电子仿真技术在课程群建设中的应用

叶群

摘 要：随着科学技术的飞速发展，电子仿真技术作为一种新的技术手段逐渐被人们重视，将电子仿真技术应用于计算机类课程教学过程中，其优越性已日益明显。根据专业能力培养的要求，应用电子技术课程群分为专业基础课和专业能力课。本文提出将电子仿真技术应用贯穿于整个应用电子技术课程群的教学中，这样能大大激发学生的学习兴趣，强化学生的专业技能，达到提高教学效果的目的。

关键词：电子仿真技术，课程群，课程建设

中图分类号：TP399文献标识码：A

一、概述

1.电子仿真技术

目前，应用于应用电子技术专业课程方面的仿真软件比较多，如Pspice、Multisim（EWB）、EDA、MATLAB等。利用计算机和多媒体技术来搭建虚拟的操作平台，可以达到非常真实的效果，因此，其在现代信息化的课程教学过程中得到了广泛应用。

Multisim是Interactive Image Technologies（IIT）公司在20世纪末推出的一种电路仿真软件，其软件界面形象直观，操作方便，易学易用，学生可以在较短时间内掌握方法。

Multisim广泛应用于电子类相关课程的理论和实验教学中，其最早的版本为EWB5.12，该版本对一般的电工学实验可以通过仿真来实现；其最新版本为Multisim 12，目前普遍使用的是Multisim V8，它的功能更加强大，不仅能够在最基础的课程如电工学、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术等这些职业基础课程中进行仿真分析，而且也能在很多其他职业能力课程如电子设计自动化、电子产品设计与开发、电气设备原理与检修、毕业设计等多门课程中进行仿真分析，为学生的学习和老师的教学带来非常直观的视觉效果。

另外，相对于其他EDA 软件， Multisim V8更加形象和直观，而且，它能进行模数混合电路的仿真，几乎能够百分之百地仿真出真实电路的效果，给广大电子电路学习者提供了方便。

2.应用电子技术课程群

根据应用电子技术专业的人才培养目标，即面向电子行业生产、建设、管理、服务一线，培养拥护党的基本路线，德、智、体、美等方面全面发展的，能胜任电子及信息工程领域的安装、调试、维修、管理、营销及一般电子产品设计与开发等岗位的高素质技术技能型专门人才。

我们将专业基础课中的电工应用技术、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术和专业能力课中的电子设计自动化、单片机原理与设计、电子产品设计与开发、电气设备原理与检修、毕业设计这九门课程归纳为一个应用电子技术课程群。在建设应用电子技术课程群的过程中，将现代化的电子设计自动化技术引入到传统的课堂理论教学和实践教学环节，再辅以教学方法模式的革新，提高学生的电子技术综合设计与实践工程应用能力。

在教学过程中引入Multisim等仿真软件，使学生在学习硬件的同时，学会用仿真软件验证相关原理及电路，从而丰富教学内容，更新课程的教学思路，提高课程的实践性与应用性。将学生置身于一个“提出问题—解决问题—实践验证”的情境之中，使教学方式由“知识传授”向“发现知识和知识创造型”转变，大大提高了学生的兴趣和学习的积极性。

二、电子仿真技术在专业基础课数字电子技术中的应用

在数字电子技术的课程教学过程中，数字电路最常用的三种表达方式分别是真值表、逻辑电路图、逻辑函数表达式，这三种表达方式也是这门课程中的重点内容，要求学生必须掌握它们之间的相互转换。对初学者来说，这也是一个难点。如果将Multisim仿真软件应用其中，可以起到很好的学习效果。

首先，Multisim仿真软件的仪表栏中就提供了一种虚拟的仪器仪表——逻辑转换器，它能够实现一个数字电路的逻辑电路图、对应的真值表、逻辑函数表达式三者的相互转换，这给初学者提供了一个非常直观、形象的演示效果。如下图1所示，用逻辑转换器分析电路的真值表、逻辑表达式（最小项表达式及最简表达式）。

双击逻辑转换器并选择好，输入变量A，B，C，再按下第一个转换按钮，就可以得到如图2所示的对应电路的真值表；再按下第二个转换按钮，就可以得到如下图3（a）所示的最小项表达式；再按下第三个转换按钮，就可以得到如下图3（b）所示的最简表达式，表达式都位于最底下的一行。

在数字电子技术的课程教学过程中引入Multisim等仿真软件，不仅让学生学会了某种仿真软件，丰富了教学内容，更重要的是提高了学生的学习兴趣，简化了学习任务的难度，让学生更容易接受和理解；而且，也可以帮助学生检验课后的练习和作业题是否正确，大大提高了课程的实践性与应用性。

三、电子仿真技术在专业能力课电子产品设计与开发中的应用

电子产品设计与开发是一门综合性和实践性很强的课程，对学生以前所学知识有更高的要求。但是，这门课程对于学生进行毕业设计、顶岗实习以及将来出去工作都有着非常重要的作用，所以，这门课程采取虚拟和实践相结合的方式，非常实用。

在小型电子产品设计的初期，先用Multisim仿真软件进行分析和设计，设计好合适的思路，选取好合适的元件和参数，并且在仿真软件上调试出较好的实验现象以后再进行实物制作，这样不仅大大节约了实训耗材，更重要的是可以让学生大胆地尝试电路设计，不用担心安全事故的发生，学生进行设计和探索的积极性也会大大提高。

例如，如果设计一个如图4所示的流水灯电路，学生在设计电路的过程中，会碰到各种各样的问题。比如有的学生设计的电路发光二极管不亮，有的学生设计的发光二极管间隔等待的时间过长，等等。学生碰到这些问题时，肯定就会着力想找出自己电路的故障原因。通过仿真软件来查找原因会比较安全，而且也比较方便，不需要拆掉实物，这对电路学习者来说，提供了很大的方便。例如，如果将图4中的RP1调为90%，流水灯很快就亮了。当看到这些不同现象的时候，学生自然就会思考原因了，这种变被动为主动的教学方法，大大提高了教学效果。

通过这种学生自主尝试的学习方式，不仅可以帮助学生提高学习的积极性和主动性，更重要的是学生能够非常安全、快捷地进行电路的分析和设计，大大提高了学习的效果，也避免了大量的实训耗材的浪费。

四、结语

从应用电子技术课程群中选取其中几门课程的应用实例可以看出 ，将电子仿真技术应用于课程群的教学过程中，通过电子仪器仪表进行虚拟实验是非常方便、直观和形象的，对课程群各门课程的教学很有用。同时，老师们也可以应用如电子仿真技术这些先进的信息技术进行科学研究，这对提高老师们的科研能力和科研水平起着非常重要的作用。总之，将现代化的信息技术和手段应用于现代职业教育的教学和科研工作中，是顺应时代发展的需求，能够达到教学相长的教学目的。

参考文献：

[1]石松泉，沈红卫，梁 伟，等.虚实结合的电工电子实验教学体系的设计[J].实验技术与管理，2008，25（8）：184-186.

[2]朱运利.EDA技术应用（第2版）（新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材）[M].北京：电子工业出版社，2010.

[3]刘 颖，侯建军，黄 亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报，2008，30（2）：3-4.

[4]张志伟.电子技术基础课程群的建设与实践[J].中国科教创新导刊，2011，（29）：184.

[5]叶 群，邓优林. EDA仿真技术在高职安全类电工学教学中的应用[J].江西电力职业技术学院学报，2014，27（1）：72-75.

[6]郝 骞，李晓明，杨 风，等.EDA技术融入电工学课程的探索[J].电气电子教学学报，2010，32（S2）.

[7]陈 虹.EDA在电工学教学中的应用[J].电气电子教学学报，2010，32（S2）.

[8]雷 跃，谭永红.用Multisim提升电子技术实验教学水平[J].实验室研究与探索，2009，28（4）：24-27.

[9]王子玲，刘福太，从 瑜.基于仿真技术的电子线路课程教学优化[J].现代电子技术，2013，（16）： 62-64.