multisim在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用

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1、Multisim在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用　　摘要：針對(duì)電類課程教學(xué)中存在知識(shí)抽象、難學(xué)、難懂的特點(diǎn)，提出在課堂教學(xué)中使用現(xiàn)代化仿真技術(shù)，采用理論教學(xué)與仿真實(shí)驗(yàn)互動(dòng)的方式，獲得更好的教學(xué)效果，詳細(xì)介紹了兩個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)例。　　關(guān)鍵詞：Multisim仿真實(shí)驗(yàn)理論分析課堂演示　　電路原理、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)是電類專業(yè)學(xué)生的3門專業(yè)基礎(chǔ)課，而電工電子技術(shù)是將以上3門課及電機(jī)與電氣技術(shù)綜合為一體，為非電類專業(yè)工科學(xué)生開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，這些課程的共同特點(diǎn)是知識(shí)點(diǎn)抽象，難學(xué)難懂，盡管教師想方設(shè)法地描述，有些學(xué)生還是很難理解[1]。如何將這類知識(shí)點(diǎn)生動(dòng)形象地展現(xiàn)給學(xué)生，

2、使他們接受起來輕松愉快，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，獲得滿意的教學(xué)效果是我們期待解決的問題與追求的目標(biāo)。美國(guó)學(xué)者拜格雷認(rèn)為：“在當(dāng)今的科技信息時(shí)代，任何領(lǐng)域的改革或多或少地受到現(xiàn)代技術(shù)的影響，在對(duì)教育體制進(jìn)行改革時(shí)，必須把現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用與學(xué)校、教學(xué)的改革協(xié)調(diào)起來進(jìn)行。”[2]在這一思路的指導(dǎo)下，我們將Multisim現(xiàn)代化電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化仿真軟件應(yīng)用于課程教學(xué)中，收到了可喜的效果?！　?Multisim在電類課程教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)　　在課堂上運(yùn)用Multisim仿真軟件為學(xué)生解析問題，具有許多傳統(tǒng)教學(xué)手段難以實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面?！　?.1Multisim可以將電路實(shí)

3、驗(yàn)搬到屏幕上　　有些知識(shí)點(diǎn)的理論推導(dǎo)比較枯燥、抽象，如果在講解這部分內(nèi)容時(shí)，用實(shí)驗(yàn)的方法現(xiàn)場(chǎng)演示，能給學(xué)生留下深刻的印象，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。例如，在講解三相對(duì)稱電路和不對(duì)稱電路[3]時(shí)，可以在屏幕上用Multisim做一個(gè)三相對(duì)稱電路和一個(gè)三相不對(duì)稱電路的仿真實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以觀測(cè)到在對(duì)稱時(shí)電源和負(fù)載兩中性點(diǎn)等電位，而不對(duì)稱時(shí)出現(xiàn)中性點(diǎn)偏移，比純理論推導(dǎo)更直觀，學(xué)生的記憶更深刻?！　?.2Multisim可以使用理想的電路元件，給課堂演示實(shí)驗(yàn)帶來方便　　在課堂上用Multisim為學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)，我們可以在元件庫(kù)中選擇理想的元件，這是實(shí)物實(shí)驗(yàn)不易達(dá)到的理想狀態(tài)，

4、但在講解理論知識(shí)時(shí)又希望學(xué)生能看到理想的狀態(tài)。如三相對(duì)稱負(fù)載實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)實(shí)中很難做到三相負(fù)載完全對(duì)稱，而用Multisim仿真軟件可以解決這一難題，做到三相完全對(duì)稱，而且教師還可以隨意更換元件，以便觀察各種狀況，為學(xué)生觀測(cè)各種理想狀態(tài)打開一道方便之門?！　?.3用Multisim演示實(shí)驗(yàn)可以提高課堂效率　　以前在講解一些比較抽象的內(nèi)容時(shí)，教師費(fèi)力描述，學(xué)生可能依然不能建立表象（如講解單管放大電路信號(hào)失真），此時(shí)如果我們用Multisim做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)便可一目了然。Multisim仿真軟件具有自動(dòng)化程度高、功能完善、運(yùn)行速度快且操作界面友善[4]等優(yōu)點(diǎn)，操作非常簡(jiǎn)便。教師可

5、以課前做好仿真電路，課上通過更換元件參數(shù)，改變靜態(tài)工作點(diǎn)，并通過示波器直接觀察輸出波形，這樣省時(shí)省力，可以讓學(xué)生直接看到各種參數(shù)改變后的結(jié)果，效果很好?！　?.4用Multisim演示實(shí)驗(yàn)可以收到更好的教學(xué)效果　　為了取得較好的教學(xué)效果，教師在課堂教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)法，經(jīng)常會(huì)提出一些概念容易混淆的問題供學(xué)生討論。例如：在講完基爾霍夫電流定律時(shí)，我們會(huì)給學(xué)生提個(gè)小問題：圖1所示電路中流過R1的電流是多少？根據(jù)基爾霍夫電流定律可知I=0[5]，這一答案盡管從理論上講的通，但對(duì)于初學(xué)電工電子技術(shù)的學(xué)生來講，沒有通過實(shí)踐的檢驗(yàn)，還是將信將疑。如果我們這時(shí)做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，在AB

6、間加一個(gè)電流表，通過電流表的顯示可以看到I確實(shí)為0，如果我們?cè)贑D間用短路線連接，中間加上電流表，可以看到AB間電流等于CD間電流，兩電流大小相等，方向相反，將CD連線去掉，AB間電流又為0。雖然只是一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，卻讓學(xué)生對(duì)基爾霍夫電流定律有了直觀而深刻的理解。　　1.5用Multisim演示實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣　　在講解一些容易混淆的概念時(shí)，我們可以給學(xué)生提出一些相關(guān)的討論題，供學(xué)生思考和討論，然后在課堂上用Multisim仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)生還可以自己到實(shí)驗(yàn)室做相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)，這樣做使學(xué)習(xí)變得生動(dòng)形象，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，比教師平鋪直敘地講解、推導(dǎo)更容易讓學(xué)

7、生接受?！　?Multisim在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例　　在日常教學(xué)中，我們積累了許多用Multisim仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)例，下面舉2個(gè)具體的實(shí)例?！　?.1單管放大電路非線性失真的仿真實(shí)驗(yàn)　　根據(jù)式（1）可知，當(dāng)減小RB時(shí)，IB增大，而IB過大會(huì)使靜態(tài)工作點(diǎn)接近飽和區(qū)，根據(jù)圖3的圖解分析可知，當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)接近飽和區(qū)時(shí)，電路輸出波形會(huì)出現(xiàn)飽和失真，我們可以通過仿真實(shí)驗(yàn)觀察到示波器的輸出波形如圖4b所示，和理論分析結(jié)果一致；反之，當(dāng)不斷增大RB時(shí)，會(huì)使IB減小，靜態(tài)工作點(diǎn)接近截止區(qū)，進(jìn)而出現(xiàn)截止失真，出現(xiàn)如圖4c所示的波形，通過仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)