时间：2023-03-03 15:54:09
导语：在虚拟仿真电子技术的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
[中图分类号]G712[文献标志码]A[文章编号]2096-0603（2017）21-0084-01
随着现代科技水平的不断提高，虚拟仿真技术愈来愈被更多的人所认识并了解，运用领域亦变得更加广泛。虚拟技术蓬勃的发展背景下，在中职电子技术教学中加强其工作的推进不仅有利于虚拟仿真技术社会价值的实现，更有利于推动我国中职教育事业的进步与发展。为此，加强虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用势在必行。
一、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用现状
（一）教师教学的得力手段
虚拟仿真技術在中职电子技术教学中的应用有效提高了教学质量，在传统的中职电子技术教学中，教师往往采用“填鸭式”的理论教学手法进行教学，然而电子技术教学的理论教学抽象、难懂，加之学生的实操课安排比例较少，从而导致其教学质量不高。而虚拟仿真技术的应用不仅有效地将抽象的理论知识进行具体化、形象化，使学生更好地理解相关知识，更有助于减轻教师的教学负担，使教师能够腾出更多的时间进行备课设计工作，并借此提高整体教学质量。
（二）学生学习的“好帮手”
中职院校的学生往往文化课基础较为薄弱，其在抽象、难懂的电子技术课堂学习中受个人学习基础的限制，难以激发自身的学习积极性。虚拟仿真技术的应用能够将系统的理论知识运用图文并茂的形式在荧幕中呈现，学生被新的动态教学模式所吸引，便会提高自己的学习积极性和主动性。此外，虚拟仿真技术在电子技术教学中的应用还能够打破传统理论知识统一的课堂局面，从而给教学模式带来更多的创新，使电子技术教学质量不断提升[1]。
（三）教师的虚拟仿真技术应用有待提高
虚拟仿真技术的应用确定能够提高学生的学习积极性和电子技术教学质量，然而，作为一种新型的教学模式，虚拟仿真技术的应用对教师自身的应用水平有着较高的要求。当前，我国中职院校多数教师在教学工作中已经形成了理论讲解为主的习惯，对突如其来的教学改革很难在一时间适应，并缺乏对虚拟仿真技术的深入了解，使其在实践教学工作中难以保持长远的教学价值。为此，强化教师对虚拟仿真技术的应用能力成为中职院校电子技术教学工作任务的重点。
二、关于虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的具体应用
（一）利用虚拟仿真技术创设教学情境
虚拟仿真技术对生活中的情境进行模拟，让教学资源更加直观地呈现在学生眼前，同时将教学资源的影像要素与生活化相关联，借以激发学生的积极性，使学生有种身临其境之感，并轻松、愉快地获取电子技术专业知识。此外，这种教学技术的应用不仅能够促进学生学习主动性的提高，更能让学生更加充分地理解和运用电子技术知识并提高学生的学习效率。为此，在实际教学中，教师可以构建一个虚拟仿真技术的情境平台，让学生模拟电路操作来展示电路数据，不仅能促使学生在课堂学习中清晰地掌握理论知识，而且能提高他们的实践操作能力[2]。
（二）虚拟仿真技术在小组合作学习中的应用
小组合作学习的教学模式在传统的电子技术教学工作中便有所应用，但学生整体对其知识点内容缺乏明确的认识和理解，继而导致在小组写作学习过程中容易产生较大的分歧，进而影响学习效果。而虚拟仿真技术与小组合作学习模式的融合不仅能够促进学生团队协作学习能力的提升，更能让每个学生清晰地了解技术与理论领域的知识点，让学生更能够在不同的观点下进行积极探索，极大地提高学生的学习效率。此外，教师在运用虚拟仿真技术授课时，其自身要不断加强对该技术的练习，在教学中不断学习，可以提高自身对虚拟仿真技术的应用能力，从而满足电子技术教学工作的要求。
（三）模拟操作与实际操作相结合
鉴于中职院校电子技术教学中的设备数量限制和人数配比限制，必须加强虚拟仿真技术的引进，从而促进全体学生能够更好地进行实操训练。虚拟仿真技术能够为学生构建虚拟的实操平台，让学生能够在模拟操作中切实感受到现实的操作滋味。值得强调的是，模拟器操作虽然能够培养学生的实操能力，但却无法模拟出现实设备出现的各种突发问题，为此，在进行模拟操作教学中亦要充分与实际操作相结合，让学生在虚拟仿真技术的辅佐下进行更好的实操训练，从而促进学生综合应用能力的提高[3]。
在信息化时展背景下，中职院校的教育模式要积极顺应时代的发展潮流，在电子技术教学工作中尽可能融入现代化教学手段，积极推进虚拟仿真技术在教学工作中的应用，科学、合理地利用虚拟仿真技术的优势来提高课堂教学质量，从而全面提升学生的实际应用水平。
作者：杨健
参考文献：
[1]陈闽蜀.虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用分析[J].兰州教育学院学报，2015（3）：111-112.
虚拟仿真实验教学是依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和高校实验室建设的重要内容。
为进一步推进我校实验教学信息化建设，加快专业实验教学与现代信息技术的深度融合，努力实现优质实验教学资源的共建共享，切实加强学生创新精神和实践能力的培养，我们开展了《电力电子技术》虚拟仿真实验教学中心的建设工作。
一、建设的任务和原则
《电力电子技术》虚拟仿真实验教学中心的建设任务是实现真实实验不具备或难以完成的教学功能，在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练以及现有实验条件不足或学生自主开展实验与训练等情况时，提供可靠、安全和经济的实验项目。《电力电子技术》虚拟仿真实验教学中心的建设必须充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。
二、建设的内容
《电力电子技术》虚拟仿真实验教学中心的建设内容为：
1.虚拟仿真实验教学资源。发挥学院的电气工程学科专业优势，积极利用企业的开发实力和支持服务能力，充分整合信息化实验教学资源，以培养学生综合设计和创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平实验教学资源（包括软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等），提高实验教学能力，拓展实验领域，丰富实验教学内容，降低成本和风险，开展绿色实验教学。
2.虚拟仿真实验教学的管理和共享平台。建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多专业的虚拟仿真实验教学的需求。探索学校和企事业单位（包括企业、科研机构、政府机构等）共建共管的新模式和新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。
3.虚拟仿真实验教学和管理队伍。建设教学、科研、技术人员结合，核心骨干人员相对稳定，结构合理的虚拟仿真实验教学团队，形成一支教育理念先进、学术水平高、教学科研能力强、实践经验丰富、勇于创新的虚拟仿真实验教学和管理队伍。
4.虚拟仿真实验教学中心的管理体系。以虚拟仿真实验教学资源的开放共享和充分使用为目标，系统制定并有效实施保障虚拟仿真实验教学的教师工作绩效考核、经费使用管理、实验教学中心维护与可持续发展等政策措施，建立有利于激励学生学习和提高学生创新能力的教学效果考核、评价和反馈机制。
三、建设的办法
为了确保《电力电子技术》虚拟仿真实验教学中心建设工作的顺利开展，需要采取切实可行的办法：
首先，学院制定出台相关政策措施、中心建设与管理的各项规章制度等文件，并责成相关人员出具中心建设规划与实施方案。
其次，中心开发教学软件、多媒体课件、在线网络课程、教学视频等数字教学资源，且课件要求可在浏览器环境播放。
再有，虚拟仿真实验教学中心的视频材料包含实验教学中心环境全貌、设备全貌、实验项目操作界面和功能界面等内容，反映虚拟仿真实验教学建设、应用和共享的基本情况。
最后，对于虚拟仿真实验教学中心，学校在实验室建设经费中给予一定的建设经费资助，学院也加大校企合作力度，加大经费投入力度。
随着电子技术的快速发展，早期的数字电子技术实验教学不再适应时代的发展，EDA技术逐渐在数字电子实验中被引用。本文通过对EDA技术含义、框架的阐述，分析其在数字电子技术实验中运用的意义，并为EDA技术在数字电子技术实验中的具体运用提供策略指导。
【关键词】EDA技术；数字电子技术实验；运用
数字电子技术是各类院校中电子信息专业开设的一门必修课，具有很强的理论性和实践性。高校数字电子技术实验的教学环境和形势发生了深刻的变化，传统的数字电子技术实验教学在很多方面跟不上现代教育形势的发展，是现代化教育和人才培养的阻力。本文对EDA技术在数字电子技术实验中的运用进行具体分析。
1EDA技术含义
EDA技术又叫电子设计自动化技术，是在电子电路技术和CAD技术结合的基础上发展起来的一门新兴的技术，主要借助计算机软件进行实验教学。具体可以从以下几个方面描述：EDA技术是以大规模可编程器件作为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要方式，以计算机、大规模的可编程器件开发软件及实验系统为设计工具，通过有关软件的开发，自动实现用软件的方式设计电子硬件系统的一门技术。
2EDA技术的实验构架
现阶段国内开发出的虚拟实验台能够实现数字电子技术实验，EDA技术赋予了虚拟实验丰富的内容，能够实现在操作中的电子模拟实验。
2.1虚拟数字电子技术实验构架
虚拟数字电子技术实验平台包含两部分：①实验仿真功能模块，这种模块属于以EDA为基础的学习平台；②虚拟实验平台，这种实验平台主要是对实验平台信息的管理和功能评估。
2.2虚拟数字电子技术各模块构建
虚拟数字电子技术实验平台仿真功能包括以下四部分：项目信息采集、基础教育、虚拟实验开展以及实验结果后期处理。虚拟数字电子技术的基础学习包括四个元素：软件编程语言学习、EDA工具、实验仪器使用说明以及理论知识储备。通过在局域网对完整数字实验设计案例的下载，能够获得详细的设计思路、系统的重要技术，从而提升技术水平。管理模块主要包络实验项目审批、实验内容、实验信息汇总管理和实验项目进度跟踪四个部分。
3EDA技术设计流程
EDA技术设计流程主要体现在以下几个方面：①设计输入。由于电子和电路设计是不同源文件构成的，因此，电子、电路的设计文件可以生成图像，也可以生成文本。②设计综合。在EDA技术综合设计中，其应用的是软件和硬件结合的方式，能够利用综合器、通过将软件转化为硬件的形式，实现源文化的统一。③设计适配。EDA技术主要采用的是FPGA布局的方法进行适配设计，这种设计能够将文件进行统一，之后按照目标实现逻辑的映射，对底层的硬件进行配置。在适配之后实现对时序的仿真，从而便于各类文件的下载。④仿真设计。仿真设计是在对编程软件下载之后，利用EDA软件分析对适配结果进行分析，之后将分析的结果形成仿真。⑤编程下载。编程下载主要是将模拟和仿真确定的实验思路利用适配方法，将下载的文件运用电缆线连接到器件上，从而实现对硬件的调制，及时更改错误编程。
4EDA技术的实践教学案例
EDA技术实验分为验证型、设计型和创新型三种，基于EDA技术的数字电子技术实验教学的思路明确，能够避免大量不必要的重复工作，本文以具体的实验教学案例分析EDA技术的优越性。
4.1全加器验证型实验
全加器验证型实验主要采取的原理图编辑输入方式，实验目的在于了解QuartusⅡ软件，了解EDA技术实现的流程，最终成功对电路功能的实现进行检验。主要实验步骤为：原理图编辑输入、编译、功能仿真、时序仿真、引脚配置以及编程下载。
4.2数字电子时钟的设计型实验
数字电子时钟的设计型实验的电路设计形式多样，存在多个设计方案，比如可以采取原理图编辑输入法进行设计、也可以运用74HC161、74HC163等芯片进行设计，还可以通过VHDL或VerilogHDL编写相应的代码进行设计，在设计中需要注意的是对扳极测试中参数的改写，要着重让学生感受E-DA技术实验的自由，从而实现电子设计自动化和智能化。
5总结
EDA技术在数字电子技术中的应用效果较为明显，将其应用到数字电子技术教学中能够让学生感受到模拟实验，加强学生对实验过程的了解，从而更深刻的理解电路原理，提升学习的积极性。
参考文献
[1]王彩凤，胡波，李卫兵，杜玉杰.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].实验科学与技术，2011，01：4~6+110.
[2]周小仨.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].电子制作，2014，15：27~28.
关键词：仿真软件 模拟电子技术 虚拟实验平台 应用
电子课程教学是以理论课教学、课程实验和课程设计等教学环节构成。我们在教学实践过程中，如果结合理论教学的进程，利用仿真软件在计算机上进行模拟电子电路实验和电路设计的仿真，作为教学的补充，既帮助学生更好地理解电子技术的理论知识，又能确保课程实验电路参数的正确性，还为设计者免去了重复“制作―修改―再制作―再修改”的重复劳动，可以取得良好的教学效果。实践证明，这种教学、设计手段的运用，有助于增强学生感性认识，培养学生创新能力、计算机应用能力和实际动手能力。我现介绍我院将仿真软件应用于模拟电子技术课程教学中的实际做法。
1.将虚拟仿真引入课堂，进行演示实验，提高课堂教学效率
过去主要是理论课教学，过于注重原理分析、公式推导，学生听起来枯燥无味，难于理解。为了提高教学效率，需要配合演示实验。但准备演示实验，需要花费较多时间；将多种仪器搬到教室，使用不便；演示操作过程，会占用过多时间，影响教学进度。
现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。
在模拟电路中讲授三极管共发射极放大电路时，三极管具有放大和反相的作用，学生理解起来非常困难。我们利用EWB仿真软件来仿真电路的实际效果。学生先有了感性认识后，理论的讲解听起来就更轻松了，其仿真图形如图1所示。从图形中可以看出，输入信号的正半周，在输出端放大的同时，还存在着失真。
在模拟电路中讲授振荡电路的起振时，通过电路的正反馈作用，输出信号就会逐渐由小变大，当振荡幅度增大到一定的程度后，由于三极管的限幅作用，最后使得输出的波形稳定。学生很难理解，用现有的仪器根本就不能显示出起振的波形来，现在利用Protel仿真显示出波形（图2），振荡器起振的过程非常直观，还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真，但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高，则需要采用改进型号振荡电路，即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效地提高了课堂教学效率。
2.开设仿真实验，改革实验教学方法，提高实验教学质量
电子技术课是一门实践性很强的课程，理论学习必须紧密地与实践结合起来。以往，实践环节主要是上实验课，实验内容多为验证性实验，设计性、综合性实验较少。
我们的做法:在学习模拟电子技术的过程中，抽几节课讲解仿真软件的使用方法。在电子技术实验课之前，学生必须先将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高，特别是在设计性实验中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果，直到满足电路设计要求。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子电路的设计水平。这样很好地解决了原来设计电路的缺陷：先设计出电路，买回元件后，在面包板或印制电路板上安装调试，需要连接很多的电位器，当调试好以后，必须重新买元件，重新安装调试，将损耗浪费大量的电子元器件。
3.虚拟仿真在课程设计实践环节中的应用
对于课程设计，我们的做法:将模拟电子技术的内容分成几个单元，每一个单元搞一个课程设计。第一次在老师的带领下，讲电路设计的步骤，完成课程设计。上完下一个单元电路以后，老师布置一个课程设计题目，学生自己查找资料，自己设计好电路以后，交给老师检查，在检查学生设计方案时，要求学生陈述自己的设计思路，学生在讲述的过程中就会进行再次思维。这种虚实结合的方法，既发挥了虚拟实验高效、经济的长处，又培养了学生电子制作的能力、分析问题和解决问题的能力。
4.虚拟实验应注意的问题
虽然采用虚拟仿真辅助教学，改善了教学手段，丰富了教学内容，也能更形象生动地将难于理解的知识用仿真的形式表现出来，也更能激发出学生设计电路的创新意识。但如果完全用虚拟实验取代实物实验，就只会在电脑上仿真，学生对真实元器件的封装、检测等认知程度大大降低，对使用仪器的操作能力大大削弱，缺少对实际电子产品设计的布局能力、布线能力、安装调试能力。为了避免其弊端，使之与传统的教学相得益彰，融于一体，更好地为现代教学服务，我们采用虚实结合的方式，一方面强调仿真实验对教学的辅助作用，另一方面认识到实际动手能力的重要性，两者相辅相成，有机结合。既合理安排仿真实验课时，主要以学生课后自己上机实验为主，课堂上进行实际电路的安装调试工作；又精心选择仿真实验课题，为学生提供科学、合理的仿真实验题目，让学生通过实验，掌握知识，提高兴趣。还让学生做一些设计性的实验，自己设计、制作安装调试，使虚拟仿真实验变成看得见摸得着的电子产品。
总之，将仿真技术应用于教学中，不仅可以把许多抽象和难以理解的内容变得生动有趣，动态地演示一些现象，化难为易，而且能模拟一些用语言难以清楚表述的，以及现实实验不易进行的内容。它不仅提高了教学质量，改善了教学手段，丰富了教学内容，提高了课堂教学效率，而且对于培养学生的自主能力、创新能力、分析和解决问题的能力都起到了潜移默化的作用。当然，也要注意仿真教学的辅助作用和实际工程能力的重要性，两者必须相辅相成，相互结合，而不能以仿真来完全代替实际操作训练。
参考文献：
［1］王正谋主编.Protel99se电路设计与仿真技术［M］.福建科学技术出版社，2005-1.
【关键词】信息技术；电子技术课程；整合；教学设计
从适应信息社会对人才的要求、电子技术的快速发展和电子企业对电子专业人才的要求等方面来看，研究信息技术与电子技术课程的整合是具有实际意义的。本研究试图在教育学、心理学、教育技术学等教育理论和学习理论的指导下，来研究信息技术与电子技术课程的整合。
一、信息技术与电子技术课程整合的目标
信息技术与电子技术课程整合的目标是建设数字化的教育环境，推进教育的信息化进程，促进学校教学方式的根本性变革，培养学生实现信息技术环境下的创新精神和实践能力的素质教育与创新教育。
具体来说：①提高学习的效果和效率；②培养学生良好的信息素养；③培养学生终生学习的能力。
二、信息技术与电子技术课程整合的教学设计
1.教学模式
信息技术与电子技术课程整合，在虚拟逼真的实验环境中，电子技术课程以问题——探究型教学模式为核心，通过文字、图片、动画、视频、课件等方法手段把实验内容或实验现象以一个个问题的形式呈现出来，学生在分析问题的基础上，根据个人的历史知识经验和个人情感等因素，充分发挥自己的主动性和积极性，从问题出发，有目的、有选择地对教学资源库中的教学资源进行搜集、分析、整理、组合，从而建立自己的学习资源库；然后设计出解决问题的方法或方案，并在实验室进行相应的实验验证，获得相关的数据或答案，以验证自己的方法或方案是否正确。
2.教学环境的创设
当前随着以多媒体计算机为核心的信息传播系统的应用，为创设理想的学习环境提供了有力的保障。
（1）硬件环境。数字化硬件环境建设主要是建设能支持信息技术应用于电子技术课程教学过程中的硬件设施，包括各种教学媒体，校园服务设施，各种配套的教学、管理、实验实施等。
（2）软件环境。在硬件环境的基础上，利用多媒体技术、互联网技术、虚拟仿真技术等在校园网上建立具有开放性的虚拟电子技术平台。此虚拟电子技术平台不但能实现教学管理和电子实验，而且能够给学生提供多种学习和探索的工具、交流渠道、信息资源等。
3.实验内容
（1）组织形式：电子技术课程教学内容的组织应该遵循充分发挥学生的主动性、以学生为中心的原则进行，教学内容以知识点的形式进行组织，每个知识点以问题或任务的形式呈现，将知识点所需要的各种资料及建议性的学习方法等信息附加在其后。这些内容的有机组合能促使学生将原有的知识与将要学习的内容建立横向和纵向的联系，有利于学生知识的建构，有利于学生在不同的情境下去应用他们所学的知识。
（2）实验类型：为了充分发挥学生的主动性，培养学生的综合实验能力，更好地适应信息技术与电子技术课程整合的教学模式，把电子技术分为两种类型：基础实验和设计实验。基础实验的目的是巩固学生的专业理论和知识基础，训练学生的基本技能和基本专业素质，为综合实验打好基础。设计实验的目的是提高学生的专业兴趣，培养和训练学生分析问题与解决问题的能力，提高学生的专业素质和职业能力，培养学生信息的搜集、分析、整理、应用等信息素养。
4.实验方法
实验方法分为真实实验和虚拟仿真实验。真实实验是在以信息技术为基础的虚拟电子技术平台的电子技术中，以学生为实验教学主体，从解决“问题”出发，学生按照自己为解决问题设计的方案、设想或猜测等设计出的实验方案，在真实的实验环境中，使用真实的实验仪器设备和电子原器件等建立实验电路进行实验，以验证方案的设计、设想或猜测，最终达到解决问题的目的。虚拟仿真实验是在以信息技术为基础的虚拟电子技术平台的电子技术中，以学生为实验教学主体，从解决“问题”出发，学生按照自己为解决问题设计的方案、设想或猜测等设计出的实验方案，在网络环境下，由虚拟仿真技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统中，包括相应的实验环境、有关的实验仪器设备、实验对象和实验信息资源，学生利用相应的虚拟实验资源建立实验电路进行实验，以验证方案的设计、设想或猜测，最终达到解决问题的目的。由于虚拟仿真实验学生只要在虚拟仿真实验系统中利用系统提供的实验资源建立实验电路即可进行实验，不受现实器件和仪器设备的约束，省去了器件的购买、电路的制作与调试等时间，不必担心器件与仪器设备的损坏，缩短了实验周期，降低了实验费用和损耗，大大提高了电子技术的效率。
5.教学的调查与反馈
教师要定期对学生就电子技术课程教学相关内容进行问卷调查，以了解学生的学习情况和教学过程，了解电子技术课程教学的优点与不足，为电子技术课程的教学改进提供参考和有效的数据。教师也可以随机抽取部分学生，就学生上交的实验报告或电子产品设计的相关内容进行提问，以确认和了解学生的学习情况和效果，以便进一步改进电子技术课程的教学。
参考文献：
[1]何克抗、李文光.教育技术学[M].北京师范大学出版社，2002。
关键词：电子技术基础；仿真软件；虚拟实验平台
电子技术基础课程是一门实践性很强的专业技术基础课，该课程教学是以理论课教学、课程实验和课程实践等教学环节构成。计算机仿真技术能把复杂事物简化、变抽象为具体、微观的事物放大、宏观事物缩小，缩短时空距离。在教学实践过程中，结合理论教学的进程，利用Multisim，Protel 99 SE，EWB，PSPICE，SystemView等仿真软件辅以生动的仿真演示，作为教学的补充，为传统的教学注入活力。这一方法实现了理论讲解和验证的同步进行，能增强教学的直观性与灵活性，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性，可以提高课堂教学效率，取得良好的教学效果。
一、利用计算机仿真环境激发学生的学习兴趣
电子课程课本内容过于理论化，过于注重原理分析、公式推导，理论课教学学生听起来枯燥无味，难于理解，对该课程缺乏学习动力和热情。利用计算机仿真作为教学载体，可以很好地解决学生的学习兴趣问题。
利用Multisim 7电路设计仿真软件辅助教学后，在讲解电路原理的同时，可穿插Multisim 7软件对电路进行仿真。如在单级共射极放大器电路教学中，在讲解完基本电路原理后，利用Multisim 7软件对此电路进行仿真演示。先用Multisim 7软件模拟连接电路，确定电路中的各元器件参数，使用Multisim 7软件虚拟仪器进行在线测量，再对照电路设计要求更改相关元件参数，观察所得的变化，最后与理论计算进行对比。这样就将理论上枯燥而不易理解的教学内容形象地展现在学生面前。在整个教学过程中，学生自始至终都保持极高的学习兴趣。
在学习电子技术基础的过程中，抽几节课讲解仿真软件的使用方法。结合教师在课堂上的演示，学生首先学会Multisim 7软件的基本操作。运用Multisim 7软件，学生可以在较短时间内完成各类模拟电路、数字电路的原理验证性实验。使用虚拟测试仪器对电路进行仿真实验如同置身于实验室使用真实仪器测试电路。由于在电子技术基础理论教学引入了虚拟的电子实验，使课堂教学情境化，增强了教学的直观性、形象性、生动性和时效性，激发了学生的学习兴趣。
二、利用虚拟仿真弥补演示实验的不足，提高课堂教学效率
电子技术基础课程中许多概念和原理经常是通过实验来帮助学生加以理解。实物演示方法虽然有直观、生动、真实的特点，但演示准备工作量大，不便观察。教学演示的内容一旦确定，其可变性很小，灵活性差。并且有些现象在传统的演示实验中是无法展示的，很难达到理想的教学效果，因此可以借助于虚拟仿真实验。将仿真技术应用于教学中，能模拟一些用语言难以清楚表述的和现实实验不易进行的内容。
例如，利用Protel 99 SE软件仿真显示出波形，振荡器起振的过程非常直观，还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真，但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高，则需要采用改进型号振荡电路，即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效提高了课堂教学效率。
三、利用仿真实验，突破教学难关，增强教学效果
将仿真技术应用于教学中，可以把许多抽象和难以理解的内容变得生动有趣，动态地演示一些现象，化难为易，使教学中的难点、重点变得一目了然，便于学习者观察与思维，从而更好地理解和掌握所学知识，有效地实现精讲，突出重点，突破难点。
课堂上教师可以根据讲课需要，运行Multisim 7软件，模拟各种实验，并根据需要随意控制，使“实验结果”反复重现，使实验演示与教师的讲解同步进行；通过屏幕的展示，使一些抽象的概念形象化，将一些学习方法以动态方式图解。这样的教学模式生动活泼，调动了学生的学习积极性，帮助学生正确理解概念，掌握知识，提高了课堂教学效率。例如利用Multisim 7软件对负反馈放大器进行辅助仿真教学。反馈不仅是改善放大电路性能的重要手段，而且也是电子技术和自动调节原理中的一个基本概念。在放大电路中引入电压串联负反，会导致电压放大倍数下降，但输出电压的稳定性提高，非线性失真减少，通频带展宽，输入电阻增加，输出电阻减少。借助于Multisim7软件对电压串联负反馈放大电路进行仿真实验来验证这些影响，得出与理论相符合的结果，以利于课堂教学的成功进行。
四、虚实结合，增加实践环节
电子技术课程是一门实践性很强的专业基础课程，理论学习必须紧密地与实践结合起来。在电子技术实践课之前，学生先利用仿真软件将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高，在仿真软件中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果。使教师、学生感觉到自己置身于特殊的教与学的环境之中, 从而产生亲临真实电子技术基础环境的感受和体验。Muhisim 7软件还提供了故障设置功能，实验时，学生可以两人为一组，互设故障，然后通过仿真结果进行故障分析，最后排除。这样，学生能初步学习电路的故障分析，大大提高了学习兴趣和实际动手能力。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子技术基础的设计水平。
例如在典型的互补对称式推挽OTL功率放大电路的实践中，先在Multisim7软件中绘制仿真电路，运行仿真电路，通过数字万用表和示波器观察输出结果。若结果不符合设计要求，则需修改电路再对电路进行仿真调试，直到符合要求为止，并输出Protel格式网络表文件。再应用Protel 99 SE 软件载入网络表，将元件封装形式修改为Protel形式的元件封装，设计PCB布线图。然后，根据布线图制作印刷电路板，并进行实物安装与调试。制作成功时的成就感激发了学生的学习热情，让学生有目的、有针对性地学习相关理论知识。通过相应的电子制作，在实践中巩固所学理论，并能用理论知识解决制作中遇到的问题，达到较好掌握理论知识与实践技能的目的。
（作者单位：恩平市中等职业技术学校）
参考文献：
关键词：电力电子技术；虚拟交互；教学系统
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0067-02
“电力电子技术”既是一门重要的专业基础课，也是一门实用性和实践性较强的课程。教学内容以电力电子电路为主线，以波形与相位分析方法（波形分析法）贯穿始终，通过分析各类电力电子器件的通断情况来理解整流、逆变、斩波等典型电路的工作原理，从而绘制出电路在不同负载作用下各参考点的电流、电压波形。“电力电子技术”课程的内容较为抽象，理解起来比较困难。教学过程中，理论讲解、实验验证是两个必经环节。理论讲解中，由于电路类型多，不管是晶闸管触发控制角变化控制（相控），还是全控型器件高频率通断控制（斩控），单相电路比较容易，对于三相电路，学员普遍认为较难理解。而实验可以验证理论，加深学员的理解，因此应开设一些相关的实验课程。做实验时，几乎所有的电路和系统都是封闭式的，多数仅用挂件或实验箱来完成实验。实验过程中，学员几乎是机械式连线、读取实验数据，记录实验数据和波形，即使不了解电路的工作原理，只要连线正确、实验仪器完好即可完成实验，但是如果设备或连线有问题，就会使实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象，导致学员不能独立分析、解决问题，排除故障。
针对“电力电子技术”课程在教学和实验中出现的问题，设计了一个电机类课程虚拟交互教学系统。该系统能够变抽象为具体，变枯燥为生动，形象直观地进行教学，有助于激发学员的学习兴趣，提高教学质量。该系统基于VB和MATLAB的接口编程，可以通过友好的系统界面，运行相应的Simulink仿真模型。该系统不仅可以实时观察电路中任意参考点的电压、电流波形，还可以实现交互操作，实时改变电路参数，从而加深学员对电路的理解；对于学员日后提高工程应用和科研水平，掌握现代工程设计和实验方法――计算机仿真技术很有帮助。该系统不仅可以用于辅助教员进行理论讲解，加深学员理解，还可以用于学员做实验前熟悉实验项目，掌握实验原理。实践证明，采用该系统可以较好地适应教员教学和学员学习的需要。
一、虚拟交互教学系统设计
虚拟交互教学系统设计的思路是：利用MATLAB构建仿真模型，使用VB搭建界面，VB调用仿真模型，实现一个可以调用仿真模型的虚拟交互教学系统。
1.MATLAB/Simulink简介
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称。其除具备卓越的数值计算能力外，还具备专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。Simulink是MATLAB软件下的一个附加组件，是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包，为用户提供了一个图形化的用户界面（GUI）。建立系统模型时依托图形界面，利用鼠标单击和拖拉方式构建仿真模型，像用铅笔在纸上绘制系统的方框图一样简单。
2.常用电力电子电路模块库
（1）电力电子元件库（POWER ELECTRONICS）。电力电子元件库是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模块库中重要的元件库，包括IDEAL SWITCH功能模块和IGBT功能模块，涵盖了绝大多数电路所需的开关元件，如晶体二极管，IGBT，MOSFET，THYRISTOR，理想开关，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。
（2）线路元件库（ELEMENTS）。线路元件库也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模块库中重要的元件库，包括BREAKER功能模块和LINEAR TRANSFORMER功能模块，涵盖了绝大多数电路所需的元器件，如电阻器、电容器、输电线、变压器、断路器等。
3.电力电子电路仿真
（1）建立仿真模型。以三相桥式全控整流电路为例，建立仿真模型，使用模型库的三相桥（Universal Bridge）和同步6脉冲触发器（Synchronized 6-Pulse Generator）集成模块，如图1所示。
（2）设置模型参数。以阻感负载为例，设置模型参数。一是三相电压源参数设置：电压峰值为100V，频率为50Hz。二是三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。三是RLC负载参数设置：R的值为45Ω，L的值为1，C的值为inf。四是6脉冲发生器设置：频率为50Hz，脉冲宽度取1°，选择双脉冲触发方式。将其第五个输入端（Block）置“0”，此时有脉冲输出。如果置“1”，则没有脉冲输出。五是触发角设置：α设为30°。
（3）仿真结果。图2为三相桥式全控整流电路仿真结果，可观察输出电压、输出电流、晶闸管两端电压等多个波形，并且可以通过改变α角，观察以上波形，由此加深对于电路的理解。
4.VB简介及应用
（1）VB简介。Visual Basic（简称VB）是美国微软公司推出的Microsoft Visual Studio可视化开发工具套件中的一个组件，是在Quick BASIC基础上，为开发Windows应用程序而提供的强有力的开发工具，是一种具有良好的图形用户界面（Graphic User Interface，简称GUI）的程序设计语言。该系统采用VB和MATLAB的接口编程，通过友好的系统界面，运行相应的Simulink仿真模型。
（2）界面制作。用VB开发的“实验内容和步骤”窗体中包含多个运行按钮，这些按钮是根据电路带不同类型的负载而设置的，当单击任一个运行按钮时，都会调用相应的Simulink模型窗口进行仿真。要实现这一功能，就需要在运行按钮的单击事件中输入相应的代码。以第一个运行按钮（Commandl）为例，介绍代码的编写过程即VB和MATLAB的接口编程的实现。双击Commandl，进入代码编写窗口，在PrivateSub Commandl―Click0中写入如下代码：
其中，fz是一个后缀为mdl的模型文件，就是仿真模型的名称。该文件路径是可以指定的，但须在MATLAB中将该文件路径设置为搜索路径，否则无法调用该文件。
输入以上代码，即可调用程序。但是在VB调用仿真模型时，只是弹出一下，马上就结束。因此，为了使调用的程序不结束，可使用如下代码：
以上两行代码，第一行代表可以开始运行仿真，第二行代表暂停仿真。当程序运行至第二行时，仿真界面将停住，此时即可对模型进行相应的操作，与在MATLAB中操作方法类似。图3是编程截图。
二、虚拟交互教学系统实现
为了使整个虚拟交互教学系统正常运行，必须把用VB完成的界面设计和用MATLAB实现的仿真模型连接起来，也就是VB和MATLAB的接口编程。本交互系统中VB和MATLAB的动态数据交换（DDE）采用的是客户端/服务器（c/s）模式，VB作为客户端，MATLAB作为服务器。而接口编程方法中的ActiveX技术正适合于这种模式，并且实现起来比较方便，因此采用ActiveX技术实现VB和MATLAB的接口编程。系统主要包括主界面和调用界面，进入调用界面后，就相当于在MATLAB环境中操作。
1.主界面
虚拟交互教学系统标题为“电机类课程虚拟交互系统”，主界面有两个按钮，即“进入系统”和“退出系统”，如图4所示。
2.调用界面
进入系统后，出现调用界面。本界面主要是进入相应仿真模型，共有9个仿真模型。本界面具有可添加性，可以根据自己的需要制作仿真模型并添加到系统中，对系统进行完善。
三、结论
本虚拟交互教学系统具有界面友好性和开放性两个特点。友好性体现为交互系统界面友好，可以完成对仿真模型的调用。调用仿真模型后，环境与在MATLAB中相同，可以对模型进行仿真操作。开放性体现为可实时修改模块中的参数，甚至根据需要可以添加模块和模型。教员在完成理论讲解后，可使用本系统对所讲解的电路进行仿真，使学员可以实时观察电力电子电路中任意参考点的电压、电流波形，还可以实现交互操作，实时改变电路参数，加深学员对电路的理解。另外，将该系统进行适度开放后，学员不仅可以亲自对教员所讲电路进行仿真，还可以自己构造仿真模型（添加代码只需要改动模型文件名称即可）并添加到系统中，完善整个系统。由于时间关系，系统中仅仅囊括了“电力电子技术”课程部分电路的仿真，未包含其他复杂的电路和“电力电子技术”课程中电机调速系统的内容。希望日后可以依靠教员和学员的努力完善此系统，从而更有利于教员的教学和学员的学习。
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电子技术基础是高职院校电类专业的专业基础课，通常采用理论+实验的教学模式，理论课时所占比例较重，由于该课程在专业建设中占有举足轻重的作用，因此在全国高等职业教育改革的浪潮中，在生源水平参差不齐的今天，很多学校都在致力于寻找更有利于学生学习的教学方法及教学手段。
1.1理论教学现状分析
目前很多高职院校电类专业课都已经实现理实一体或教学做一体的教学模式，然而，基础课和专业课的不同之处在于，基础课知识点多，涵盖面广，以夯实学生的基础知识为主要目标，授课过程以理论讲授为主，实验教学为辅。电子技术基础课程包括模拟电子技术和数字电子技术两大部分，主要知识点包括四种分立元件、二十余种集成元件及十多种常用电路。所授内容功能多，电路较复杂，以分析、计算为主，授课过程枯燥乏味、学生难以理解，目前这种占用大量课时的理论讲授的授课方法（公式推导及计算）已经无法适应现在学生的学习状态。
1.2理论教学存在的问题
电子技术基础课程的授课特点是：高职院校电类专业较多，所有的电类专业开设电子技术基础为专业基础课，授课班级非常多，实验场所有限，无法实现像专业课一样实施教学做一体教学，学生在实验室的时间有限，且开设实验均为验证性内容，以授课后进行知识验证为主，学生无法在接触新知识的第一时刻便理解并掌握所学知识并验证甚至开拓思维，时效性受到严重的限制，如何使学生在接受理论教学的同时，又能实时的掌握该部分内容及其应用，是需要我们尽快地找到一种合适的方法来解决的问题。
2MultiSim9仿真软件简介
Multisim是由EWB（ElectricalWorkbench）发展而来，Multisim是一个完整的设计工具系统，有庞大的元件数据库、完备的实验仪器库、完整的分析方法，界面易懂直观，操作容易。Multisim9教育版（可汉化）具有20种虚拟仿真仪器仪表、19种分析方法以及强大丰富的元器件库，完全满足高职院校的学生在电子技术基础课程的学习、设计、创新及实践的要求。
3MultiSim9仿真软件
在高职电子技术基础理论教学过程中的应用将MultiSim9仿真软件引入到电子技术基础理论教学中，就可以将传统的理论课堂演变为“教学做一体的实验课堂”，Multisim9不仅可以代替实验室中的多种仪器，而且可实现虚拟实验室，即只要有一台计算机并安装软件即可实现。下面以组合逻辑电路的设计为案例说明MultiSim9仿真软件在高职电子技术基础理论教学过程中的应用。
3.1理论知识
组合逻辑电路的设计主要介绍了组合逻辑电路的设计过程，即根据已知条件列出真值表，写出逻辑函数表达式，化简后画出电路图。
3.2MultiSim9仿真软件
在授课过程中的应用设计题目：设计一个举重成功判别电路。在举重比赛中有三个裁判员，每一个裁判员控制一个开关，认为某个运动员试举成功时，按下开关，认为某个运动员没有成功时，不按开关。如果两个或两个以上的裁判认为成功，给出成功信号，否则给出失败信号，现有与非门若干，请完成电路设计。
4小结
【关键词】电工电子技术；Multisim；教学
随着现代计算机技术、虚拟仿真技术的迅速发展，对各行各业的进步产生了深远的影响，对教育领域的影响也越来越大。就电工电子技术课程而言，利用虚拟仿真软件来实验教学能有效的提高实验效率，在教学中得到了广泛的应用，取得了很好的教学效果。
一、基于仿真软件Multisim的实验教学的必要性
电工电子技术课程是一门理论联系实践紧密的课程，课程教学离不开实验。但是，往往实验设备和实验场地达不到要求，使得课程实验无法全部开出。而且目前来看，实验室传统仪器在实验教学中存在一些不足，主要表现在：
（1）功能相对单一。现代测控技术要求仪器不仅仅能单独测量到某个量，而更希望它们之问能够互通信息，实现信息共享，从而完成对被测各系统的综合分析、评估，得出准确判断。传统仪器在这方面显然存在严重不足，甚至不可能实现。
（2）利用率相对偏低。对复杂的被测系统，面对各厂家的不同测试设备，使用者需要的知识很多，这样的仪器不仅使用频率和利用率低，而且硬件存在冗余。
（3）操作复杂容易损坏。实验项目要求学生能举一反三，总结规律，在传统仪器中往往要重复测量，且调试过程中极易出现硬件损坏，造成人力、物质的浪费。
基于以上原因，仿真软件越来越多地在实验教学中得以应用。其中Multisim由于功能强大，交互性好得到广泛的应用。
二、Multisim软件应用于实验教学的优势
首先，Multisim本身具有优势。该软件不仅提供了电路的多种仿真分析方法，如交、直流扫描分析，参数扫描分析，交流频率特性分析，瞬态分析，等等，而且也提供了多种虚拟仪表和仪器，如：直流电压表、电流表、数字万用表、函数信号发生器、功率表、逻辑分析仪和逻辑转换仪等。实验过程中能观测到一些连续变化的波形和参数。它提供了模拟和数字电路的虚拟实验环境。软件具有和真实环境一样的可视化界面，含有丰富的电子元件模型，能根据用户需要自选扩充器件库，实验所得结果与实际调试结果十分接近。
其次，Multisim应用于实验教学的优势。利用Multisim软件进行电路的仿真测试，不仅可以提高实验效率，而且在教学中可以方便、直观的进行实验和演示各种电子电路的工作原理。比如，理论课教学中难以讲清的重点和难点问题，可以通过验证性虚拟实验来进行演示，提高课堂的生动性和趣味性。其二，利用该软件可以检查学生实验能力，比如，可以在仿真电路上进行故障的设置，让学生进行故障排除，借以锻炼学生的动手操作能力。再有，利用该软件可以进行实验。还有一个真实实验无法比拟的重要作用，就是可以进行破坏性实验，而不用担心造成危险和物资的浪费。
三、Multisim仿真软件在实验教学中的典型应用
目前，利用Multisim进行实验教学，比较典型的应用是与实物实验相结合。这样做的好处是可以大大节省电路的调试时间，同时可以用实物实验的结果来验证虚拟实验的正确性。应用的步骤是：
1.根据实验电路原理图创建虚拟实验电路
在Multisim界面上，根据实验内容从部件箱中选择所需元件，用鼠标拖放在软件工作区，将元件按实验电路的布局进行放置。从仪器架上将要用到的仪器拖放到工作区，用导线将仪器与电路相连，并对它们的参数进行合理的设置。
2.闭合仿真开关，进行仿真实验
闭合仿真开关，就可对电路进行仿真。双击所要观察的仿真仪器，即可观察电路某点的波形或参数。如测量结果达不到实验要求或者实验目的，可以通过进一步的调整电路的参数进行调试，直至达到实验要求。
3.根据虚拟实验电路的参数搭接实物电路，进行调整测试
由于已经有了虚拟实验的结果作为支撑，实物实验电路元件的相关参数以虚拟实验电路的元件参数为准。学生可以比较迅速的完成实物实验。并将实验结果与虚拟实验结果进行比较，加强对实验的理性认识。
4.按照实验要求，完成实验报告
根据实验要求，对实验步骤、实验结果、实验数据等进行梳理、总结、分析，写出实验报告。
四、基于Multisim仿真软件的实验教学所需的主要保障条件
1.编写实物实验与虚拟实验相结合的实验教材
与传统的实物实验一样，利用Multisim软件进行虚拟实验也应该具有实验目的、实验原理、实验步骤等基本要求，因此要想很好的发挥虚拟实验的教学功能，也必须要有合适的教材。教材内容应该是虚拟实验与实物实验相结合，既充分发挥虚拟实验和实物实验各自的优势，又能使得两种实验的实验结果相互支撑，提高实验结果的可信度。
2.适当增加学习Multisim软件使用的学时
学会并熟练操作Multisim软件需要一定的时间，这就要求在电工电子技术实验课程中增加额外的学时。
3.实验室配备必要的电脑
使用软件进行实验，需要实验室配备必要的电脑。比较流行的配备方式是构建一体化实验室。该实验室在每个实验台上都配备一台电脑，学员在实验台位上既能做实物实验也能做虚拟实验，实现虚拟实验和实物实验的统一。另外就是建设EDA实验室，学员在该实验室完成虚拟实验后再进行实物实验。
参考文献
[1]王艳新.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].教育研究，2007（1）：33-35.
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