Multisim仿真軟件在電子技術專業教學中的應用
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摘 要：Multisim 仿真軟件在電路設計、仿真等方面有著極為廣泛的運用。將 Multisim 仿真軟件應用到電子技術專業教學過程中，可以將生澀、難懂的知識點變得簡單易懂，課堂學習也富有生動趣味性，這種信息化教學手段不但增強了學生的學習熱情，還能確保教學質量與效果。本文對目前市場上流行的仿真軟件進行了介紹，對其具體應用展開了探討。
關鍵詞：仿真軟件；電路設計；放大電路
電子類仿真軟件是隨著集成電路和計算機技術的飛速發展應用而生的一種高級、快速、有效的電子設計自動化工具。是利用EDA系統工具的模擬功能對電路環境（含電子元器件級測試環境）和電路過程（從激勵到響應的全過程）進行仿真，由于虛擬電路環境的介入，因此經濟上節約，效率高，而且結果快速、準確、形象。該軟件實驗環境是虛擬的，也就是模型化了的實驗環境，和市面上其他仿真軟件各有千秋。
Protues也是一款非常流行的仿真軟件，它集單片機仿真，PCB 設計和電路仿真為一體，含有大量的基于實時環境的元器件，對現在市場上主流的單片機型號和通用外設模型提供較好的支持環境，可以提供更好的視覺效果。但在電路的數據計算方面明顯不足。
Multisim 10.0在模擬電子、數字電子的復雜電路虛擬仿真方面做得極其形象化，具有真實性，在界面的外觀和內在的功能方面做到了最高水平，可以進行強大而復雜的計算，極其準確，但也有缺點，軟件過于龐大，電路板制版等附加功能相對來說有限。
在本文中，對于電子技術專業的課堂教學改革我們選擇最貼合電子技術性質的仿真軟件Multisim，使用其中使用率最高的版本10.0。
一、傳統的理實一體化課堂需要改革
1.用仿真軟件創設教學情境，引導學生學習自主性加強
模擬電子技術課程涉及比較多的電路分析和數學計算，對于初中就懼怕物理的學生而言很容易產生畏難的心理，比如說其中的靜態工作點的分析，交流瞬態的分析，講解起來抽象難懂，當然采用多媒體教學也可以創設比較豐富的情境，但制作這樣模擬真實的課件困難費時，通過電腦仿真模擬可以很好地解決這個問題。具體例子如下。
例1見圖一：在放大器靜態工作點的設置中，如果設置不合理，波形將會出現嚴重失真，可以利用Multisim 10.0 創建共射固定偏置放大電路仿真圖。通過改變電阻Rb的大小，對比觀察輸入以及相應的輸出波形，可以實時觀察到偏置電阻的大小對輸出波形的影響。
通過固定偏置電路中估算靜態工作點，得出表達式 ， ， ，所以對靜態工作點有影響的主要因素有VCC、 、Rb、RC。一般VCC， 不易改變，Rb是主要因素，它的過小和過大會引起工作點的過高和過低，相應地造成飽和失真以及截止失真。
2.利用仿真軟件對實驗效果進行演示，將學生引入探究式的學習
理實一體化課堂教學模式延續了很多年，在PPT上對各種復雜的電路圖，曲線、波形進行手工畫制需要較長的時間，效率低，精確度也有所欠缺。由于仿真軟件是在計算機屏幕上對真實的實驗室工作臺進行模擬，把實驗室和課堂有機地融合，可以直觀快捷地畫出復雜的小、中、大型電路，大大提高教學效率。
二、實施效果和作用
在實際的操作過程中證明 Multisim 軟件可以明顯提高教學的效果，表現在多個方面：
1.新穎的教學方法激發了學生的學習興趣
軟件教學引入課堂是一種全新的教學方式，把抽象枯燥乏味的知識變得生動形象，使課堂上難以完成的演示實驗進入了嚴肅的課堂教學，快速準確地演示了靜態工作點設置不合理的多種情況，截止失真和飽和失真以及如何不失真所創設置豐富情境。在具體的教學中，教師根據具體的內容設置教學場景，使得學生置于知識情境中，當激發起了興趣，學生出于好奇心，不斷提出問題，通過軟件電路去驗證，尋求問題的答案，在其中嘗到了成功的喜悅，把負擔變為興趣，當有了興趣，更會積極主動地進行下面的學習。學習自信心有所增強，提高了電子技術課程的理論知識水平和實踐的能力。
2.教學效率和質量有明顯提高
對一些波形變換復雜概念抽象的過程，傳統的教學方式比較難以實現，借助軟件進行仿真，表現形式生動、速度快，教師只需要在上課前調用該軟件打開事先創建好的電路，按下仿真鍵就好。比如學習數字電路的時候，在學習脈沖特性時候需要在實驗室做出一個555振蕩電路，需要大量制作時間，如果用事先創建好的情境電路分析，不僅節約時間，還使學生在比較專注力的時候更好地進入學習狀態，提高時間利用率。
3.豐富課堂的教學內容
把仿真帶到課堂上來，是理論教學和實驗教學的很好的學習工具，比如后面的模擬電路，很多同學對電容的特性還是不甚了解，在仿真電路圖中，分別斷開和接上電容，觀察仿真軟件自帶的示波器的兩種情況的輸出電壓，學生就有了深刻的印象。同時對電容在電路中的作用和電容濾波的工作原理有了疑問，才能更有興趣地去學習。
4.培養學生團隊協作能力
在教學中進行啟發式問題的討論，指導學生確定學習的小目標，自主去互聯網搜集資料，主動對獲取的資料進行歸納和整理、總結，通過小組協作的方式展開討論、交流和分享，相互尊重彼此的想法，理解溝通和相互支持相互競爭，通過協作，學生之間的協作意識有所提高，促進了學生的相互進步和共同發展和友誼。
綜上所述，仿真教學是課堂教學有益的補充，利用軟件教學對促進課堂教學的內容的表達方式、學生的學習方式、師生之間的互動方式的變革，提出了切實可行的新的教學模式，在師生之間產生了更有針對性的、更民主的交流，師生關系也由主被動變為和諧的平等的關系，可以創建更逼真的、生動的學習情景，可以減少實驗的次數，從簡單的重復勞動中轉向 更新更靈活知識的學習。實踐證明：仿真教學對課堂的引入是電子教學改革非常有益的方式，教學經濟、實惠，新鮮，充滿樂趣，具有明顯的教學效果。
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