分析仿真仿真软件在电子技术课堂教学中运用

论文导读：
摘要：在电子技术课堂教学中加入仿真，可加深学生对电路的理解，提高学生的学习兴趣。以60进制计数器和RC振荡电路为例，在数字电路和模拟电路课堂教学中尝试了以仿真的形式帮助学生理解难懂的授课源于：职称论文www.7ctime.com
内容。
关键词：电子技术；仿真；Multisim；课堂教学
作者简介：翁玲（1978-），女，河南信阳人，河北工业大学电气工程学院，讲师；
陈盛华（1973-），女，辽宁开原人，河北工业大学电气工程学院，讲师。
基金项目：本文系河北工业大学2011年教学改革立项项目“加强学生实践创新能力培养的电子技术实验教学探讨”、“电子技术基础课堂动态教学的探讨”的研究成果。
1007-0079（2013）14-0075-02
电子技术基础是电类学科各专业的专业技术基础课程，包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程，还包括电子技术实验、电子技术课程设计、电子工艺实习等实践教学环节。电子技术课程的教学任务是让学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析、解决问题的能力和创新能力，为后续专业课程的学习打好基础。随着电子技术的迅速发展，在学时不变的情况下，面对越来越多的教学内容，传统的课堂教学已经难以胜任。在课堂教学中加入仿真软件，可以用来设计电路，模拟各种电路的功能，将学生难以理解的原理用生动的画面来解释，帮助学生克服抽象概念较难理解的障碍，并且帮助学生理解并学习各种测量电路的方法，增强对电路的感性认识。[1-5]
河北工业大学（以下简称“我校”）电子学教研组积极进行教学实验改革。自2004年开始在实验学时不变的情况下增加电子技术实验仿真，给每组实验台配备电脑，让学生做完实验后进行仿真验证，提高了学生学习电子技术的兴趣和学生的创新能力。[6-7]然而由于班级较多，每个实验项目的安排不方便做到每次课堂教学后就可以进行实验验证和推理，因此在电子技术课堂教学中也引入仿真，在开展理论教学的同时，利用仿真帮助学生理解难懂的内容，帮助学生掌握各种仪器的基本使用及电路参数的测试方法。事实证明运用该方法取得的教学效果形象生动，并能有效地激发学生对电子技术的学习兴趣，增强学生学习的积极性和主动性。电子技术仿真教学已经成为课堂教学的有力补充。

一、课堂教学中引入仿真软件的必要性

电子技术课程尤其是模拟电子技术课程理论抽象，学生反映该课程比较枯燥并难以理解和接受，甚至被学生称为“天书”。传统的电子技术课堂教学中存在以下问题：电子电路复杂，若采用传统的教学方式，课堂临时画电路图进行讲解和分析，这样花费时间非常多。另外，在学时不变的情况下，课堂教学进行的电路工作原理的分析只能采用理性分析，分析过程不够形象，不便于学生的理解和接受，教学效率较低。目前虽然我们已经在电子技术的课堂教学中引入了多媒体教学，制作的课件也越来越形象，在一定程度上增强了教学效果，[7]但是，仅仅是多媒体教学还不能满足电子技术的教学要求。采用多媒体方式教学时，只能满足理论教学，对电路的分析、验证和电路参数的测试显得不足。
电子技术是一门实践性较强的专业技术基础学科，在进行教学时，理论与实践相结合，才能使学生更好地领会、理解、掌握。将仿真教学加入到多媒体的课堂教学中，在课堂教学上也能观察到原先在实验室才能观察到的现象。教师可以在讲解完电子电路后，在多媒体教室中分析该电路的特性，讲解各种输入信号的变化或者电路参数的改变对电路输出信号的影响，操作速度快。比如要测电路中某个节点的电压波形，只需要添加一个示波器就能看到相应的节点波形，学生能够形象直观地观察到电路的工作情况，了解到不同形式的电路的功能。在演示过程中教师可以随时改变电路元件的参数或增加电路元件的数量，让学生直观地看到从简单电路到复杂电路的变化过程，体会不同电路性能和特性的变化。将仿真教学加入到课堂教学中，可以将课堂上的教学内容形象地展现在学生面前，变抽象为直观，加深学生对理论知识的理解和掌握。
学生在课堂上掌握了电路的原理后，对仿真软件的用法、电路参数的测量方法也有一定的了解。有的学生会在课后主动装载仿真软件，自行完成电路设计及分析过程。在实验室进行实验项目时，我们一般采用实验项目仿真分析和硬件测试同时进行的方法，学生在硬件测试完电路参数后，在计算机上用仿真软件设计电路，进行仿真分论文导读：
析。改变电路参数，观察不同电路参数对电路性能的影响，使用虚拟仪器观测出各实验点的波形及整个电路的实验结果。由于课堂教学中学生已经大体掌握了软件的用法，在后续的电子技术课程设计和电子工艺实习阶段，学生能熟练地应用仿真软件。仿真软件的引入，激发了学生学习的兴趣，使学生由被动学习转变为主动学习，调动学习的主动性和积极性，同时使学生能逐渐将新知识、新技术、新手段应用到实践中去，极大提高了学生的创新能力。
NI Multisim10.0是美国NI公司于2007年推出的版本，该版本并不局限于电子电路的虚拟仿真，其在LabVIEW虚拟仪器、单片机仿真、VHDL和VerilogHDL建模、Ultiboard设计电路板等技术方面都有更多的创新和提高，属于EDA技术的更高层次范畴。[8]鉴于Multisim10的优良性能，在电子技术课堂教学中引入了NI Multisim10.0软件。

二、教学应用案例

1.60进制计数器

计数器是数字系统里应用最多的时序逻辑电路。[9]利用计数器可以很方便地构成计时器电路，例如秒表等。常见的集成计数器芯片有十进制、十六进制、7位二进制、12位二进制、14位二进制等。在需要其他任意一种进制的计数器时，只能用已有的计数器产品经过外电路的不同连接方式得到。[9]任意进制计数器的构成方法是数字电子技术基础理论课讲解的重点内容，学生在掌握了任意进制计数器构成后，教师可以在课堂上通过仿真方便地对这些内容做扩展，比如构成60进制计数器即秒表电路，提高学生的学习兴趣。怎样写论文www.7ctime.com