Multisim仿真软件在电子类课程教学改革中的应用与实践

李 媛

(商丘师范学院 电子电气工程学院，河南 商丘 476000)



Multisim仿真软件在电子类课程教学改革中的应用与实践

李 媛

(商丘师范学院 电子电气工程学院，河南 商丘 476000)

针对我院工科专业专业课教学中普遍存在的问题，将Multisim仿真软件引入到课堂教学与实验教学中，并提出该软件与各主干课程的有机结合的指导思想，阐述了以电路课程为起点，在我校电子类专业教学改革中推行仿真软件进课堂的教学模式，并对教学方法、教学手段及考核方式进行教学改革，取得了良好效果.

Multisim；仿真；教学改革；电路

0 引 言

我院电子类专业是我校应用型技术转型发展的重点专业之一，如何能够做到正确转型，如何吸引学生自主学习进行创新创业是亟待解决的问题.目前教学中存在的问题：理论课程教学只是对一些脱离实际的电路模型进行各种分析方法的传授，理论完全脱离实际，导致学生不能主动学习，产生厌学情绪；而实验教学中普遍存在的问题：(1)实验仪器有限，不能做到让学生独立操作，实验过程中被动参与，实验效果不理想，动手能力得不到提高；(2)实验报告的预习、数据处理、问题思考只是机械的照搬照抄.针对存在的问题，将课程教学环节分为三部分：理论教学、仿真教学、实践教学环节，这三部分要环环相扣，仿真教学需要与理论和实践课程进行合适的融合，而不是孤立的存在.经过教学改革实践探索，总结出以电路为起点，把Multisim仿真软件循序渐进地贯彻到电类专业相关的基础和专业课程中.

1 Multisim简介

Multisim是加拿大IIT公司推出的电子线路仿真软件EWB的升级版，它把电路图的创建、电路的测试分析和仿真结果等内容集成在一个电路窗口中.Multisim的元件库提供了数千种类型的元器件，其中的虚拟元器件可根据需要任意修改元件参数，用户甚至还可以创建新元件.Multisim还提供了众多的虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、电压表、电流表、安捷伦仪器等，其功能与实际仪表相同，可以方便地进行电路的仿真测试分析.Multisim的电路功能十分强大，能进行直流工作点分析、交流分析、傅里叶分析、噪声分析等多种分析[1,2].

2 Multisim仿真软件与课堂理论教学的融合

电子类专业所接触的第一门专业课是电路分析课程，目前商丘师范学院物理与电气信息学院所有工科专业都使用的是高等教育出版社邱关源的《电路》第5版教材，该教材主要侧重理想电路各种模型的电路分析与求解，没有涉及实际器件的建模背景和具体的电子元件[3]，这使得学生在学习电路分析方法后无法应用到实际的电路中，导致理论和实践的严重脱节，因此，学生学习的积极性不高.为了解决该问题，在理论课堂引入Multisim软件，将比较难理解的内容与Multisim软件有机结合起来，并严格按照电路课程章节的顺序设计具体电路教学案例，参见表1.通过Multisim软件与理论课程的融合，让学生在课堂上感受虚拟环境学习带来的直观感，通过课上演示，课下练习的环节，学生参与课堂的积极性有所提高，讨论的过程不再枯燥，教学效果良好.

表1 电路课程各章节与Multisim软件仿真结合安排表

Multisim仿真软件与教学融入的过程要注意：在电路课程中引入Multisim软件仿真要适度，通过对电路的仿真，主要是激发学生学习兴趣和对抽象内容的理解，以免过度使用，适得其反[4].编写一本供学生自学的电子版指导手册，精选一些实例进行仿真，方便学生自学.比如后续的专业课模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、高频电子线路等专业课程中[5]，引入Multisim进行案例教学，将复杂电路通过现场仿真通过虚拟仪器直观展示给学生，而学生自己也能利用仿真软件进行简单的电路设计，例如：低频功率放大器、高频功率放大器、抢答器、数字时钟的设计等，通过仿真修改直到满足设计要求后，可以使用Protel软件进行画图制版，做出简单的实际的小型设计电路，让学生能感受到设计电路的成就感，才会对专业课学习提高兴趣，增强参与课堂学习的主动性.在教学实践中能充分重视后续专业课程老师和高年级学生的反馈意见，及时调整Multisim与课堂教学的结合案例.

3 Multiism仿真软件与实验教学的融合

3.1 验证性实验存在的必要性

电路实验是学生接触的第一门专业实验课程，由于学生没有任何的基础，不能正确识别基本元器件，而我院的电路实验仪器把元器件嵌入在实验台内部，也看不到实际器件，不利于实验的开展.所以必须让学生首先认识基本的电路元器件、测量仪器，通过测量能够熟练掌握基本元器件的特性，然后在进行验证性实验时才能做到灵活应用.而验证实验的目的是为了让学生能够通过实验数据分析去掌握如何发现问题，总结规律，掌握基本的实验方法和技能.通过验证性熟悉实验测量仪器的正确使用方法，掌握扎实的实验技能和技巧，也养成良好的实验习惯，为后续设计性实验的开展奠定基础.

3.2 Multisim仿真辅助实验分析提高学生学习主动性

受仪器设备的限制，实验课程中一些无法实际演示的故障实验、或者需要高级的实验仪器才能进行的实验都可以通过Multisim仿真实现，激发学生自主学习的兴趣.当学生具有一定的实验动手能力后，可以安排一些设计性实验，提高学生的系统设计能力，引导学生进行创新实践[6].但是，设计性实验难度不要过高，要给出设计的具体要求，简单的设计原理与思路，以让学生通过查找资料和运用所学知识能够设计出来为目的，避免太难打击学生的积极性.在设计电路过程中，开放实验室为学生提供实验器材和场所，安排专门的实验室管理人员管理开放实验室，通过Multisim软件仿真提前排除故障并合理利用开放实验室，经过教师适当引导，基本能独立完成设计实验任务.

4 教学手段、方法、考核方式的改革实践

Multisim仿真软件融入课堂的过程也要注意教学方法改革，教学中采用案例教学、实物教学、仿真教学、网络教学相结合，将新技术、新方法融入课堂，而将作业、答疑、讨论等环节通过新技术如QQ、微信等网络平台进行交流，从而解决学生有疑问无法跟老师及时交流的问题，通过信息交流，促进学生对思考题的探索精神.此外教学手段也要改变，在专业课堂教学中，通过工程实例引入所讲的内容，将理论联系实际工程，激发学生学习兴趣，并采用多媒体和Multisim软件讲解具有动态过程的知识点并扩充知识面，将传统教学与网络、多媒体有机结合，提高了教学效果.教学手段和方法的改革必然导致考核方式的改革，以往的考核方式单一，主要以试卷成绩考核学习效果，学生积极性不高.改革后考试成绩分为2大部分，期末考试50分，平时成绩50分，要求完成实际的电路小制作，实现简单的电路功能，才能得到较高的平时成绩；而期末考试主要对电路分析方法进行考查，检测学生对课程的掌握程度.考核制度的改革引起了学生的高度重视，在平时通过仿真去完成一些有趣的小设计，更好地掌握扎实的专业基本技能.

5 结 语

Multisim仿真软件在电子类课程教学改革中的应用与实践顺应我校应用性转型发展的大趋势，通过仿真教学融入课堂，改变教学方法和手段及考核方式，引导学生在课后能自己去分析更多复杂的电路，通过对虚拟仪器的熟练使用，提高自身的自学能力，增强解决问题的能力，激发对所学专业的兴趣，弥补受实验设施的限制无法进行一些科学探索的遗憾，提升学生的科学探索乐趣.

[1]常华，袁刚，常敏嘉.仿真软件教程：Multisim和Matlab[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2]熊伟，候传教.Multisim电路的设计及其仿真应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

[3]邱关源.电路(第5版)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]王馨梅，李芳，候浩录，等.以电路课程为起点仿真能力三年一贯制培[J].电气电子教学学报，2014,36(01)：7-8.

[5]周飞红.应用型本科《电路》课程教学改革探讨[J].创新与创业教育，2013，4(05)：84-85.

[6]杨晓邦，张素妍.电路实验教学的改革与实践[J].科技信息，2013，17:205-206.

[7]孙晓艳，黄萍.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].现代电子技术，2006,24:142-143.

[8]卢明玺，张淑玲.Multisim仿真软件在三相交流电路实验中的应用[J].计算机工程应用技术，2010,34(6)：9867-9868.

[责任编辑：徐明忠]

Multisim simulation software in the application and practice of electronic teaching reform

LI Yuan

(School of Electrical and Electronic Engineering, Shangqiu Normal University, Shangqiu 476000, China)

In view of the problem of our engineering specialty course teaching in common problem, Multisim simulation software is used for the classroom teaching and experimental teaching.A kind of method is presented to combine the software and some main courses in the paper, it expounds the circuit as a starting point, and simulation software is applied in the classroom in the teaching reform in our school electrical engineering implementation.In addition, the teaching methods, teaching means and evaluation method for the teaching reform are in progress, and better effect is received.

Multisim;simulation;teaching reform;circuit

2016-07-28；

2016-08-15

商丘师范学院2014年校级教学改革项目(2014jgxm38)“Multisim仿真软件在电子类课程教学改革中的应用与实践”

李媛(1983—)，女，河南洛阳人，商丘师范学院讲师，硕士，主要从事嵌入式技术的研究.

TP391

A

1672-3600(2017)03-0100-03