時(shí)間：2023-03-03 15:54:09
導(dǎo)語(yǔ)：在虛擬仿真電子技術(shù)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
[關(guān)鍵詞]虛擬仿真；中職院校；電子技術(shù)
[中圖分類號(hào)]G712[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]2096-0603（2017）21-0084-01
隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，虛擬仿真技術(shù)愈來(lái)愈被更多的人所認(rèn)識(shí)并了解，運(yùn)用領(lǐng)域亦變得更加廣泛。虛擬技術(shù)蓬勃的發(fā)展背景下，在中職電子技術(shù)教學(xué)中加強(qiáng)其工作的推進(jìn)不僅有利于虛擬仿真技術(shù)社會(huì)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，更有利于推動(dòng)我國(guó)中職教育事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。為此，加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用勢(shì)在必行。
一、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
（一）教師教學(xué)的得力手段
虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用有效提高了教學(xué)質(zhì)量，在傳統(tǒng)的中職電子技術(shù)教學(xué)中，教師往往采用“填鴨式”的理論教學(xué)手法進(jìn)行教學(xué)，然而電子技術(shù)教學(xué)的理論教學(xué)抽象、難懂，加之學(xué)生的實(shí)操課安排比例較少，從而導(dǎo)致其教學(xué)質(zhì)量不高。而虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用不僅有效地將抽象的理論知識(shí)進(jìn)行具體化、形象化，使學(xué)生更好地理解相關(guān)知識(shí)，更有助于減輕教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，使教師能夠騰出更多的時(shí)間進(jìn)行備課設(shè)計(jì)工作，并借此提高整體教學(xué)質(zhì)量。
（二）學(xué)生學(xué)習(xí)的“好幫手”
中職院校的學(xué)生往往文化課基礎(chǔ)較為薄弱，其在抽象、難懂的電子技術(shù)課堂學(xué)習(xí)中受個(gè)人學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的限制，難以激發(fā)自身的學(xué)習(xí)積極性。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑾到y(tǒng)的理論知識(shí)運(yùn)用圖文并茂的形式在熒幕中呈現(xiàn)，學(xué)生被新的動(dòng)態(tài)教學(xué)模式所吸引，便會(huì)提高自己的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。此外，虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用還能夠打破傳統(tǒng)理論知識(shí)統(tǒng)一的課堂局面，從而給教學(xué)模式帶來(lái)更多的創(chuàng)新，使電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量不斷提升[1]。
（三）教師的虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用有待提高
虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用確定能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量，然而，作為一種新型的教學(xué)模式，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用對(duì)教師自身的應(yīng)用水平有著較高的要求。當(dāng)前，我國(guó)中職院校多數(shù)教師在教學(xué)工作中已經(jīng)形成了理論講解為主的習(xí)慣，對(duì)突如其來(lái)的教學(xué)改革很難在一時(shí)間適應(yīng)，并缺乏對(duì)虛擬仿真技術(shù)的深入了解，使其在實(shí)踐教學(xué)工作中難以保持長(zhǎng)遠(yuǎn)的教學(xué)價(jià)值。為此，強(qiáng)化教師對(duì)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能力成為中職院校電子技術(shù)教學(xué)工作任務(wù)的重點(diǎn)。
二、關(guān)于虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的具體應(yīng)用
（一）利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境
虛擬仿真技術(shù)對(duì)生活中的情境進(jìn)行模擬，讓教學(xué)資源更加直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，同時(shí)將教學(xué)資源的影像要素與生活化相關(guān)聯(lián)，借以激發(fā)學(xué)生的積極性，使學(xué)生有種身臨其境之感，并輕松、愉快地獲取電子技術(shù)專業(yè)知識(shí)。此外，這種教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的提高，更能讓學(xué)生更加充分地理解和運(yùn)用電子技術(shù)知識(shí)并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。為此，在實(shí)際教學(xué)中，教師可以構(gòu)建一個(gè)虛擬仿真技術(shù)的情境平臺(tái)，讓學(xué)生模擬電路操作來(lái)展示電路數(shù)據(jù)，不僅能促使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中清晰地掌握理論知識(shí)，而且能提高他們的實(shí)踐操作能力[2]。
（二）虛擬仿真技術(shù)在小組合作學(xué)習(xí)中的應(yīng)用
小組合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式在傳統(tǒng)的電子技術(shù)教學(xué)工作中便有所應(yīng)用，但學(xué)生整體對(duì)其知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容缺乏明確的認(rèn)識(shí)和理解，繼而導(dǎo)致在小組寫作學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生較大的分歧，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)效果。而虛擬仿真技術(shù)與小組合作學(xué)習(xí)模式的融合不僅能夠促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)能力的提升，更能讓每個(gè)學(xué)生清晰地了解技術(shù)與理論領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生更能夠在不同的觀點(diǎn)下進(jìn)行積極探索，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。此外，教師在運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)授課時(shí)，其自身要不斷加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的練習(xí)，在教學(xué)中不斷學(xué)習(xí)，可以提高自身對(duì)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能力，從而滿足電子技術(shù)教學(xué)工作的要求。
（三）模擬操作與實(shí)際操作相結(jié)合
鑒于中職院校電子技術(shù)教學(xué)中的設(shè)備數(shù)量限制和人數(shù)配比限制，必須加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)的引進(jìn)，從而促進(jìn)全體學(xué)生能夠更好地進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。虛擬仿真技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生構(gòu)建虛擬的實(shí)操平臺(tái)，讓學(xué)生能夠在模擬操作中切實(shí)感受到現(xiàn)實(shí)的操作滋味。值得強(qiáng)調(diào)的是，模擬器操作雖然能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力，但卻無(wú)法模擬出現(xiàn)實(shí)設(shè)備出現(xiàn)的各種突發(fā)問(wèn)題，為此，在進(jìn)行模擬操作教學(xué)中亦要充分與實(shí)際操作相結(jié)合，讓學(xué)生在虛擬仿真技術(shù)的輔佐下進(jìn)行更好的實(shí)操訓(xùn)練，從而促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的提高[3]。
在信息化時(shí)展背景下，中職院校的教育模式要積極順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展潮流，在電子技術(shù)教學(xué)工作中盡可能融入現(xiàn)代化教學(xué)手段，積極推進(jìn)虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)工作中的應(yīng)用，科學(xué)、合理地利用虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)提高課堂教學(xué)質(zhì)量，從而全面提升學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平。
作者：楊健
參考文獻(xiàn)：
[1]陳閩蜀.虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（3）：111-112.
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，學(xué)生在虛擬環(huán)境中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要內(nèi)容。
為進(jìn)一步推進(jìn)我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，加快專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合，努力實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的共建共享，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，我們開(kāi)展了《電力電子技術(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)工作。
一、建設(shè)的任務(wù)和原則
《電力電子技術(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能，在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練以及現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件不足或?qū)W生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)與訓(xùn)練等情況時(shí)，提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)必須充分體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則。
二、建設(shè)的內(nèi)容
《電力電子技術(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)內(nèi)容為：
1.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。發(fā)揮學(xué)院的電氣工程學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，積極利用企業(yè)的開(kāi)發(fā)實(shí)力和支持服務(wù)能力，充分整合信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，創(chuàng)造性地建設(shè)與應(yīng)用高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源（包括軟件共享虛擬實(shí)驗(yàn)、儀器共享虛擬實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程控制虛擬實(shí)驗(yàn)等），提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，拓展實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和共享平臺(tái)。建設(shè)具有擴(kuò)展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平臺(tái)，高效管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。探索學(xué)校和企事業(yè)單位（包括企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、政府機(jī)構(gòu)等）共建共管的新模式和新途徑，建立可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)支撐體系。
3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍。建設(shè)教學(xué)、科研、技術(shù)人員結(jié)合，核心骨干人員相對(duì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成一支教育理念先進(jìn)、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)科研能力強(qiáng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、勇于創(chuàng)新的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍。
4.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的管理體系。以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開(kāi)放共享和充分使用為目標(biāo)，系統(tǒng)制定并有效實(shí)施保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師工作績(jī)效考核、經(jīng)費(fèi)使用管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心維護(hù)與可持續(xù)發(fā)展等政策措施，建立有利于激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)效果考核、評(píng)價(jià)和反饋機(jī)制。
三、建設(shè)的辦法
為了確保《電力電子技術(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的順利開(kāi)展，需要采取切實(shí)可行的辦法：
首先，學(xué)院制定出臺(tái)相關(guān)政策措施、中心建設(shè)與管理的各項(xiàng)規(guī)章制度等文件，并責(zé)成相關(guān)人員出具中心建設(shè)規(guī)劃與實(shí)施方案。
其次，中心開(kāi)發(fā)教學(xué)軟件、多媒體課件、在線網(wǎng)絡(luò)課程、教學(xué)視頻等數(shù)字教學(xué)資源，且課件要求可在瀏覽器環(huán)境播放。
再有，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的視頻材料包含實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心環(huán)境全貌、設(shè)備全貌、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作界面和功能界面等內(nèi)容，反映虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)、應(yīng)用和共享的基本情況。
最后，對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，學(xué)校在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)中給予一定的建設(shè)經(jīng)費(fèi)資助，學(xué)院也加大校企合作力度，加大經(jīng)費(fèi)投入力度。
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，早期的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，EDA技術(shù)逐漸在數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)中被引用。本文通過(guò)對(duì)EDA技術(shù)含義、框架的闡述，分析其在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的意義，并為EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的具體運(yùn)用提供策略指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù)；數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)；運(yùn)用
數(shù)字電子技術(shù)是各類院校中電子信息專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門必修課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。高校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)境和形勢(shì)發(fā)生了深刻的變化，傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在很多方面跟不上現(xiàn)代教育形勢(shì)的發(fā)展，是現(xiàn)代化教育和人才培養(yǎng)的阻力。本文對(duì)EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析。
1EDA技術(shù)含義
EDA技術(shù)又叫電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，是在電子電路技術(shù)和CAD技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興的技術(shù)，主要借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。具體可以從以下幾個(gè)方面描述：EDA技術(shù)是以大規(guī)?？删幊唐骷鳛樵O(shè)計(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要方式，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模的可編程器件開(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)有關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)用軟件的方式設(shè)計(jì)電子硬件系統(tǒng)的一門技術(shù)。
2EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架
現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出的虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，EDA技術(shù)賦予了虛擬實(shí)驗(yàn)豐富的內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)在操作中的電子模擬實(shí)驗(yàn)。
2.1虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)構(gòu)架
虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含兩部分：①實(shí)驗(yàn)仿真功能模塊，這種模塊屬于以EDA為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)平臺(tái)；②虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息的管理和功能評(píng)估。
2.2虛擬數(shù)字電子技術(shù)各模塊構(gòu)建
虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仿真功能包括以下四部分：項(xiàng)目信息采集、基礎(chǔ)教育、虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)展以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果后期處理。虛擬數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)包括四個(gè)元素：軟件編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)、EDA工具、實(shí)驗(yàn)儀器使用說(shuō)明以及理論知識(shí)儲(chǔ)備。通過(guò)在局域網(wǎng)對(duì)完整數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例的下載，能夠獲得詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)的重要技術(shù)，從而提升技術(shù)水平。管理模塊主要包絡(luò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目審批、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)信息匯總管理和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤四個(gè)部分。
3EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程
EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①設(shè)計(jì)輸入。由于電子和電路設(shè)計(jì)是不同源文件構(gòu)成的，因此，電子、電路的設(shè)計(jì)文件可以生成圖像，也可以生成文本。②設(shè)計(jì)綜合。在EDA技術(shù)綜合設(shè)計(jì)中，其應(yīng)用的是軟件和硬件結(jié)合的方式，能夠利用綜合器、通過(guò)將軟件轉(zhuǎn)化為硬件的形式，實(shí)現(xiàn)源文化的統(tǒng)一。③設(shè)計(jì)適配。EDA技術(shù)主要采用的是FPGA布局的方法進(jìn)行適配設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能夠?qū)⑽募M(jìn)行統(tǒng)一，之后按照目標(biāo)實(shí)現(xiàn)邏輯的映射，對(duì)底層的硬件進(jìn)行配置。在適配之后實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)序的仿真，從而便于各類文件的下載。④仿真設(shè)計(jì)。仿真設(shè)計(jì)是在對(duì)編程軟件下載之后，利用EDA軟件分析對(duì)適配結(jié)果進(jìn)行分析，之后將分析的結(jié)果形成仿真。⑤編程下載。編程下載主要是將模擬和仿真確定的實(shí)驗(yàn)思路利用適配方法，將下載的文件運(yùn)用電纜線連接到器件上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的調(diào)制，及時(shí)更改錯(cuò)誤編程。
4EDA技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)案例
EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型三種，基于EDA技術(shù)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路明確，能夠避免大量不必要的重復(fù)工作，本文以具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例分析EDA技術(shù)的優(yōu)越性。
4.1全加器驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)
全加器驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要采取的原理圖編輯輸入方式，實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟诹私釷uartusⅡ軟件，了解EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的流程，最終成功對(duì)電路功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。主要實(shí)驗(yàn)步驟為：原理圖編輯輸入、編譯、功能仿真、時(shí)序仿真、引腳配置以及編程下載。
4.2數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的電路設(shè)計(jì)形式多樣，存在多個(gè)設(shè)計(jì)方案，比如可以采取原理圖編輯輸入法進(jìn)行設(shè)計(jì)、也可以運(yùn)用74HC161、74HC163等芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，還可以通過(guò)VHDL或VerilogHDL編寫相應(yīng)的代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中需要注意的是對(duì)扳極測(cè)試中參數(shù)的改寫，要著重讓學(xué)生感受E-DA技術(shù)實(shí)驗(yàn)的自由，從而實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化和智能化。
5總結(jié)
EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)中的應(yīng)用效果較為明顯，將其應(yīng)用到數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中能夠讓學(xué)生感受到模擬實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的了解，從而更深刻的理解電路原理，提升學(xué)習(xí)的積極性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：仿真軟件 模擬電子技術(shù) 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 應(yīng)用
電子課程教學(xué)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐過(guò)程中，如果結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬電子電路實(shí)驗(yàn)和電路設(shè)計(jì)的仿真，作為教學(xué)的補(bǔ)充，既幫助學(xué)生更好地理解電子技術(shù)的理論知識(shí)，又能確保課程實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)的正確性，還為設(shè)計(jì)者免去了重復(fù)“制作―修改―再制作―再修改”的重復(fù)勞動(dòng)，可以取得良好的教學(xué)效果。實(shí)踐證明，這種教學(xué)、設(shè)計(jì)手段的運(yùn)用，有助于增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力。我現(xiàn)介紹我院將仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中的實(shí)際做法。
1.將虛擬仿真引入課堂，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效率
過(guò)去主要是理論課教學(xué)，過(guò)于注重原理分析、公式推導(dǎo)，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)枯燥無(wú)味，難于理解。為了提高教學(xué)效率，需要配合演示實(shí)驗(yàn)。但準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，需要花費(fèi)較多時(shí)間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過(guò)程，會(huì)占用過(guò)多時(shí)間，影響教學(xué)進(jìn)度。
現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)功能引進(jìn)課堂，在講解理論的同時(shí)，利用多媒體同步演示，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡(jiǎn)單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來(lái)仿真的兩個(gè)實(shí)例。
在模擬電路中講授三極管共發(fā)射極放大電路時(shí)，三極管具有放大和反相的作用，學(xué)生理解起來(lái)非常困難。我們利用EWB仿真軟件來(lái)仿真電路的實(shí)際效果。學(xué)生先有了感性認(rèn)識(shí)后，理論的講解聽(tīng)起來(lái)就更輕松了，其仿真圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入信號(hào)的正半周，在輸出端放大的同時(shí)，還存在著失真。
在模擬電路中講授振蕩電路的起振時(shí)，通過(guò)電路的正反饋?zhàn)饔?，輸出信?hào)就會(huì)逐漸由小變大，當(dāng)振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學(xué)生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來(lái)，現(xiàn)在利用Protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過(guò)程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對(duì)波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號(hào)振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動(dòng)活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學(xué)效率。
2.開(kāi)設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
電子技術(shù)課是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。以往，實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是上實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。
我們的做法:在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的過(guò)程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生必須先將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，可以隨時(shí)修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計(jì)要求。學(xué)生可提出各種設(shè)計(jì)方案，從而大大提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，也大大提高了學(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)水平。這樣很好地解決了原來(lái)設(shè)計(jì)電路的缺陷：先設(shè)計(jì)出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，需要連接很多的電位器，當(dāng)調(diào)試好以后，必須重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費(fèi)大量的電子元器件。
3.虛擬仿真在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
對(duì)于課程設(shè)計(jì)，我們的做法:將模擬電子技術(shù)的內(nèi)容分成幾個(gè)單元，每一個(gè)單元搞一個(gè)課程設(shè)計(jì)。第一次在老師的帶領(lǐng)下，講電路設(shè)計(jì)的步驟，完成課程設(shè)計(jì)。上完下一個(gè)單元電路以后，老師布置一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，學(xué)生自己查找資料，自己設(shè)計(jì)好電路以后，交給老師檢查，在檢查學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)，要求學(xué)生陳述自己的設(shè)計(jì)思路，學(xué)生在講述的過(guò)程中就會(huì)進(jìn)行再次思維。這種虛實(shí)結(jié)合的方法，既發(fā)揮了虛擬實(shí)驗(yàn)高效、經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)處，又培養(yǎng)了學(xué)生電子制作的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
4.虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題
雖然采用虛擬仿真輔助教學(xué)，改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，也能更形象生動(dòng)地將難于理解的知識(shí)用仿真的形式表現(xiàn)出來(lái)，也更能激發(fā)出學(xué)生設(shè)計(jì)電路的創(chuàng)新意識(shí)。但如果完全用虛擬實(shí)驗(yàn)取代實(shí)物實(shí)驗(yàn)，就只會(huì)在電腦上仿真，學(xué)生對(duì)真實(shí)元器件的封裝、檢測(cè)等認(rèn)知程度大大降低，對(duì)使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對(duì)實(shí)際電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的布局能力、布線能力、安裝調(diào)試能力。為了避免其弊端，使之與傳統(tǒng)的教學(xué)相得益彰，融于一體，更好地為現(xiàn)代教學(xué)服務(wù)，我們采用虛實(shí)結(jié)合的方式，一方面強(qiáng)調(diào)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)的輔助作用，另一方面認(rèn)識(shí)到實(shí)際動(dòng)手能力的重要性，兩者相輔相成，有機(jī)結(jié)合。既合理安排仿真實(shí)驗(yàn)課時(shí)，主要以學(xué)生課后自己上機(jī)實(shí)驗(yàn)為主，課堂上進(jìn)行實(shí)際電路的安裝調(diào)試工作；又精心選擇仿真實(shí)驗(yàn)課題，為學(xué)生提供科學(xué)、合理的仿真實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握知識(shí)，提高興趣。還讓學(xué)生做一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，自己設(shè)計(jì)、制作安裝調(diào)試，使虛擬仿真實(shí)驗(yàn)變成看得見(jiàn)摸得著的電子產(chǎn)品。
總之，將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，不僅可以把許多抽象和難以理解的內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，動(dòng)態(tài)地演示一些現(xiàn)象，化難為易，而且能模擬一些用語(yǔ)言難以清楚表述的，以及現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不易進(jìn)行的內(nèi)容。它不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了課堂教學(xué)效率，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的自主能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問(wèn)題的能力都起到了潛移默化的作用。當(dāng)然，也要注意仿真教學(xué)的輔助作用和實(shí)際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結(jié)合，而不能以仿真來(lái)完全代替實(shí)際操作訓(xùn)練。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；電子技術(shù)課程；整合；教學(xué)設(shè)計(jì)
從適應(yīng)信息社會(huì)對(duì)人才的要求、電子技術(shù)的快速發(fā)展和電子企業(yè)對(duì)電子專業(yè)人才的要求等方面來(lái)看，研究信息技術(shù)與電子技術(shù)課程的整合是具有實(shí)際意義的。本研究試圖在教育學(xué)、心理學(xué)、教育技術(shù)學(xué)等教育理論和學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下，來(lái)研究信息技術(shù)與電子技術(shù)課程的整合。
一、信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的目標(biāo)
信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的目標(biāo)是建設(shè)數(shù)字化的教育環(huán)境，推進(jìn)教育的信息化進(jìn)程，促進(jìn)學(xué)校教學(xué)方式的根本性變革，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)環(huán)境下的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育。
具體來(lái)說(shuō)：①提高學(xué)習(xí)的效果和效率；②培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)；③培養(yǎng)學(xué)生終生學(xué)習(xí)的能力。
二、信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的教學(xué)設(shè)計(jì)
1.教學(xué)模式
信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合，在虛擬逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，電子技術(shù)課程以問(wèn)題——探究型教學(xué)模式為核心，通過(guò)文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻、課件等方法手段把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象以一個(gè)個(gè)問(wèn)題的形式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生在分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上，根據(jù)個(gè)人的歷史知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人情感等因素，充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性和積極性，從問(wèn)題出發(fā)，有目的、有選擇地對(duì)教學(xué)資源庫(kù)中的教學(xué)資源進(jìn)行搜集、分析、整理、組合，從而建立自己的學(xué)習(xí)資源庫(kù)；然后設(shè)計(jì)出解決問(wèn)題的方法或方案，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)或答案，以驗(yàn)證自己的方法或方案是否正確。
2.教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)
當(dāng)前隨著以多媒體計(jì)算機(jī)為核心的信息傳播系統(tǒng)的應(yīng)用，為創(chuàng)設(shè)理想的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了有力的保障。
（1）硬件環(huán)境。數(shù)字化硬件環(huán)境建設(shè)主要是建設(shè)能支持信息技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中的硬件設(shè)施，包括各種教學(xué)媒體，校園服務(wù)設(shè)施，各種配套的教學(xué)、管理、實(shí)驗(yàn)實(shí)施等。
（2）軟件環(huán)境。在硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等在校園網(wǎng)上建立具有開(kāi)放性的虛擬電子技術(shù)平臺(tái)。此虛擬電子技術(shù)平臺(tái)不但能實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理和電子實(shí)驗(yàn)，而且能夠給學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)和探索的工具、交流渠道、信息資源等。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（1）組織形式：電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的組織應(yīng)該遵循充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、以學(xué)生為中心的原則進(jìn)行，教學(xué)內(nèi)容以知識(shí)點(diǎn)的形式進(jìn)行組織，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)以問(wèn)題或任務(wù)的形式呈現(xiàn)，將知識(shí)點(diǎn)所需要的各種資料及建議性的學(xué)習(xí)方法等信息附加在其后。這些內(nèi)容的有機(jī)組合能促使學(xué)生將原有的知識(shí)與將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容建立橫向和縱向的聯(lián)系，有利于學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)，有利于學(xué)生在不同的情境下去應(yīng)用他們所學(xué)的知識(shí)。
（2）實(shí)驗(yàn)類型：為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，更好地適應(yīng)信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的教學(xué)模式，把電子技術(shù)分為兩種類型：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的目的是鞏固學(xué)生的專業(yè)理論和知識(shí)基礎(chǔ)，訓(xùn)練學(xué)生的基本技能和基本專業(yè)素質(zhì)，為綜合實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生的專業(yè)興趣，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生信息的搜集、分析、整理、應(yīng)用等信息素養(yǎng)。
4.實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)方法分為真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。真實(shí)實(shí)驗(yàn)是在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬電子技術(shù)平臺(tái)的電子技術(shù)中，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體，從解決“問(wèn)題”出發(fā)，學(xué)生按照自己為解決問(wèn)題設(shè)計(jì)的方案、設(shè)想或猜測(cè)等設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，使用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和電子原器件等建立實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的設(shè)計(jì)、設(shè)想或猜測(cè)，最終達(dá)到解決問(wèn)題的目的。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬電子技術(shù)平臺(tái)的電子技術(shù)中，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體，從解決“問(wèn)題”出發(fā)，學(xué)生按照自己為解決問(wèn)題設(shè)計(jì)的方案、設(shè)想或猜測(cè)等設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由虛擬仿真技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)信息資源，學(xué)生利用相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)資源建立實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的設(shè)計(jì)、設(shè)想或猜測(cè)，最終達(dá)到解決問(wèn)題的目的。由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生只要在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中利用系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)資源建立實(shí)驗(yàn)電路即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不受現(xiàn)實(shí)器件和儀器設(shè)備的約束，省去了器件的購(gòu)買、電路的制作與調(diào)試等時(shí)間，不必?fù)?dān)心器件與儀器設(shè)備的損壞，縮短了實(shí)驗(yàn)周期，降低了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用和損耗，大大提高了電子技術(shù)的效率。
5.教學(xué)的調(diào)查與反饋
教師要定期對(duì)學(xué)生就電子技術(shù)課程教學(xué)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)過(guò)程，了解電子技術(shù)課程教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)與不足，為電子技術(shù)課程的教學(xué)改進(jìn)提供參考和有效的數(shù)據(jù)。教師也可以隨機(jī)抽取部分學(xué)生，就學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，以確認(rèn)和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和效果，以便進(jìn)一步改進(jìn)電子技術(shù)課程的教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：電子技術(shù)基礎(chǔ)；仿真軟件；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程教學(xué)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能把復(fù)雜事物簡(jiǎn)化、變抽象為具體、微觀的事物放大、宏觀事物縮小，縮短時(shí)空距離。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用Multisim，Protel 99 SE，EWB，PSPICE，SystemView等仿真軟件輔以生動(dòng)的仿真演示，作為教學(xué)的補(bǔ)充，為傳統(tǒng)的教學(xué)注入活力。這一方法實(shí)現(xiàn)了理論講解和驗(yàn)證的同步進(jìn)行，能增強(qiáng)教學(xué)的直觀性與靈活性，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡(jiǎn)單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性，可以提高課堂教學(xué)效率，取得良好的教學(xué)效果。
一、利用計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
電子課程課本內(nèi)容過(guò)于理論化，過(guò)于注重原理分析、公式推導(dǎo)，理論課教學(xué)學(xué)生聽(tīng)起來(lái)枯燥無(wú)味，難于理解，對(duì)該課程缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力和熱情。利用計(jì)算機(jī)仿真作為教學(xué)載體，可以很好地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣問(wèn)題。
利用Multisim 7電路設(shè)計(jì)仿真軟件輔助教學(xué)后，在講解電路原理的同時(shí)，可穿插Multisim 7軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。如在單級(jí)共射極放大器電路教學(xué)中，在講解完基本電路原理后，利用Multisim 7軟件對(duì)此電路進(jìn)行仿真演示。先用Multisim 7軟件模擬連接電路，確定電路中的各元器件參數(shù)，使用Multisim 7軟件虛擬儀器進(jìn)行在線測(cè)量，再對(duì)照電路設(shè)計(jì)要求更改相關(guān)元件參數(shù)，觀察所得的變化，最后與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比。這樣就將理論上枯燥而不易理解的教學(xué)內(nèi)容形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生自始至終都保持極高的學(xué)習(xí)興趣。
在學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的過(guò)程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。結(jié)合教師在課堂上的演示，學(xué)生首先學(xué)會(huì)Multisim 7軟件的基本操作。運(yùn)用Multisim 7軟件，學(xué)生可以在較短時(shí)間內(nèi)完成各類模擬電路、數(shù)字電路的原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。使用虛擬測(cè)試儀器對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)如同置身于實(shí)驗(yàn)室使用真實(shí)儀器測(cè)試電路。由于在電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)引入了虛擬的電子實(shí)驗(yàn)，使課堂教學(xué)情境化，增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、形象性、生動(dòng)性和時(shí)效性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、利用虛擬仿真彌補(bǔ)演示實(shí)驗(yàn)的不足，提高課堂教學(xué)效率
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中許多概念和原理經(jīng)常是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生加以理解。實(shí)物演示方法雖然有直觀、生動(dòng)、真實(shí)的特點(diǎn)，但演示準(zhǔn)備工作量大，不便觀察。教學(xué)演示的內(nèi)容一旦確定，其可變性很小，靈活性差。并且有些現(xiàn)象在傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)中是無(wú)法展示的，很難達(dá)到理想的教學(xué)效果，因此可以借助于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，能模擬一些用語(yǔ)言難以清楚表述的和現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不易進(jìn)行的內(nèi)容。
例如，利用Protel 99 SE軟件仿真顯示出波形，振蕩器起振的過(guò)程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對(duì)波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號(hào)振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動(dòng)活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效提高了課堂教學(xué)效率。
三、利用仿真實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)難關(guān)，增強(qiáng)教學(xué)效果
將仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，可以把許多抽象和難以理解的內(nèi)容變得生動(dòng)有趣，動(dòng)態(tài)地演示一些現(xiàn)象，化難為易，使教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)變得一目了然，便于學(xué)習(xí)者觀察與思維，從而更好地理解和掌握所學(xué)知識(shí)，有效地實(shí)現(xiàn)精講，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。
課堂上教師可以根據(jù)講課需要，運(yùn)行Multisim 7軟件，模擬各種實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)需要隨意控制，使“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”反復(fù)重現(xiàn)，使實(shí)驗(yàn)演示與教師的講解同步進(jìn)行；通過(guò)屏幕的展示，使一些抽象的概念形象化，將一些學(xué)習(xí)方法以動(dòng)態(tài)方式圖解。這樣的教學(xué)模式生動(dòng)活潑，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生正確理解概念，掌握知識(shí)，提高了課堂教學(xué)效率。例如利用Multisim 7軟件對(duì)負(fù)反饋放大器進(jìn)行輔助仿真教學(xué)。反饋不僅是改善放大電路性能的重要手段，而且也是電子技術(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)原理中的一個(gè)基本概念。在放大電路中引入電壓串聯(lián)負(fù)反，會(huì)導(dǎo)致電壓放大倍數(shù)下降，但輸出電壓的穩(wěn)定性提高，非線性失真減少，通頻帶展寬，輸入電阻增加，輸出電阻減少。借助于Multisim7軟件對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些影響，得出與理論相符合的結(jié)果，以利于課堂教學(xué)的成功進(jìn)行。
四、虛實(shí)結(jié)合，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)
電子技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。在電子技術(shù)實(shí)踐課之前，學(xué)生先利用仿真軟件將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，在仿真軟件中，可以隨時(shí)修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果。使教師、學(xué)生感覺(jué)到自己置身于特殊的教與學(xué)的環(huán)境之中, 從而產(chǎn)生親臨真實(shí)電子技術(shù)基礎(chǔ)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。Muhisim 7軟件還提供了故障設(shè)置功能，實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以兩人為一組，互設(shè)故障，然后通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)行故障分析，最后排除。這樣，學(xué)生能初步學(xué)習(xí)電路的故障分析，大大提高了學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際動(dòng)手能力。學(xué)生可提出各種設(shè)計(jì)方案，從而大大提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，也大大提高了學(xué)生電子技術(shù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)水平。
例如在典型的互補(bǔ)對(duì)稱式推挽OTL功率放大電路的實(shí)踐中，先在Multisim7軟件中繪制仿真電路，運(yùn)行仿真電路，通過(guò)數(shù)字萬(wàn)用表和示波器觀察輸出結(jié)果。若結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，則需修改電路再對(duì)電路進(jìn)行仿真調(diào)試，直到符合要求為止，并輸出Protel格式網(wǎng)絡(luò)表文件。再應(yīng)用Protel 99 SE 軟件載入網(wǎng)絡(luò)表，將元件封裝形式修改為Protel形式的元件封裝，設(shè)計(jì)PCB布線圖。然后，根據(jù)布線圖制作印刷電路板，并進(jìn)行實(shí)物安裝與調(diào)試。制作成功時(shí)的成就感激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生有目的、有針對(duì)性地學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)。通過(guò)相應(yīng)的電子制作，在實(shí)踐中鞏固所學(xué)理論，并能用理論知識(shí)解決制作中遇到的問(wèn)題，達(dá)到較好掌握理論知識(shí)與實(shí)踐技能的目的。
（作者單位：恩平市中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；虛擬交互；教學(xué)系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0067-02
“電力電子技術(shù)”既是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門實(shí)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。教學(xué)內(nèi)容以電力電子電路為主線，以波形與相位分析方法（波形分析法）貫穿始終，通過(guò)分析各類電力電子器件的通斷情況來(lái)理解整流、逆變、斬波等典型電路的工作原理，從而繪制出電路在不同負(fù)載作用下各參考點(diǎn)的電流、電壓波形。“電力電子技術(shù)”課程的內(nèi)容較為抽象，理解起來(lái)比較困難。教學(xué)過(guò)程中，理論講解、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是兩個(gè)必經(jīng)環(huán)節(jié)。理論講解中，由于電路類型多，不管是晶閘管觸發(fā)控制角變化控制（相控），還是全控型器件高頻率通斷控制（斬控），單相電路比較容易，對(duì)于三相電路，學(xué)員普遍認(rèn)為較難理解。而實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證理論，加深學(xué)員的理解，因此應(yīng)開(kāi)設(shè)一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，幾乎所有的電路和系統(tǒng)都是封閉式的，多數(shù)僅用掛件或?qū)嶒?yàn)箱來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)員幾乎是機(jī)械式連線、讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形，即使不了解電路的工作原理，只要連線正確、實(shí)驗(yàn)儀器完好即可完成實(shí)驗(yàn)，但是如果設(shè)備或連線有問(wèn)題，就會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異常現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)員不能獨(dú)立分析、解決問(wèn)題，排除故障。
針對(duì)“電力電子技術(shù)”課程在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一個(gè)電機(jī)類課程虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠變抽象為具體，變枯燥為生動(dòng)，形象直觀地進(jìn)行教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。該系統(tǒng)基于VB和MATLAB的接口編程，可以通過(guò)友好的系統(tǒng)界面，運(yùn)行相應(yīng)的Simulink仿真模型。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)觀察電路中任意參考點(diǎn)的電壓、電流波形，還可以實(shí)現(xiàn)交互操作，實(shí)時(shí)改變電路參數(shù)，從而加深學(xué)員對(duì)電路的理解；對(duì)于學(xué)員日后提高工程應(yīng)用和科研水平，掌握現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法――計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很有幫助。該系統(tǒng)不僅可以用于輔助教員進(jìn)行理論講解，加深學(xué)員理解，還可以用于學(xué)員做實(shí)驗(yàn)前熟悉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，掌握實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)踐證明，采用該系統(tǒng)可以較好地適應(yīng)教員教學(xué)和學(xué)員學(xué)習(xí)的需要。
一、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路是：利用MATLAB構(gòu)建仿真模型，使用VB搭建界面，VB調(diào)用仿真模型，實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以調(diào)用仿真模型的虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。
1.MATLAB/Simulink簡(jiǎn)介
MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱。其除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，還具備專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。Simulink是MATLAB軟件下的一個(gè)附加組件，是用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的MATLAB軟件包，為用戶提供了一個(gè)圖形化的用戶界面（GUI）。建立系統(tǒng)模型時(shí)依托圖形界面，利用鼠標(biāo)單擊和拖拉方式構(gòu)建仿真模型，像用鉛筆在紙上繪制系統(tǒng)的方框圖一樣簡(jiǎn)單。
2.常用電力電子電路模塊庫(kù)
（1）電力電子元件庫(kù)（POWER ELECTRONICS）。電力電子元件庫(kù)是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫(kù)中重要的元件庫(kù)，包括IDEAL SWITCH功能模塊和IGBT功能模塊，涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的開(kāi)關(guān)元件，如晶體二極管，IGBT，MOSFET，THYRISTOR，理想開(kāi)關(guān)，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。
（2）線路元件庫(kù)（ELEMENTS）。線路元件庫(kù)也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫(kù)中重要的元件庫(kù)，包括BREAKER功能模塊和LINEAR TRANSFORMER功能模塊，涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的元器件，如電阻器、電容器、輸電線、變壓器、斷路器等。
3.電力電子電路仿真
（1）建立仿真模型。以三相橋式全控整流電路為例，建立仿真模型，使用模型庫(kù)的三相橋（Universal Bridge）和同步6脈沖觸發(fā)器（Synchronized 6-Pulse Generator）集成模塊，如圖1所示。
（2）設(shè)置模型參數(shù)。以阻感負(fù)載為例，設(shè)置模型參數(shù)。一是三相電壓源參數(shù)設(shè)置：電壓峰值為100V，頻率為50Hz。二是三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。三是RLC負(fù)載參數(shù)設(shè)置：R的值為45Ω，L的值為1，C的值為inf。四是6脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率為50Hz，脈沖寬度取1°，選擇雙脈沖觸發(fā)方式。將其第五個(gè)輸入端（Block）置“0”，此時(shí)有脈沖輸出。如果置“1”，則沒(méi)有脈沖輸出。五是觸發(fā)角設(shè)置：α設(shè)為30°。
（3）仿真結(jié)果。圖2為三相橋式全控整流電路仿真結(jié)果，可觀察輸出電壓、輸出電流、晶閘管兩端電壓等多個(gè)波形，并且可以通過(guò)改變?chǔ)两牵^察以上波形，由此加深對(duì)于電路的理解。
4.VB簡(jiǎn)介及應(yīng)用
（1）VB簡(jiǎn)介。Visual Basic（簡(jiǎn)稱VB）是美國(guó)微軟公司推出的Microsoft Visual Studio可視化開(kāi)發(fā)工具套件中的一個(gè)組件，是在Quick BASIC基礎(chǔ)上，為開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序而提供的強(qiáng)有力的開(kāi)發(fā)工具，是一種具有良好的圖形用戶界面（Graphic User Interface，簡(jiǎn)稱GUI）的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。該系統(tǒng)采用VB和MATLAB的接口編程，通過(guò)友好的系統(tǒng)界面，運(yùn)行相應(yīng)的Simulink仿真模型。
（2）界面制作。用VB開(kāi)發(fā)的“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟”窗體中包含多個(gè)運(yùn)行按鈕，這些按鈕是根據(jù)電路帶不同類型的負(fù)載而設(shè)置的，當(dāng)單擊任一個(gè)運(yùn)行按鈕時(shí)，都會(huì)調(diào)用相應(yīng)的Simulink模型窗口進(jìn)行仿真。要實(shí)現(xiàn)這一功能，就需要在運(yùn)行按鈕的單擊事件中輸入相應(yīng)的代碼。以第一個(gè)運(yùn)行按鈕（Commandl）為例，介紹代碼的編寫過(guò)程即VB和MATLAB的接口編程的實(shí)現(xiàn)。雙擊Commandl，進(jìn)入代碼編寫窗口，在PrivateSub Commandl―Click0中寫入如下代碼：
其中，fz是一個(gè)后綴為mdl的模型文件，就是仿真模型的名稱。該文件路徑是可以指定的，但須在MATLAB中將該文件路徑設(shè)置為搜索路徑，否則無(wú)法調(diào)用該文件。
輸入以上代碼，即可調(diào)用程序。但是在VB調(diào)用仿真模型時(shí)，只是彈出一下，馬上就結(jié)束。因此，為了使調(diào)用的程序不結(jié)束，可使用如下代碼：
以上兩行代碼，第一行代表可以開(kāi)始運(yùn)行仿真，第二行代表暫停仿真。當(dāng)程序運(yùn)行至第二行時(shí)，仿真界面將停住，此時(shí)即可對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的操作，與在MATLAB中操作方法類似。圖3是編程截圖。
二、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
為了使整個(gè)虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須把用VB完成的界面設(shè)計(jì)和用MATLAB實(shí)現(xiàn)的仿真模型連接起來(lái)，也就是VB和MATLAB的接口編程。本交互系統(tǒng)中VB和MATLAB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）采用的是客戶端/服務(wù)器（c/s）模式，VB作為客戶端，MATLAB作為服務(wù)器。而接口編程方法中的ActiveX技術(shù)正適合于這種模式，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便，因此采用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)VB和MATLAB的接口編程。系統(tǒng)主要包括主界面和調(diào)用界面，進(jìn)入調(diào)用界面后，就相當(dāng)于在MATLAB環(huán)境中操作。
1.主界面
虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)標(biāo)題為“電機(jī)類課程虛擬交互系統(tǒng)”，主界面有兩個(gè)按鈕，即“進(jìn)入系統(tǒng)”和“退出系統(tǒng)”，如圖4所示。
2.調(diào)用界面
進(jìn)入系統(tǒng)后，出現(xiàn)調(diào)用界面。本界面主要是進(jìn)入相應(yīng)仿真模型，共有9個(gè)仿真模型。本界面具有可添加性，可以根據(jù)自己的需要制作仿真模型并添加到系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善。
三、結(jié)論
本虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)具有界面友好性和開(kāi)放性兩個(gè)特點(diǎn)。友好性體現(xiàn)為交互系統(tǒng)界面友好，可以完成對(duì)仿真模型的調(diào)用。調(diào)用仿真模型后，環(huán)境與在MATLAB中相同，可以對(duì)模型進(jìn)行仿真操作。開(kāi)放性體現(xiàn)為可實(shí)時(shí)修改模塊中的參數(shù)，甚至根據(jù)需要可以添加模塊和模型。教員在完成理論講解后，可使用本系統(tǒng)對(duì)所講解的電路進(jìn)行仿真，使學(xué)員可以實(shí)時(shí)觀察電力電子電路中任意參考點(diǎn)的電壓、電流波形，還可以實(shí)現(xiàn)交互操作，實(shí)時(shí)改變電路參數(shù)，加深學(xué)員對(duì)電路的理解。另外，將該系統(tǒng)進(jìn)行適度開(kāi)放后，學(xué)員不僅可以親自對(duì)教員所講電路進(jìn)行仿真，還可以自己構(gòu)造仿真模型（添加代碼只需要改動(dòng)模型文件名稱即可）并添加到系統(tǒng)中，完善整個(gè)系統(tǒng)。由于時(shí)間關(guān)系，系統(tǒng)中僅僅囊括了“電力電子技術(shù)”課程部分電路的仿真，未包含其他復(fù)雜的電路和“電力電子技術(shù)”課程中電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容。希望日后可以依靠教員和學(xué)員的努力完善此系統(tǒng)，從而更有利于教員的教學(xué)和學(xué)員的學(xué)習(xí)。
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電子技術(shù)基礎(chǔ)是高職院校電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通常采用理論+實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，理論課時(shí)所占比例較重，由于該課程在專業(yè)建設(shè)中占有舉足輕重的作用，因此在全國(guó)高等職業(yè)教育改革的浪潮中，在生源水平參差不齊的今天，很多學(xué)校都在致力于尋找更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法及教學(xué)手段。
1.1理論教學(xué)現(xiàn)狀分析
目前很多高職院校電類專業(yè)課都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體或教學(xué)做一體的教學(xué)模式，然而，基礎(chǔ)課和專業(yè)課的不同之處在于，基礎(chǔ)課知識(shí)點(diǎn)多，涵蓋面廣，以夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)為主要目標(biāo)，授課過(guò)程以理論講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩大部分，主要知識(shí)點(diǎn)包括四種分立元件、二十余種集成元件及十多種常用電路。所授內(nèi)容功能多，電路較復(fù)雜，以分析、計(jì)算為主，授課過(guò)程枯燥乏味、學(xué)生難以理解，目前這種占用大量課時(shí)的理論講授的授課方法（公式推導(dǎo)及計(jì)算）已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。
1.2理論教學(xué)存在的問(wèn)題
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的授課特點(diǎn)是：高職院校電類專業(yè)較多，所有的電類專業(yè)開(kāi)設(shè)電子技術(shù)基礎(chǔ)為專業(yè)基礎(chǔ)課，授課班級(jí)非常多，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)像專業(yè)課一樣實(shí)施教學(xué)做一體教學(xué)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間有限，且開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性內(nèi)容，以授課后進(jìn)行知識(shí)驗(yàn)證為主，學(xué)生無(wú)法在接觸新知識(shí)的第一時(shí)刻便理解并掌握所學(xué)知識(shí)并驗(yàn)證甚至開(kāi)拓思維，時(shí)效性受到嚴(yán)重的限制，如何使學(xué)生在接受理論教學(xué)的同時(shí)，又能實(shí)時(shí)的掌握該部分內(nèi)容及其應(yīng)用，是需要我們盡快地找到一種合適的方法來(lái)解決的問(wèn)題。
2MultiSim9仿真軟件簡(jiǎn)介
Multisim是由EWB（ElectricalWorkbench）發(fā)展而來(lái)，Multisim是一個(gè)完整的設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)，有龐大的元件數(shù)據(jù)庫(kù)、完備的實(shí)驗(yàn)儀器庫(kù)、完整的分析方法，界面易懂直觀，操作容易。Multisim9教育版（可漢化）具有20種虛擬仿真儀器儀表、19種分析方法以及強(qiáng)大豐富的元器件庫(kù)，完全滿足高職院校的學(xué)生在電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新及實(shí)踐的要求。
3MultiSim9仿真軟件
在高職電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用將MultiSim9仿真軟件引入到電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)中，就可以將傳統(tǒng)的理論課堂演變?yōu)椤敖虒W(xué)做一體的實(shí)驗(yàn)課堂”，Multisim9不僅可以代替實(shí)驗(yàn)室中的多種儀器，而且可實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室，即只要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)并安裝軟件即可實(shí)現(xiàn)。下面以組合邏輯電路的設(shè)計(jì)為案例說(shuō)明MultiSim9仿真軟件在高職電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用。
3.1理論知識(shí)
組合邏輯電路的設(shè)計(jì)主要介紹了組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，即根據(jù)已知條件列出真值表，寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式，化簡(jiǎn)后畫(huà)出電路圖。
3.2MultiSim9仿真軟件
在授課過(guò)程中的應(yīng)用設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一個(gè)舉重成功判別電路。在舉重比賽中有三個(gè)裁判員，每一個(gè)裁判員控制一個(gè)開(kāi)關(guān)，認(rèn)為某個(gè)運(yùn)動(dòng)員試舉成功時(shí)，按下開(kāi)關(guān)，認(rèn)為某個(gè)運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有成功時(shí)，不按開(kāi)關(guān)。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的裁判認(rèn)為成功，給出成功信號(hào)，否則給出失敗信號(hào)，現(xiàn)有與非門若干，請(qǐng)完成電路設(shè)計(jì)。
4小結(jié)
【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù)；Multisim；教學(xué)
隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)各行各業(yè)的進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，對(duì)教育領(lǐng)域的影響也越來(lái)越大。就電工電子技術(shù)課程而言，利用虛擬仿真軟件來(lái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能有效的提高實(shí)驗(yàn)效率，在教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了很好的教學(xué)效果。
一、基于仿真軟件Multisim的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性
電工電子技術(shù)課程是一門理論聯(lián)系實(shí)踐緊密的課程，課程教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。但是，往往實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地達(dá)不到要求，使得課程實(shí)驗(yàn)無(wú)法全部開(kāi)出。而且目前來(lái)看，實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在一些不足，主要表現(xiàn)在：
（1）功能相對(duì)單一?，F(xiàn)代測(cè)控技術(shù)要求儀器不僅僅能單獨(dú)測(cè)量到某個(gè)量，而更希望它們之問(wèn)能夠互通信息，實(shí)現(xiàn)信息共享，從而完成對(duì)被測(cè)各系統(tǒng)的綜合分析、評(píng)估，得出準(zhǔn)確判斷。傳統(tǒng)儀器在這方面顯然存在嚴(yán)重不足，甚至不可能實(shí)現(xiàn)。
（2）利用率相對(duì)偏低。對(duì)復(fù)雜的被測(cè)系統(tǒng)，面對(duì)各廠家的不同測(cè)試設(shè)備，使用者需要的知識(shí)很多，這樣的儀器不僅使用頻率和利用率低，而且硬件存在冗余。
（3）操作復(fù)雜容易損壞。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求學(xué)生能舉一反三，總結(jié)規(guī)律，在傳統(tǒng)儀器中往往要重復(fù)測(cè)量，且調(diào)試過(guò)程中極易出現(xiàn)硬件損壞，造成人力、物質(zhì)的浪費(fèi)。
基于以上原因，仿真軟件越來(lái)越多地在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得以應(yīng)用。其中Multisim由于功能強(qiáng)大，交互性好得到廣泛的應(yīng)用。
二、Multisim軟件應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)
首先，Multisim本身具有優(yōu)勢(shì)。該軟件不僅提供了電路的多種仿真分析方法，如交、直流掃描分析，參數(shù)掃描分析，交流頻率特性分析，瞬態(tài)分析，等等，而且也提供了多種虛擬儀表和儀器，如：直流電壓表、電流表、數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、功率表、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換儀等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能觀測(cè)到一些連續(xù)變化的波形和參數(shù)。它提供了模擬和數(shù)字電路的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。軟件具有和真實(shí)環(huán)境一樣的可視化界面，含有豐富的電子元件模型，能根據(jù)用戶需要自選擴(kuò)充器件庫(kù)，實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果與實(shí)際調(diào)試結(jié)果十分接近。
其次，Multisim應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。利用Multisim軟件進(jìn)行電路的仿真測(cè)試，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)效率，而且在教學(xué)中可以方便、直觀的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和演示各種電子電路的工作原理。比如，理論課教學(xué)中難以講清的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，可以通過(guò)驗(yàn)證性虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行演示，提高課堂的生動(dòng)性和趣味性。其二，利用該軟件可以檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ热?，可以在仿真電路上進(jìn)行故障的設(shè)置，讓學(xué)生進(jìn)行故障排除，借以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力。再有，利用該軟件可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。還有一個(gè)真實(shí)實(shí)驗(yàn)無(wú)法比擬的重要作用，就是可以進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)，而不用擔(dān)心造成危險(xiǎn)和物資的浪費(fèi)。
三、Multisim仿真軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的典型應(yīng)用
目前，利用Multisim進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，比較典型的應(yīng)用是與實(shí)物實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。這樣做的好處是可以大大節(jié)省電路的調(diào)試時(shí)間，同時(shí)可以用實(shí)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)驗(yàn)證虛擬實(shí)驗(yàn)的正確性。應(yīng)用的步驟是：
1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路原理圖創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)電路
在Multisim界面上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從部件箱中選擇所需元件，用鼠標(biāo)拖放在軟件工作區(qū)，將元件按實(shí)驗(yàn)電路的布局進(jìn)行放置。從儀器架上將要用到的儀器拖放到工作區(qū)，用導(dǎo)線將儀器與電路相連，并對(duì)它們的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置。
2.閉合仿真開(kāi)關(guān)，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)
閉合仿真開(kāi)關(guān)，就可對(duì)電路進(jìn)行仿真。雙擊所要觀察的仿真儀器，即可觀察電路某點(diǎn)的波形或參數(shù)。如測(cè)量結(jié)果達(dá)不到實(shí)驗(yàn)要求或者實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可以通過(guò)進(jìn)一步的調(diào)整電路的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，直至達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。
3.根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)電路的參數(shù)搭接實(shí)物電路，進(jìn)行調(diào)整測(cè)試
由于已經(jīng)有了虛擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作為支撐，實(shí)物實(shí)驗(yàn)電路元件的相關(guān)參數(shù)以虛擬實(shí)驗(yàn)電路的元件參數(shù)為準(zhǔn)。學(xué)生可以比較迅速的完成實(shí)物實(shí)驗(yàn)。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的理性認(rèn)識(shí)。
4.按照實(shí)驗(yàn)要求，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行梳理、總結(jié)、分析，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
四、基于Multisim仿真軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的主要保障條件
1.編寫實(shí)物實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教材
與傳統(tǒng)的實(shí)物實(shí)驗(yàn)一樣，利用Multisim軟件進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)也應(yīng)該具有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等基本要求，因此要想很好的發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，也必須要有合適的教材。教材內(nèi)容應(yīng)該是虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)物實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，既充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)各自的優(yōu)勢(shì)，又能使得兩種實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互支撐，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。
2.適當(dāng)增加學(xué)習(xí)Multisim軟件使用的學(xué)時(shí)
學(xué)會(huì)并熟練操作Multisim軟件需要一定的時(shí)間，這就要求在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中增加額外的學(xué)時(shí)。
3.實(shí)驗(yàn)室配備必要的電腦
使用軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要實(shí)驗(yàn)室配備必要的電腦。比較流行的配備方式是構(gòu)建一體化實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室在每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上都配備一臺(tái)電腦，學(xué)員在實(shí)驗(yàn)臺(tái)位上既能做實(shí)物實(shí)驗(yàn)也能做虛擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一。另外就是建設(shè)EDA實(shí)驗(yàn)室，學(xué)員在該實(shí)驗(yàn)室完成虛擬實(shí)驗(yàn)后再進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)。
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