肖繁
摘 要:在电工电子课程的教学改革中,Multisim仿真软件给我们提供了一种全新的教学辅助手段和方法,利用该虚拟电子实验台辅助教学,可以克服传统理论和实验教学中的一些不足,使电工电子教学更加方便、灵活、直观,能取得更好的教学效果。
关键词:电工电子;虚拟电子实验台;MultiSim;仿真
电工电子技术是一门专业基础课程,是联系基础课程和专业课程的桥梁。本课程主要分为课堂教学和实践教学两大部分。由于理论性较强,所以成了学员们怕学、难学好的一门课。在实验教学方面,大多数还是采用面包板或者各种现成的实验箱,这种传统的实验方式由于受实验室条件的限制,在给学员开设一些扩展型、设计型以及综合型实验时将会遇到困难,特别是新器件,新设备价格昂贵。那么如何解决这些问题呢?这是我们在该课程教学改革中必须解决的问题。结合传统的电工电子的教学模式、结合目前教学硬件设施的发展和实验室硬件条件,我们应革新教学方法,创新教学的手段,将multisim仿真软件应用于课堂教学和实验教学,有十分的必要性。
1 应用Multisim仿真软件的好处
1)电工电子课程是一门理论性很强,难度也较大的课程,如果课堂上处理不好,容易使学员失去兴趣,而兴趣是学习的最好动力。将multisim仿真软件引入课堂,有利于形象化、直观化教学,吸引学员的兴趣,提高学员学习的积极性和主动性。
2)将multisim仿真软件引入教学,有利于开阔学员的视野。比如,软件中给我们提供了大量的虚拟仪表,这些虚拟仪表与现实生活中的仪表使用方法相似,而有些高级仪表,价格非常昂贵,现实生活中由于经费问题可能无力购买,而软件中给我们提供了这种高级仪表的使用方法。
3)将multisim仿真软件引入课堂,有利于培养学员的创新性和创造性。一台PC机和一个仿真软件就相当于一个可以移动的功能非常强大的电工电子实验室,因此,这给我们提供了创新的平台。目前,实验室所能开设的电工电子实验,都可以在该软件中仿真。
4)仿真实验没有干扰信号,比真实的实验更能反映实验的本质,更加准确、真实、形象。而且仿真实验不需要真实环境的介入,软件中有取之不尽、用之不竭的电气元件,而且实验过程中也没有元件的损耗,实验室维护管理将更加方便。
5)利用MultiSim仿真软件进行电工电子教学,不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素,还能利用软件中提供的各种分析方法,帮助学生更快、更好地掌握教学内容,加深对概念、原理的理解,并能熟悉常用的电工电子仪器的测量方法,进一步培养学生的综合能力和创新能力。
总之,将multisim仿真软件应用于电工电子理论和实践教学均有很多的优点。
2 虚拟电子实验台MultiSim简介
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的电路模拟软件,其主要功能和特点有:
1)Multisim具有直观、方便的操作界面,创建电路、选用元器件和虚拟测试仪器等均可直接从屏幕图形中选取,而且提供的虚拟测试仪器非常齐全,其外观与实物外形基本相似,操作这些虚拟设备如同操作真实的设备一样。
2)Multisim极大地扩充了元件数据库,特别是大量新增的与现实元件对应的元件模型,增强了仿真电路的实用性,同时还可以新建或扩充已经有的元件库,建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到。
3)Multisim具有较为完善的电路分析功能,可以完成电路的瞬态分析和稳定分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法。此外,还可以对被仿真电路中的元件设置各种故障,以便观察到故障情况下的电路工作状态,同时为实际电路的分析和设计提供了方向。
3 结束语
教学实践证明,在电工电子技术的理论课教学中应用计算机软件进行仿真分析,加深了对电路原理、信号流通过程、元器件参数及电路性能的了解,使抽象的理论形象化,使复杂的电路分析变得生动形象、真实可信,让学员在课堂上就能感受到实验才能具有的测试效果,克服了传统理论教学的不足,对提高教学质量、激发学习热情、增强学习的主动性积极性、培养电路设计能力和创新能力具有重要作用。同时用Multisim进行电工电子虚拟实验非常方便,现象直观,结果精确,不仅实验能较快地进行,而且不消耗元器件,也有利于培养学员的逻辑思维、工程观点和分析解决问题的能力,方便快捷的仿真实驗优化了教学效果,这对电工电子技术实验教学也是一种很好的辅助手段。并且,还为学生进行综合性、创造性实验提供了一个广阔空间。随着MultiSim应用的推广和深入,其必将在电子工程、信息工程、电气工程、自动控制等领域的辅助教学中发挥重要作用。
总之,随着多媒体课室建设的不断完善,Multisim仿真软件一定能够在电工电子课程教学改革中发挥更大的作用。