析的過程中去設計一個移相器，完成90度的相移。如圖8、9所示，利用RC電路來完成，通過雙蹤示波器來觀察輸入輸出的波形，可以看到輸出與輸入相比有個90度的相移。

5 結論

電子技術課程的教學方法及手段的提高是一個不斷探索的過程，通過仿真軟件Multisim在課堂教學、實驗教學和項目式教學等環節中的引入，能夠使抽象問題變得直觀、生動，能夠給學生更多的觀察電路、設計電路的機會。這能夠更好地激發學生的興趣以及學習的熱情，提高學生的綜合實踐能力，增強學生的創新意識，能夠有效提升課程教學效果。

項目基金：貴州省教育廳教改項目：課程群知識體系融合視角下《電路分析基礎》的教學改革（2017024510204）

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