通信专业实践教学及仿真软件应用研究

张军　陈娟

【摘 要】针对通信专业特点制订实验教学方法改革的总体规划，突出仿真实验的重要性，并给出各种方案的实施流程。以Multisim软件应用于高频电子线路实验为例，基于形象直观的图形化界面操作，简单方便地控制和调试仿真电路，有效培养了学生分析和解决实际问题的能力，全面提高了实践教学质量，为其他专业实践教学改革提供一定的参考。

【关键词】通信专业 启发引导式教学 高频电子线路 仿真软件

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）03-0059-02

通信产业在全球高速持续地发展，为了适应当今社会人才需求的模式，在专业的建设和发展过程中，实践教学在整个教学计划中所占的比重越来越大。如果专业实验设施短缺、落后，就会制约人才的培养，部分专业实验课如何开展是任课教师和学生面临的难题。本文提出在现有的硬件实验设备条件下，通信专业部分相关课程可以采用Multisim仿真软件进行实验教学，将传统的硬件实验教学和仿真实验有机地结合起来，使各种方式的实验优势充分体现出来，在理论教学的基础上发挥出实践教学的效果。

一 实践教学方法的总体规劃

为了保证实践教学改革的顺利实施、教学效果的有效提高，应从课堂教学与实践教学相结合的思路出发，从激发学生学习兴趣入手，不断启发学生思考，从而达到牢固掌握理论知识和提高实践能力的教学目的。为此，我们以教学计划规定的培养目标，设计了一个实践教学的总体规划，如图1所示。通过实施基于问题的启发引导式教学，将基于Multisim的仿真实验和基于硬件设备的传统实验结合起来，以达到教学计划规定的培养目标。

1.启发引导式的教学方法

“学生为主体，教师为主导”是现代教学的指导思想。提高学生学习的积极性是以学生为主体的体现，而如何激发学生学习课程的积极性则是以教师为主导的关键。启发式教学法可以充分调动学生学习的主动性，使学生始终将注意力集中在实验主题上，可以取得事半功倍的效果；有利于灵活地传授知识，开阔学生视野，使学生在理论知识基础上通过实验培养自身的创新能力。

在进行新的实验课程时，首先提出一些能启发学生思考和与该部分内容相关的问题，让学生进行分组讨论，充分发挥自身的想象力与创造力，鼓励学生大胆给出自己的解决方案，然后老师分析各种方案的优劣，选择最优的一种方案进行详细讲解，最后学生再分组讨论，认识到自身思想的局限性，从而在实践教学过程中提高创造能力。该教学方法的关键是问题设计，教师所提问题应与实验内容紧密相关并且尽可能联系实际，从而激发学生的学习兴趣。另外，所提问题要在学生能够理解范围之内，才能够启发学生思考，达到预期的效果。启发引导式教学流程如图2所示。

2.基于Multisim的仿真实验方案

Multisim是加拿大图像交互技术公司在EWB基础上推出的电子电路仿真设计软件，Multisim整个操作界面就像一个电子实验工作台，软件提供了包括示波器、信号发生器、波特图仪、万用表等20余种虚拟仪器，且仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，其测量数据结果、波形图形和特性曲线显示方便而且可调，如同在真实仪器上观察相关参数。实验教学中引入Multisim仿真软件，不仅能够与实验室中的多种传统仪器互补长短，而且可以实现构成一个虚拟的仿真实验工作台。利用Multisim仿真软件进行相关实验教学的流程，如图3所示。

二 基于Multisim的仿真实验课程实例

1.Multisim在数字电子技术中的应用

以数字电子中组合逻辑电路的分析与设计为例，根据实验要求，按照实验原理调用器件库中所需要的元器件，连接好电路图，只需要双击逻辑转换仪，就可直接查看组合逻辑电路的逻辑表达式和真值表。逻辑转换仪产生的逻辑表达式和真值表，如图4所示。根据组合逻辑电路的真值表，还可以利用逻辑转换仪的相关按钮设计出符合条件的逻辑电路图。

由以上分析可知，在数字电子技术实验教学中，可以利用Multisim软件绘制组合逻辑电路连接图，根据逻辑转换仪可以直接得到逻辑表达式和真值表，而且可以通过改变各输入量的逻辑值来观察其对输出量的影响，方便快捷、直观形象。

2.Multisim在高频电子线路中的应用

在高频电子线路中，小信号谐振放大器的主要特点是晶体管的集电极（共发射极电路）负载不是纯电阻，而是由L、C组成的并联谐振回路。调谐放大器具有较高的电压增益和较好的选择性，当元器件性能合适并且结构布局合理时，可以做到很高的工作频段。

在Multisim工作区中建立一个单调谐回路谐振放大器仿真系统，将电路输入端连接高频信号发生器，电路输出端连接毫伏表，选择正常放大区的输入电压Ui，频率f调节为10.7MHz，调节CT使回路谐振，让输出电压幅度最大，中心频率为回路谐振频率f 0=10.7MHz。此时，图5和图6所示为谐振时和非谐振时的输入、输出仿真波形。

通过以上实例可以看出，将Multisim用于高频电子线路的实验教学中，既可以把抽象的概念及理论形象化，又便于学生理解和老师讲授，而且可以把实践教学融于理论教学中，真正做到理论与实践教学相融合，提高了学生的实践能力。

三 结束语

本文针对通信专业课程的特点，在实践教学过程中对知识传授及实验两个环节进行改革，采用了启发引导式教学以及基于Multisim的仿真实验教学等方法。经实践证明，采用启发引导式教学方法能够激发学生的学习热情，全面提高教学质量；在通信专业部分实验课程中应用Multisim仿真软件进行实验，既避免了由于实验仪器老化、线路接触不良和器件损坏等原因造成的实验数据不准确，又能完成传统硬件实验中难以进行的实验。因此，采取硬件实验与仿真实验相结合的方式开展实验教学，充分发挥各种实验方式的优势，将有利于培养学生的综合分析能力、开发能力和创新能力。

参考文献

[1]程勇.实例讲解Multisim10电路仿真[M].北京：人民邮电出版社，2010

[2]别敦荣.大学教学方法创新与提高高等教育质量[J].清华大学教育研究，2009（4）：95～118

[3]孙俊卿、罗云林、黄建宇.基于Multisim的高频电路实验教学研究[J].实验技术与管理，2010（7）

〔责任编辑：庞远燕、汪二款〕