浅谈基于Multisim7.0的电工电子仿真教学

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2024年4月6日发(作者：)

第１０卷第６期　

天津职业院校联合学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ　

ＮＯ．６　Ｖｏ１．１０　

ＮＯＶ．２００８　

２００８年１１月　

电工电子仿真教学　

浅谈基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ７．０的　

王文杰　

（天津交通职业学院，天津市３００１１０）　

摘　要：　介绍了仿真软件Ｍｎｌｉｔｉｓｉｍ７．０在电工电子教学中的应用，合理地应用该软件，可以提高教学效率，增　

加课堂容量，加强学生的动手能力和电路分析能力，减少学校的硬件投资。通过软件仿真，为传统的电工电子教学模　

式提供了新的手段，注入新的内涵。　

关键词：　电工电子；仿真；实验　

中图分类号：Ｇ６４２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—５８２Ｘ（２００８）０６—００６８—０３　

随着社会的发展，传统职业院校中的电子技术教学模式已难以适应社会的需要，其具体表现在：教学手段单一，　

知识抽象，课堂容量少；设备落后，技能培训少。若借助先进的虚拟技术，对一些教学环节进行仿真，可部分解决上述　

几点不足。ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０是一个非常好的电子电路仿真软件，它自带了上万个元器件、电源和仪表以及十几种电路分　

析方法，可以对电路环境和电路过程进行仿真，其结果准确可靠，不用担心设备的损坏。利用它可进行教学、实验，既　

能突破传统的教学模式，使学生感受到电路动态与静态的真实状态，将抽象的内容直观化，又能提高学生的学习兴趣　

和教学效果以及分析能力。可以说它是一个虚拟的“电工电子实验室”，合理运用该软件，可大大提高电工电子的教学　

质量。　

一

、

仿真教学的方式　

１．在理论教学的基础上进行仿真教学　

现以讲授共射极三极管放大电路为例，如图１，学生掌握了三极管放大电路的工作原理、反相和失真等基本知识　

后，对电路进行仿真教学，以判断电路是否正确，如图２是输出波形图，以此可以看出输入输出反相，然后在教师的指　

导下可进行适当的拓宽分析。在此过程中，学生在感知教学的知识后，进一步用仿真电路进行验证，比较清晰地掌握　

三极管放大电路的知识，巩固教学内容。学生在课堂上掌握本节课的教学内容，同时也做了相关实验，掌握了各种参　

数的测量和验证，达到理论与实践相结合的要求。若先仿真教学，后理论教学，其不足之处在于学生不知某电路的基　

本功能和原理，在仿真时，因不知电路仿真结果的对错，难以提出具有针对性、专业性的问题。　

图１　单管放大电路图　图２放大电路的输入输出波形　

收稿日期：２００８—０５—２０　

作者简介：王文杰（１９８２一），男，天津市人，天津交通职业学院科研处助教，从事电工电子信真教学研究。　

・　

６８　・　

２．合理运用ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０进行互动教学　

运用ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０进行互动教学，让学生在实验探索中巩固知识，提高对电路的分析能力，增强学习兴趣。在讲　

授《电子技术》课程时，教授学生电路仿真软件这个工具的使用。可使学生在学习知识的同时，有可以掌握一件使用的　

工具。学生可把学到的电工电子知识应用到ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０中进行验证，使之在实验探索中巩固所学电工电子知识。　

例如讲授桥式整流电容滤波电路时，因桥式整流电路加上电容滤波后，能使输出的波形更平滑，并能够提高输出的直　

流电压，如果某个二极管损坏或反接可得到不同的结果。这些内容可让学生在学习电路仿真软件时自己设定电路故　

障，并应用仿真软件进行验证，分析电路的优缺点。最后，学生应用所学的专业知识和ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０进行电子制作，既　

可以巩固所学的专业知识，又可以拓展思维，提高电路设计和动手制作能力。　

二、仿真教学的优点　

１．应用ＭｕｋｉＳｉｍ７．０仿真教学，能使电工电子教学直观、形象、效率高　

在职业学校中，所开课程较多，出现教师不能稳定于某一课程的讲授，尤其是专业课教师，这种“不稳”很是普遍，　

但所开课程的教学内容基本稳定。该现象往往导致教师工作量加大、教学资料收集不够、教学手段单一，不利于教学　

效果的提高。教学实践中，可集中相应的任课教师针对教材中一些既复杂又抽象的内容制作成课件。例如：《电子技　

术》中ＪＫ触发器如图３。该电路功能复杂，状态多变，很抽象，学生不易掌握。利用此软件，可以观察到输人输出脉冲　

的变化，以及触发器状态变化，如图４为ＪＫ触发器的输出和时钟脉冲的波形图。若将结果与教材中理论内容相比，可　

以看出其比传统教学的效果好、效率高。再如：戴维南定理、差动放大，振荡，计数器要想验证它们的原理和功能，可让　

教师先讲完工作原理，再让学生做练习，做完练习后，教师直接用仿真电路来验证习题的结果，这样学生既强化记忆，　

又加深理解。当然，由于软件本身的特点，并不是所有的教学内容都适用，这需要发挥教研组成员的作用，把在教学过　

程中难以讲清、讲明、讲透的内容以及利用传统教学模式收效不大的内容，应用ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０制作课件，并在应用这些　

课件时，不断地加以完善，最终系统整理作为学校的资源，今后根据实际情况将它们应用到教学上，教师的负担得以　

减轻，水平得到提高。　

图３　ＪＫ触发器　

图４　ＪＫ触发器的输出和时钟脉冲　

２．减少试验开支　

把较难做的、设备投入较大的实验搬到计算机中完成，减少了材料和设备损耗。　

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６９・　

三、正确处理仿真实验与硬件实验的关系　

在《电子技术》教学中，实验是必不可少的教学环节，哪些实验必须在硬件实验室完成，哪些实验可用ＭｕｌｔｉＳｉｍ　

７．Ｏ来“做”呢？应充分发挥两者的优势，将它们有机地结合起来，既要提高学生的动手能力，又要开发学生的学习潜　

能，促进电工电子技术的教学。在实际教学中，可按以下几点作合理安排：（１）复习课、习题课、拓宽内容，例如５５５定　

时器的使用可以应用ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０仿真实验，这样既可以增加学生的兴趣，又可以巩固学生所学的知识，还可以拓宽　

学生的知识面；（２）难做的、投资较大的、学生又须掌握的实验，可用ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０仿真实验，例如：调谐放大电路实验　

等；（３）在电工实验中，对于一些具有一定危险性的实验可以用软件仿真，例如用二瓦计测三相电功率；（４）基本仪器、　

仪表的使用，元器件的使用、测量以及跟日常生活联系较强的电路应要求学生在硬件实验室完成，例如：电阻、电压、电　

流的测量、常用仪表的正确使用，在实验过程中要耐心地指导学生，使学生具有一定的感性认识，以提高学生的动手　

能力；（５）需要对电路进行故障分析，又担心某些仪器、仪表和元器件，因操作不当而造成不必要损坏时，可结合软件进　

行仿真分析。　

四、应用ＭｕｌｔｉＳｉｒａ７．０时要认识其在教学过程中的不足　

（１）作为电子设计自动化软件（ＥＤＡ）的ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０是一个电路实时仿真软件，在工程中，其优点白不必言，但在　

教学中缺乏课堂教学所需要的节奏和分析，例如，如何画出输出波形在此软件中是解决不了的。　

（２）ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０并没有建立针对课堂教学电路模型，而是采用通用的方法对电路进行分析，它对整个电路做出　

全局的分析，包括仪表接入的影响、二极管的导通压降等。对于强调重点突出的课堂教学来说，过于全面和细致的考　

虑有时反而影响了教学效果，使学生不易理解、不易抓住重点。　

（３）没有相应的中文版，对于目前高职院校的学生来说，较难看懂界面，更不用说利用“帮助”来学习该软件。　

总之，在电工电子教学中，运用ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０进行教学，既有优越性，又有局限性。所以要充分发挥优越性，扬长　

避短，通过运用电路仿真软件ＭｕｌｔｉＳｉｍ７．０，进行辅助教学，使学生更易掌握知识，使学生能做的实验更多更全、教学　

更直观、教学效果更好。同时，还应加强传统的硬件实验，增大必要的投资，清醒地认识到虚拟实验只是辅助的手段，　

不能完全替代硬件实验，只有两者结合，相得益彰，才能更好地推动电工电子的教学、促进学生综合素质的提高。　

参考文献：　

［１］石小法．电子技术基础Ｉ－Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１．　

Ｅ２］李良荣．现代电子设计技术——基于ＭｕｌｔｉＳｉｍ７　０＆Ｕｌｔｉｏａｒｄ　２００１　ＥＭ３．北京：机械工业出版社，２００４　

［３３赵雅兴．电子线路计算机辅助分析与设计ＥＭ］．天津：天津大学出版社，２００１．　

Ｅ４］杨欣，王玉风。刘湘黔．电子设计从零开始Ｉ－Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００５．　

［责任编辑：张洪定］　

Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＥＤＡ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｍｕｌｔｉｓｉｍ７．０　ｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　

ＷＡＮＧ　Ｗｅｎ—ｊｉｅ　

（Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１　１０　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＥＤＡ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔｅａｃｈ－　

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ｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　ｇｉｖｅ　ｉｔ　ｎｅｗ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　

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本文标签： 学生教学电路电子实验