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摘要:針對應用型本科院校電路與模擬電子技術課程教學的需要,研究了計算機專業在《電路與模擬電子技術》課程的教學改革。本文針對負反饋放大電路仿真實例說明了Multisim仿真軟件的使用,在“電路與模擬電子技術”課堂教學中應用仿真軟件,能夠將枯燥、抽象的理論教學變得具體、直觀、生動,在教學中取得了良好的教學效果。
關鍵詞:電路;模擬電子技術實驗教學;Multisim;仿真
1概述
計算機專業是軟硬件結合、面向系統開發和應用的專業,而電路與模擬電子技術作為計算機專業的專業基礎課,要求學生能夠熟練掌握電子電路的基本分析方法,以便掌握計算機的硬件知識以及計算機接口電路的分析與設計。通過本課程的學習,要求學生掌握電路與模擬電子技術的基本理論、基本知識和基本技能,對其應用及未來發展方向有所了解,為今后學習后續課程以及畢業生就業拓展更寬的領域。
2課程教學中存在的問題
計算機專業很多學生認為計算機專業是學習軟件編程的,電路與模擬電子技術課程不屬于計算機專業課,能否學好無關緊要,在學習上重軟件輕硬件;另一方面,該課程概念多、內容抽象、邏輯性較強,造成學生對課程學習力不從心,排斥這些課程的學習。當學生畢業后從事計算機相關工作的時候,發現自身硬件知識非常薄弱。嵌入式系統是當前最熱門最有發展前途的IT應用領域之一,隨著嵌入式系統開發和應用的盛行,掌握硬件理論和計算機專業的軟件理論是IT行業工作人員在新時代的基本要求[1]。電路與模擬電子技術課程的主要內容包括電路和模擬電子技術,理論知識既抽象又難懂,使得學生感覺枯燥乏味,學習熱情大幅下降,而該課程的內容不斷增加,教學計劃要求講授的知識與學時少的矛盾更加突出。以我校計算機專業為例,課程本身理論學時44學時,實驗10學時。理論知識比較深奧,實驗學時較少,要在有限的時間內讓學生接受和理解課程還很困難。如果充分利用先進的媒體,適當地引入Multisim10仿真軟件,這樣有利于學生接受復雜的知識,取得良好效果[2-4]。
3Multisim仿真軟件在電路與模擬電子技術教學中的應用
在電路與模擬電子技術課程中Multisim軟件是美國NI公司推出的一個用于電路設計和仿真的工具軟件,它的功能很強大,以形象生動的仿真效果而被譽為“虛擬電路電子實驗室”,因此它是電子類專業教學的重要仿真軟件。設計人員可利用此軟件對所設計的電路進行仿真和調試。Multisim仿真軟件在電路與模擬電子技術教學應用中的優勢體現在[5]:
3.1電路與模擬電子技術課程是一門理論性很強、難度較大的課程。一臺PC機和一個仿真軟件就可以搭建電路,通過Multisim圖形化的仿真環境,可以將抽象、枯燥的電路理論直觀的展現出來,降低教學難度,提高課堂教學效率,學生容易理解和掌握。
3.2在實驗教學中搭建電子實驗平臺,實現了虛擬實驗和實際實驗的結合。Multisim仿真實驗和實際實驗相比具有直觀、簡單和速度快等特點。學生既可以在計算機機房做實驗,也可以把實驗搬回宿舍。仿真實驗不需要真實環境的介入,元器件較多,在實驗過程中元件沒有損耗,實驗室維護方便,這樣的“電子實驗平臺”有助于提高學生實踐能力。
3.3電路易受到干擾模擬電子技術部分在實驗室環境中實驗波形易出現較大失真,而仿真實驗沒有干擾信號,可實時觀測參數對波形的影響,比真實的實驗更能反映實驗的本質,更加準確、真實、形象。
4Multisim10在電路與模擬電子技術課程教學中的應用
4.1將開關J1斷開,電路中暫不引入級間反饋
當輸入電壓是正弦交流電時,在輸出端通過萬用表可測得輸出電壓為。沒有引入級間反饋時,該放大電路總的電壓放大倍數為。
4.2將圖中的開關J1合上,引入電壓串聯負反饋
加上正弦輸入電壓,由虛擬示波器看到,輸出電壓的幅度明顯下降,但波形更好。
結束語
Multisim仿真軟件在電路與模擬電子技術課程教學改革中的應用與實踐順應我校轉型發展的大趨勢,把仿真教學融入課堂,改變教學方法和手段,引導學生在課后自己去分析更多復雜的電路,通過對虛擬儀器的熟練使用,提高了學生的自學能力,增強了理論教學的靈活性,激發學習的興趣和主觀能動性,大大提高教學質量和教學效果。
參考文獻
[1]包蕾,管冰蕾.計算機專業電子技術基礎課程教學內容的組織[J].科教導刊,2015,(4):139-140.
[2]吳玲敏,王維娜.Multisim10仿真技術在“電路基礎”教學中的應用與實踐[J].教育教學論壇,2017,(9):64-66.
[3]張志友.Multisim在電工電子課程教學中的典型應用[J].實驗技術與管理,2012,29(4):108-110.
[4]羅廷芳,南江,李偉.NIMultisim10在電工電子技術教學中的應用[J].電子設計工程,2012,20(6):154-157.
[5]趙巖.Multisim在電工與電子技術教學中的應用[J].民營科技,2016,(1):22-23.
作者:陶貴麗;周廣興;劉文強;祝軼歐 單位:黑龍江科技大學