【摘 要】在模拟电子技术课程教学过程中，学生普遍反映学时少，内容多，对于复杂电路原理难于掌握。作者根据多年的教学实践经验，总结开发出了一套“基于Multisim10的模拟电子课程虚拟实验平台”。该平台在课堂教学环节、实验教学环节及课程设计实践环节中都得到了广泛的应用，学生总体评价效果较好。
【关键词】模拟电子技术 Multisim10 虚拟实验 平台
随着EDA技术的日益发展，各种仿真软件也逐渐得到广泛应用。利用软件技术构建虚拟实验已成为提高实践课程教学质量及实验效率、降低实验成本的一条有效途径。为了缓解学生数量的增加与实验设备及场地相对不足的矛盾，我们主要采用强大的EDA仿真软件——Multisim10开发了一套“基于Multisim10的模拟电子课程虚拟实验平台”，在教学的各个环节中普遍应用，教学效果良好。
一、虚拟实验平台的整体结构
模拟电子电路实践环节在整个课程教学过程中的重要地位不容忽视。大纲要求学生学习完本门课程以后要达到的基本要求之一是通过“五关”，即：器件关、仪器关、电路关、调试关和设计关。本实验平台设计过程中充分考虑了这些技能训练要求，力求通过合理的结构划分，来培养学生不同程度的技能水平。
平台总体结构分为三部分：验证性实验仿真模块、小规模设计性实验仿真模块和综合设计性实验仿真模块。其中“验证性实验仿真模块”中涵盖了模拟电子课程教学过程中的几乎所有可进行功能验证的知识点，是对每个独立知识点的实验仿真，属于“熟悉零件”部分；“小规模设计性实验仿真模块”基本上是以每章涉及的知识为单元，设计完成一个体现本章内容的设计性实验题目；而“综合设计性实验仿真模块”旨在训练学生综合运用所学知识的能力，希望通过本模块的练习，学生们能以全局的观念来认识模拟电子技术课程的实质，属于“组装零件”部分。另外，根据学生在教学过程当中的反馈信息，普遍认为模拟电子的有些知识点难以理解，于是，我们在平台中专门添加了一个“教材例题仿真”子模块，该子模块的仿真实例都是教材当中针对某一个知识点的实际应用内容，对理解相关知识点很有帮助，学生还可以把仿真结果直接和教材中的解题结果相对照，以验证仿真结果的正确性，从而加深对相应知识点的理解。
二、虚拟实验平台的应用
（一）在课堂教学环节中的应用
课堂教学中多以讲授原理性和基础性的知识为重点，主要阐述各基本概念、各参数之间的变化关系。在运用多媒体进行课堂教学的过程中，可依据所讲授知识点的需要，适当引入仿真实验，以加深学生们对相关知识点的理解。
在“模拟电子技术基础”课程教学中，对很多电路图进行较详细的原理分析，进而得出相应的电路波形图属于必不可少的过程型讲授内容，如果单用黑板及口头语言描述，教师们感到费时、费力，学生们又很难对这样的知识点有一个感性的、清晰的认识。如果在这些地方引入仿真实验来辅助教学，就能取得事半功倍的效果。如在“直流稳压电源”一章的讲授中，桥式整流电路及电容滤波电路是两个非常重要的知识点，但对于其电压、电流波形的得出学生们却往往难以领会。于是我们在虚拟实验平台中设计了一个相关实验，学生通过仿真实验可以一目了然地看到与教材所给电路波形完全一致的实验结果，既激发了学生的想象力，加深其对知识的理解，又提高了学习兴趣。
（二）在实验教学环节中的应用
虚拟实验平台不仅弥补了实验设备不足的缺憾，而且对已有的实验教学过程也起到了一定的规范作用，为探索新的实验教学模式提供了一个思路。
在传统的实验教学过程基础上加入了“仿真预习阶段”，要求学生按照实验指导书对实验内容用Multisim10在课外作实验仿真，并将仿真分析步骤、结果（包括重要数据、波形）记录下来，在真正进入实验室前交给实验教师批阅，不合格者不允许进入实验室开展实验。有了预先的仿真，避免了传统实验方式过程中的盲目性。
实验后，要求学生把场地实验得到的结果与事先仿真实验的结果加以对照，并得出分析结论，使学生对理论仿真与实际实验过程都有了更进一步的认识，真正体会到理论与实践相结合的乐趣，同时还能清楚地看到理论和实际的差别所在，对培养学生独立分析问题和解决问题的能力有非常好的启迪作用。
（三）在课程设计实践环节中的应用
从整个的教学过程安排上来看，模拟电子课程课堂教学过程结束后，通常都会配有一至二周的课程设计。
在课程设计环节中，我们通常要求学生通过查阅资料自行构思一个综合性题目，在设计过程开始前向指导教师提交原理图及用虚拟实验平台对其原理图进行仿真的结果，由指导教师先行审核学生设计题目的工作量大小及难易程度，对每个学生做出有针对性的指导，不符合要求或脱离实际的设计内容将返回给学生重新修改，直到从原理上实现没有问题为止。 这样，学生在设计过程中思路清晰，针对性强，对照仿真结果和实际调试出现的现象，就可以大致判断设计过程中出现的问题该如何入手解决，从而加强了学生调试过程的自信心。
课程设计结束后我们还会把优秀的设计题目填充到我们的虚拟实验平台当中去，供以后的学生学习和参考。
三、结束语
基于Multisim仿真技术的模拟电子课程虚拟实验平台的开发应用得到了广大学生的认可。它的优点集中体现在以下两个方面：
（1）不受实验场地及设备的限制，学生只需在个人PC机上就可以完成虚拟实验平台中的全部实验。
（2）可扩充性好，且不需要任何实验成本。随着对知识点理解的不断深入，学生完全可以按自己的思路来设计各种实验，验证自己对知识点的理解是否准确，对培养学生分析和解决问题的能力有很大的帮助，有利于提高学生的创新能力。
【参考文献】
[1]“全程设计”教学模式在数字逻辑类课程教学过程中的应用[J].吉林：东北电力大学学报，2009，29（5）.