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《multisim在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、Multisim在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用 摘要:針對電類課程教學(xué)中存在知識抽象、難學(xué)、難懂的特點,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)與仿真實驗互動的方式,獲得更好的教學(xué)效果,詳細(xì)介紹了兩個仿真實驗的教學(xué)實例。 關(guān)鍵詞:Multisim仿真實驗理論分析課堂演示 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是知識點抽象,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]。如何將這類知識點生動形象地展現(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)。美國學(xué)者拜格雷認(rèn)為:“在當(dāng)今的科技信息時代,任何領(lǐng)域的改革或多或少地受到現(xiàn)代技術(shù)的影響,在對教育體制進(jìn)行改革時,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?!盵2]在這一思路的指導(dǎo)下,我們將Multisim現(xiàn)代化電子設(shè)計自動化仿真軟件應(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 在課堂上運用Multisim仿真軟件為學(xué)生解析問題,具有許多傳統(tǒng)教學(xué)手段難以實現(xiàn)的優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在以下幾個方面?! ?.1Multisim可以將電路實
3、驗搬到屏幕上 有些知識點的理論推導(dǎo)比較枯燥、抽象,如果在講解這部分內(nèi)容時,用實驗的方法現(xiàn)場演示,能給學(xué)生留下深刻的印象,加深學(xué)生對知識的理解。例如,在講解三相對稱電路和不對稱電路[3]時,可以在屏幕上用Multisim做一個三相對稱電路和一個三相不對稱電路的仿真實驗,通過實驗學(xué)生可以觀測到在對稱時電源和負(fù)載兩中性點等電位,而不對稱時出現(xiàn)中性點偏移,比純理論推導(dǎo)更直觀,學(xué)生的記憶更深刻。 1.2Multisim可以使用理想的電路元件,給課堂演示實驗帶來方便 在課堂上用Multisim為學(xué)生做演示實驗,我們可以在元件庫中選擇理想的元件,這是實物實驗不易達(dá)到的理想狀態(tài),
4、但在講解理論知識時又希望學(xué)生能看到理想的狀態(tài)。如三相對稱負(fù)載實驗,在現(xiàn)實中很難做到三相負(fù)載完全對稱,而用Multisim仿真軟件可以解決這一難題,做到三相完全對稱,而且教師還可以隨意更換元件,以便觀察各種狀況,為學(xué)生觀測各種理想狀態(tài)打開一道方便之門?! ?.3用Multisim演示實驗可以提高課堂效率 以前在講解一些比較抽象的內(nèi)容時,教師費力描述,學(xué)生可能依然不能建立表象(如講解單管放大電路信號失真),此時如果我們用Multisim做一個演示實驗便可一目了然。Multisim仿真軟件具有自動化程度高、功能完善、運行速度快且操作界面友善[4]等優(yōu)點,操作非常簡便。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,并通過示波器直接觀察輸出波形,這樣省時省力,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演示實驗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,我們會給學(xué)生提個小問題: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,但對于初學(xué)電工電子技術(shù)的學(xué)生來講,沒有通過實踐的檢驗,還是將信將疑。如果我們這時做一個演示實驗,在AB
6、間加一個電流表,通過電流表的顯示可以看到I確實為0,如果我們在CD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。雖然只是一個小實驗,卻讓學(xué)生對基爾霍夫電流定律有了直觀而深刻的理解?! ?.5用Multisim演示實驗可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 在講解一些容易混淆的概念時,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仿真實驗驗證,學(xué)生還可以自己到實驗室做相關(guān)的仿真實驗,這樣做使學(xué)習(xí)變得生動形象,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。 2Multisim在電類課程教學(xué)中的應(yīng)用實例 在日常教學(xué)中,我們積累了許多用Multisim仿真實驗的教學(xué)實例,下面舉2個具體的實例?! ?.1單管放大電路非線性失真的仿真實驗 根據(jù)式(1)可知,當(dāng)減小RB時,IB增大,而IB過大會使靜態(tài)工作點接近飽和區(qū),根據(jù)圖3的圖解分析可知,當(dāng)靜態(tài)工作點接近飽和區(qū)時,電路輸出波形會出現(xiàn)飽和失真,我們可以通過仿真實驗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,會使IB減小,靜態(tài)工作點接近截止區(qū),進(jìn)而出現(xiàn)截止失真,出現(xiàn)如圖4c所示的波形,通過仿真實驗,結(jié)