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1、Multisim在模擬電路教學中的應用
Multisim應用于模擬電路的課堂演示教學中，可以生動形象地模擬出各種實驗過程，還可對所講述的電路的各種參數進行即時分析，具有極好的演示效果，可提高模擬電路課程的趣味性和直觀性，培養學生對電路的綜合分析能力和創新能力。在模擬電路教學中，可以在多媒體教室對電路進行仿真演示突出要講解的重點內容，通過仿真演示幫助理解，以增加學生的感性認識提高課堂教學質量。
共射極放大電路是模擬電路課程中的一個主要教學內容。其中輸入輸出電壓的反相放大、靜態工作點、非線性失真是教學的重點，也是難點，內容抽象難懂。
在課堂教學中，利用Multisim仿真軟件進行仿真，當輸入頻率為1 k Z，幅度為3 mv的電壓時，示波器通道A接輸入信號(Y軸增益選取5 mv/div檔，通道B接輸出信號( Y軸增益選取200mv/div檔，仿真得到如圖所示輸出波形，從圖中可以看出，輸入波形經三極管后被放大，并且被反相。利用仿真，在學生的腦海里就形成了深刻的印象：放大、反相這個理論上抽象的概念，通過波形能形象直觀地表現出來，便于學生理解。
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關鍵詞： EWB仿真軟件 電工電子教學模擬電路 應用
電工電子是一門非電類專業的技術基礎課程，具有綜合性高、實踐性強的特點，其主要目的是為學生學習專業知識和從事工程技術工作打下良好的電工電子技術的理論基礎，并使他們受到必要的基礎技能訓練。作為現代教育，理論教學、實踐教學和崗位教學三元一體是其基本辦學理念，實驗教學是學校培養學生的重要途徑?；陔姽る娮舆@門課程的自身特征，僅僅靠教師在課堂上講授理論知識無法讓學生感受到電路的實際應用，而且理論分析中一些繁瑣的公式推導出的特性曲線缺乏直觀性，導致學生聽課時難以較好地理解理論，以至于產生難學、厭學的情緒。另外，由于現有實驗室的條件限制，不可能做到每個學生都有充分的時間去通過實驗來理解課堂中所教學的內容，實驗內容和理論內容難以同步，導致理論教學效果受到嚴重影響。因此，在教學過程中引入電子仿真軟件EWB，可以使得每個學生能親自動手連接設計電路、設置參數及分析電路，理解理論難點，可消除理論的抽象感，激發學生對該課程的學習興趣，實現了以教師為主導，學生為主體的教學模式，使得教學互動的效果更加完善。［1］
1.EWB軟件介紹
EWB軟件是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的專用于電子線路仿真的軟件工具，能滿足中小規模模擬、數字邏輯及混合電路的仿真分析需要。該軟件具有以下幾個特點。
（1）界面友好。EWB軟件在Windows平臺上使用，其界面與其他Windows應用軟件相似，因此學生學習非常容易上手。另外，該軟件采用直觀的圖形界面創建電路，在計算機屏幕上模擬仿真實驗室的工作臺，簡單直觀。
（2）元器件庫強大，功能豐富。EWB軟件繪制電路圖需要的元器件，電路仿真需要的測試儀器均可從軟件屏幕直接獲得。而且儀器的操作開關、按鍵與實際儀器儀表極為相似，可以實時顯示測量結果。
（3）測試儀器齊全。EWB軟件提供了示波器、信號發生器、掃描儀、邏輯分析儀、數字信號發生器、邏輯轉換器、萬用表等儀器、儀表。
（4）分析手段齊全、實用。EWB軟件不僅可以完成電路的瞬態分析和穩態分析、時域和頻域分析，器件的線性和非線性分析、電路的噪音分析和失真分析等常規電路分析，而且提供了離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等14種電路分析方法，以幫助設計人員分析電路的性能。
2.電路的設計、調試步驟
（1）元器件的調用與布局。打開相應電子元器件庫，將所需要的元器件拖拽到電路工作區即可完成元器件的調用。通過移動和旋轉元器件進行布局調整。
（2）線路連接。元器件布局結束以后就可以進行線路連接。注意在必要的位置放置連接點。
（3）設置元器件標識和數值。雙擊所需設置參數的元器件，在對話框中設置好標識和數值。
（4）連接儀器、電路存盤。電路圖設計完畢就可將儀器接入，以供實驗使用。為了便于儀器的波形識別與讀數，通常將儀器的輸入連接和輸出連線設置為不同的顏色。選擇好路徑，輸入電路圖的文件名并存盤。
（5）運行EWB仿真。打開文件，用鼠標左鍵單擊主窗口右上角的開關按鈕，系統自動開始運行EWB仿真軟件，系統將自動把分析結果顯示在各個儀器儀表和分析圖（DisplayGraphs）上。如果要暫停仿真操作，就用鼠標單節主窗口右上角的暫停按鈕，實現暫停/恢復操作。如果電路中有錯誤，屏幕將出現錯誤提示信息。
3. EWB軟件在模擬電路中的應用
4.結語
利用EWB軟件進行電子電工教學，有助于理解電路理論知識和分析復雜的電路模型，將抽象的理論形象化、復雜電路實際化，與傳統理論實驗教學相比有明顯優勢。但是，仿真軟件不可能代替實際的理論實驗教學，它在培養學生動手能力和積累實際操作設備的經驗方面，遠不如硬件設備的效果好。由于它的仿真分析精確度及準確性，一般只要連接正確就能夠得到結果。而實際試驗中往往需要調試，而且試驗結果也會受到現實中人為或者客觀條件的影響。因此，只有將EWB仿真教學與傳統教學有機結合起來，才會達到理想的教學效果，提高學生的整體素質。
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1引言
在EDA類仿真軟件中，其功能強大、界面清晰直觀、容易掌握、使用方便，經常受到各類電子設計開發人員的青睞。該軟件用虛擬的電子元器件及各類相關的儀器儀表，依據不同的電路要求，將元器件和儀器進行合理的組合，是電路設計、電路測試和驗證的一款非常實用的虛擬仿真軟件。
2 在?子類課程中應用優勢
在電子類（如模擬電子、數字電子、單片機等）課程教學中，實踐證明仿真軟件能高效的促進教學，提升了教學質量，安全直觀地反映了需要在客觀實驗室中才能完成的項目，增加了課堂互動性，突破了客觀條件對教學的限制。在教學過程中學生加深對原理性、抽象性的內容的學習、理解、消化，避免了使用現實元件和儀器而造成的消耗與損壞，激發了學生的學習興趣，解決了教學實驗時部分實驗項目耗材消耗大、設備成本太高、不容易展開等許多難題。
如在講授電子電路中的整流濾波電路時，利用軟件可以很好地觀察到整流濾波的輸出情況，可以斷開濾波電容觀察整流輸出波形，也可以接入不同容量的電容器觀察濾波的不同效果，靈活、形象、直觀的演示須在實驗課堂才能達到的效果。
3 仿真軟件對電工類課程教學的促進
3.1能有效地促進教學活動
在電工類課程（如電工基礎、電工原理、電路分析等）的教學中，目前還沒有一款針對性強的教學仿真軟件，而電工類課程作為機電大類專業的主干課程，具有很強的理論性和實踐性。但實際上在教學過程中，由于課程理論性太強，抽象的概念非常多，教學活動中的重點、難點等環節的教學困難非常大，如果將仿真軟件能夠引入到電工類課程的教學中，將抽象的理論具體化、形象化，便可以在教學活動中達到事半功倍的效果。
3.2有效的補充和完善實踐環節
電工類課程教學內容廣泛，實踐環節多，如果全部實踐環節安排在實驗室完成，設備與耗材的消耗是非常大的，同時對部分要求自主設計類的實驗內容，從設備要求和元器件的采購方面均存在著諸多困難，同時部分的實驗還存在著一定的危險和污染，如果利用仿真軟件的虛擬技術可以完美的解決傳統教學環節中難以解決的問題。
通過多年的教學實踐，在不同的專業年級中利用仿真軟件教學輔助作用，取得了非?？上驳慕虒W效果，對提高學生學習興趣，增加師生互動，提高學生的動手能力、思維能力、學習能力均有突出的效果。
4仿真軟件在課程教學中的應用探索
4.1在直流電路中的應用
通常的直流電路，電壓電流是不隨時間變化而變化的，一個電路參數一旦確定，電路中的電壓電流就是一定的。由于電路中的各物理量看不見、不能摸，學生對這些電路參數通過想象很難理解。在學習基爾霍夫定律時，對節點和回路關于電流和電壓的關系也是半信半疑，對疊加原理、戴維南定理等課堂理論中學到的內容同樣持懷疑的態度，因為這些定理、定律理論性很強，經常需要復雜的推導才能夠得出結論。
而借助仿真軟件強大的功能，可以在課堂上利用多媒體手段進行引導和演示，改變了傳統教學過程中由于教學內容枯燥，導致學生學習興趣下降，不理解學習的內容，也就會無心學習的惡性循環。
由于現代教學技術和手段的不斷發展和更新，在教學中充分利用專業機房，在學生每人一臺計算機的條件下去完成相關的教學任務是可以實現的。如在客觀現實的實驗室完成實驗任務前，先利用仿真軟件去完成對應的項目，避免了學生實驗過程中的不熟練誤操作導致的客觀實驗室功能喪失。
4.2在交流電路中的應用
正弦交流電路是電類課程的重點內容，是學習電學的理論基礎。因此，對正弦交流電路的學習與研究是十分重要的，由于正弦交流電具有大小和方向都在不斷變化的特點，所以在教學中存在著理解困難。而仿真軟件的引入，使得這一教學難點變得直觀和形象，教學設計時，如充分利用仿真軟件虛擬的信號源、示波器、各種元件和儀表，組成對應不同的電路，對相位、相位差、有效值以及不同的電路性質的學習具有非常重要的促進作用。
如在講授功率因數的提高時，由于發電廠在發出有功功率的同時也輸出無功功率，二者在總功率中各占多少不是取決于發電機，而是由負載的功率因數決定的，負載功率因數的大小是由負載的性質決定的。功率因數太低，會對供電系統產生不良影響，會引起下述兩方面的問題：降低了供電設備的利用率，電源設備越得不到充分的利用；增加了供電設備和輸電線路的功率損耗。負載從電源取用的電流在電路有功功率和輸電電壓一定的情況下，功率因數越低，電流就越大，電流流過輸電導線，在輸電線路上引起的功率損耗愈大，就意味著輸電線路上傳輸電能的效率低。
為了提高發電、供電設備的利用率，減少輸電線路上的能量損耗，應提高負載的功率因數。提高功率因數的方法很多，由于生產實際中大多數負載都是感性的，所以往往采用在負載兩端并聯合適的電容器補償的方法來提高電路的功率因數。
利用仿真軟件，在一個感性負載兩端并聯了合適的電容器后，電路中的總電流為會大幅減小，遠遠低于沒有并聯電容器時的電路，從而驗證了提高電路功率因數所采用方法的正確性。
5結束語
通過上述幾個應用實例可以看出，利用仿真軟件在電工類課程教學中有著非常重要的意義，它不僅僅對課堂的教學具有一定的促進作用，同時增加了學生分析問題與解決問題的能力，在實驗室設備有限和珍貴的情況下，通過虛擬仿真達到了理想的實訓效果。
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[關鍵詞]Multisim；教學；電路；仿真
[中圖分類號]G642
[文獻標識碼]A
[文章編號]2095-3712 2015 13-0075-03
[作者簡介]陳少航 1981― ，男，廣西桂林人，研究生，桂林航天工業學院自動化系講師，研究方向：信號分析及處理。
“電路分析基礎”課程是自動化、測控技術與儀器、電子信息工程技術等電類本科專業十分重要的基礎課，該門課程理論性和抽象性都比較強，學習難度比較大，又由于課程教學條件的限制，學生的學習積極性及教學效果不是很理想，需進一步提升。因此，因系制宜改革教學方法及方式是一項重要的研究課題。近年來，隨著軟件技術特別是仿真軟件技術的飛速發展，越來越多的高校將仿真技術引入到電類課程教學過程。下面結合我校相關專業特點及教學現狀，詳細介紹Multisim在“電路分析基礎”課堂教學和實驗教學中的應用。
一、Multisim簡介
Multisim是美國國家儀器公司開發的以Windows為平臺的仿真工具，是一款專業的電子仿真軟件，可以模擬單片機應用系統、模擬電子線路、數字電子線路及混合電路的工作過程及結果，仿真界面人性化強，元器件模型、虛擬儀器儀表及MCU非常豐富，能夠實時仿真“電路分析基礎”課程的各種電路，并能實時觀察不同元件參數對電路造成的影響。
二、Multisim在課堂教學中的實踐
目前，“電路分析基礎”課堂教學主要是PPT靜態演示為主，也就是課程的講授是以PPT為主，這樣的講授方式持續了很多年，但教學效果并沒有獲得質的突破，究其原因，主要是沒有對本課程抽象的理論知識建立相應的教學模型，因此，學生對教師講解的內容理解得不夠深刻，有一種似懂非懂、知其然而不知所以然的感覺。
Multisim是一款很強的實物模型仿真軟件，課堂PPT教學過程穿插對應的Multisim仿真電路模型，能建立起一種交互式、討論式的教學模式，提升學生對空間實物電路的理解能力，下面介紹一下Multisim仿真技術在課堂教學中的具體應用：
一 一階電路狀態、響應的仿真
一階電路的狀態及響應分析是“電路分析基礎”課程的重點內容，同時也是學生比較難掌握的內容，它主要是分析電路中的零狀態、零輸入以及全響應，圖2是用于仿真一階電路的RC電路，激勵是一個幅值為1伏，頻率為1000赫茲，占空比為50%的方波。設計電路的時間常數，當方波值為1伏時，用來模擬電容的充電過程；當方波值為0時，用來模擬電容的放電過程。電容充、放電過程的電路響應實際就是圖1的零狀態和零輸入響應過程。
采用Multisim10.0里的Simulite/Analyses/Transient Analysis 瞬態分析 對圖2進行仿真分析，利用軟件自帶的虛擬示波器，得到如圖3所示的響應結果。圖2中的粗線是方波信號，細線上升階段是電容充電過程，細線下降階段是電容放電過程，在圖2中利用Multisim的坐標定位功能，可以得到電容的充、放電過程是符合一階電路零狀態儲能和零輸入衰減過程，在一個時間周期內，圖1的響應結果也是電路全響應的結果。
另外，圖1中的電阻的變化會引起時間常數的變化、引起電路響應的變化，利用Multisim的Simulite/Analyses/Parameter Sweep 參數掃描分析 功能，同時觀察不同電阻值對電路引起的響應結果如圖2所示，圖2顯示了R1分別為50Ω、100Ω、150Ω以及200Ω的電路響應。
圖2、圖3 在仿真過程中，融合了一階電路的零輸入、零狀態、全響應對電路響應的影響，利用參數掃描功能同時觀察不同電路參數對電路響應結果的影響，這有利于學生理解和掌握這一抽象的難點內容，同時，學生可以自行修改實驗參數，進一步加深印象和理解。
二 諧振電路仿真
串、并聯諧振是正弦穩態電路分析的重要內容，圖4 由電感、電容以及電阻串聯構成，用來仿真串聯電路的諧振，圖4阻抗為：
將電路元件參數代入①式，計算出①式中的虛部位為零，由串聯諧振條件可知，圖4發生諧振，并且信號源和電阻R1上的電壓值相同，同時電容、電感的串聯支路電壓為零，通過仿真軟件內嵌的虛擬交流電壓表測量顯示，仿真和理論分析結果相同。
三、Multisim在實驗教學中的應用
“電路分析基礎”課程實驗內容較多、較難，而單次實驗課時間又較短，以前，每次做電路實驗都比較倉促，實驗的效果也不是很好，需要進一步改進實驗教學模式。Multisim的引入取得了傳統實驗教學模式達不到的效果。課外提前布置實驗內容的仿真驗證任務，要求學生提前用Multisim進行實驗，而且學生可以在實驗要求范圍內自行修改Multisim仿真參數和仿真電路，仿真達到預定目標之后，再搭建具體的實物電路，經過一個學期的教學實踐，證明這種實驗模式能縮短實驗時間、降低實驗器材的損耗，學生反應更能適應這種新式的實驗模式，而且實驗效果獲得顯著提高。下面用圖5驗證戴維南定理為例，介紹Multisim仿真技術在實驗教學中的具體應用，圖中的A圖有一個由流經R4電流控制的電流源， 斷開RL1，計算 也可以用Multisim內嵌的虛擬儀器測量 得到A圖的等效Uoc=1V；等效Req=5Ω；其戴維南定理等效電路如圖B所示，同時相同改變A、B圖負載參數，仿真結果顯示A、B圖的直流電流表讀數始終保持相同。仿真結果表明對負載RL的戴維南等效電路是正確的。
四、結束語
經課堂和實驗教學雙重實踐證明，將Multisim仿真技術引入“電路分析基礎”教學過程，課堂教學中結合理論分析不斷穿插仿真案例，實驗教學前布置仿真任務，實驗中加入電路的仿真環節，有利于提高學生的學習興趣，利于激發、調動學生的學習積極性和主動性，有利于培養學生設計電路、分析電路、解決電路故障的能力，有利于培養學生探索和創新思維，有利于降低實驗器材損耗，并能加強師生之間交流和合作，提高實驗的安全性和可靠性，提升學生的學習效果和課程的教學質量，促進教學健康、快速、跨越式發展。
參考文獻：
[1] 邱關源.電路[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2] 張新喜，許軍，王新忠，等.Multisim 10電路仿真及應用[M].北京：機械工業出版社，2010.
[3] 王庭才.Multisim11電子電路仿真分析與設計[M].北京：機械工業出版社，2012.
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關鍵詞：適時教學；電路分析；主動學習；團隊討論
中圖分類號：G642 ； ； ； ； ；文獻標識碼：A ； ； ； ； ；文章編號：1007-0079（2014）17-0062-02
“電路分析”課程作為工科電氣相關專業的學科基礎課程，其內容是介紹非時變集總電路的基本理論和方法。該課程知識點內容多、原理抽象、知識體系復雜，在有限的課時之內，傳統的“以教為主，以學為輔”的教學方式弊端日益顯現。許多學生或是不能正確理解一些理論概念，或是即使掌握了理論，但在涉及到具體電路設計時也存在諸多困難。因而，如何提升該課程教學質量，使學生掌握電路分析的基本概念和基本原理，培養良好的電路分析和電路設計能力，是一個值得探索研究的問題。本文從“適時教學”模式出發，結合筆者自身教學對這一問題進行了探索。
一、適時教學模式
1.模式簡介
Just-in-Time Teaching（國內將它翻譯為“適時教學”或“及時教學”），是20世紀末在美國高校本科教學中出現的一種新型教學模式，是美國航空學院和普渡大學的物理學教授在解決教學問題的過程中，經過八年的實踐總結出來的一種具有實效性的教學模式。[1]1999年，來自這兩所大學的四位教授在有關適時教學的第一本專著《適時教學：主動學習與Web技術的結合》（Just-in-Time Teaching： Blending Active Learning with Web Technology）中對這一概念進行了具體闡釋：“適時教學”是建立在“基于網絡的學習任務”和“以學生的自主性學習為主的課堂教學”二者交互作用的基礎上的一種新型教與學策略。
適時教學模式的主要實施步驟大致包括：課前，教師在網上預習內容，提出問題（Warm-up Questions）供學生思考；學生在課前認真預習之后向教師反饋問題或提出建議；教師根據學生的反饋調整授課進程、授課內容和授課方法。基于這樣的一個反饋環節，教師利用課堂開展各式各樣的討論和辯論，以實現以學生的自主性學習為主的主動課堂。所以，該模式的核心是反饋環節。課后，教師組織學生自主開展基于網絡的疑難問題團隊討論，以鞏固課堂教學。
2.適時教學模式是對電路分析課程教學理念的革新
目前，南京郵電大學對電路分析基礎課程實施層次化專業化教學，[2]即對不同專業的學生，對不同知識基礎與學習能力的學生提出不同的教學要求，施展不同的教學方法，力求做到因材施教，讓學生從學習中尋找各自的興趣點去切入點，得到不同的預期收獲。但同時，層次化教學也導致某些專業，如電子科學與技術等專業的電路分析課程只有48學時，在授課學時大幅度縮減的同時，電路分析的基礎重要知識點不能減少，同時還要鼓勵學生盡可能多地參與實踐動手環節。與此同時，隨著學科的交叉和滲透，邊緣學科的發展非?；钴S，計算機技術與電工理論的互相滲透與結合，產生了計算機輔助分析和設計這樣的交叉學科，促進了電路理論的新發展，與計算機輔助設計軟件結合教學，成為當代電路分析教學中不可忽略的發展趨勢。綜上所述，授課內容多，知識點與課下實踐環節聯系緊密，學時少而需課下練習多的矛盾日益突出，這無疑給教師的授課和學生的學習帶來了巨大的挑戰。
適時教學模式借助于網絡技術，增加了課前預習和課后提高的環節，彌補了課堂教學的不足，努力打造學生主動學習的課堂。將學生對課程的學習由課堂延伸到課外，有效地緩解了課時少、內容多的矛盾。同時，在學生課前預習的基礎上，教師可適當增刪教學內容，對學生通過預習掌握較好的內容簡略帶過，而對學生存在問題的知識點進行重點講授，并有根據地進行拓展強化，進一步地提升了教學進度和教學質量。所以說，適時教學模式是對電路分析課程教學的一個重要探索。
二、實施適時教學模式的資源配置與考核安排
從上述適時教學模式的定義看出，該模式突出了網絡技術的應用。在推廣該模式之前，學校應做好網絡課程平臺的建設，課程平臺大致應該包含以下模塊：
課前預習：該模塊供教師預習內容和預習要求，學生查看后根據要求完成預習；預習反饋：學生在該模塊向自己的任課教師提交自己的問題或建議；作業平臺：學生通過該平臺提交自己的預習作業或課后作業，授課教師可通過該平臺查看學生的預習效果或了解學生對授課內容的掌握程度；拓展提高：教師一些難度較大的問題供學生開展“難題探究”（Wrap-up Puzzles），學生通過課堂所學的知識點并結合網絡資源，通過發帖與同學開展討論，教師查看后進行相應回復或者總結；相關鏈接：該模塊包含教師上課所用課件或者教師希望學生瀏覽的相關網頁鏈接，以供學生自學或復習。
此外，通過推行適時教學方法，有效改變了傳統“輕平時，重期末”的考核方式。在早期的電路分析課程建設中，南京郵電大學（以下簡稱“我?！保半娐贩治觥闭n程通常采用“平時成績占25%，期末成績占75%”的考核方式，不少學生不注重平時學習或者平時學習往往有疑難問題積攢，依靠考前突擊學習又不能真正融會貫通，即使依靠背公式和大量做題來獲得不錯的卷面成績，也不能夠真正理解并熟練應用電路分析知識在動手實踐活動中。這樣的學習方法可以應付考試，但忽略了電路分析能力的培養，這種弊端在后來電工電子實驗等相關的實驗課程中暴露無遺。而且，平時成績的考核主要以作業和考勤為主，按時完成作業不缺勤基本可以獲得不錯的平時成績，對那些好學的學生也無法起到鼓勵作用。在適時教學模式中，教師可以調整考核比例，包括預習完成情況、預習反饋的積極度、課堂討論或辯論的參與度以及“難題探究”環節的表現等多個方面都應被納入考核范圍，綜合給予學生評價，對那些勤學好問、自學能力強的同學應給予鼓勵與支持。
三、結合仿真軟件激活預習和復習環節
MATLAB軟件是科學研究中常用工具，具有高效的數值計算及符號計算功能，可以進行矩陣運算、實現算法、繪制函數和數據、創建用戶界面、連接其他編程語高的程序等。[3]在“電路分析”課程中，隨著電路規模的加大，微分階數以及聯立方程的個數增多，給解題運算帶來一定困難。而MATLAB提供了高效簡潔的編程方法，其強大而簡易的繪圖功能、矩陣和數組運算能力以及很強的擴充性，能充分滿足基本電路分析、計算的需要，在電路分析研究與工程實踐中具有良好的應用價值。
1.在預習環節中引入MATLAB，引導學生自學
預習是適時教學模式非常著重的環節，是整個教學模式的基礎。對學生而言，課程的進行依賴他們預先的準備；對教師而言，教學內容是以學生為出發點進行組織調整的。因此，學生的預習質量直接影響課堂教學和課后提高的效果。教師在設計預習要求和內容時，要注意結合課程安排和學生的完成能力，著重考查學生對概念的理解。以明確的目的入手，可以為構建專業性預習問題提供框架或支架。
在講授“節點電壓法”這一節內容前一周，要求學生閱讀教材中節點電壓法的內容，包括節點的概念、節點的選擇、節點方程的建立等，然后完成預習作業，如下所示：節點電壓法的原理比較復雜，如果出現多個線性方程聯立求解，計算復雜。MATLAB軟件具有強大的計算功能，可以解決這一問題。以下給出用MATLAB求解節點電壓或電流的相關程序，要求學生在閱讀后請思考如何用于求解所列其他題目。其程序思路如下：利用input指令獲得電路節點與支路數；利用fopen與fscanf指令讀取數據文件，其中將節點鄰居電阻、電流源、電壓源均存為數據中獨立一列；計算節點電導矩陣，自、互電導分別為對角線與非對角線元素；計算節點相連電壓源和電流源造成的電流的代數和向量；矩陣計算得到節點電壓值。
學生通過對上述程序的學習理解，能夠很快理解從數據角度看待處理電路中的阻值與電源數值，從鏈接矩陣的層面加深對網絡拓撲的理解，從矩陣計算角度分析節點電壓對電流的驅動。在此基礎上，學生對MATLAB軟件的電路分析計算功能有了初步的了解，并對其在復雜電路分析上的應用有了一定的認識，尤其對課本“電阻電路一般性分析方法”一章的一般化系統化性解題方法有了深刻認識。通過在課程建設網站上附上與MATLAB相關的鏈接，鼓勵學生在課余時間自學軟件使用。
2.在授課與實踐環節中應用Multisim，加強學生對器件認識
由美國國家儀器有限公司（National Instruments， 簡稱NI）開發的Multisim系列軟件，具有直觀的原理圖捕獲環境，可提高學生對電路圖的觀察與理解，是一款適合教師、學生和工程師使用的SPICE仿真環境。[4]新版本的Multisim可以實現眾多功能，此處僅結合電路分析教學列出幾點應用：可便捷實現電路參數和參數掃描分析；結合 FPGA 對象模塊可進行后續課程數字電路方面的教與學；擁有2千多個各種元件的元器件庫，不管是大學教學還是動手實踐都能勝任，其廣度和深度對學生將來進行工作或科研都具有一定的可持續使用性。Multisim提供了廣泛豐富的功能來幫助大學一年級的學生輕松理解電路分析的基礎知識，而且掌握這些功能也能極大地幫助高年級大學本科生實現大學生創新計劃、電子競賽、本科畢業設計等項目的完成。
Multisim系列軟件提供了圖形化互動環境和各種即用型子板模板，任課教師在較短時間內就可設計制作帶動態演示效果的教學課件，將課本靜態電路圖與動態輸出波形有效地銜接起來，加深學生對電路理論的理解。在筆者的教學實踐中發現，Multisim尤其在直流激勵下的動態電路分析章節學習中，能夠提供形象生動的教學解決方案，幫助學生輕松從基本的電路分析運算理解過渡到復雜深奧的理論理解。通過對動態元件電容、電感連接示波器，可以清楚地演示電路充放電過程的變化規律，驗證課本上電壓電流的演變曲線，對時間常數等參數指標獲得實際體會。
在學生自主學習過程中，通過在Multisim軟件中搭建電路，學生不僅可以對疑難問題的求解進行驗證，還為將來的電工電子實驗課程打下了扎實的實踐經驗。從筆者的實踐中，可以發現將仿真軟件作為學生課下學習電路分析的輔助手段，能夠大大激發學生組成學習討論小組的興趣。
四、結論
在筆者對適時教學教學方法的推廣中發現，傳統電路分析教學中使用較多的仿真軟件Multisim，對電路元件間的連接關系、整體電路圖連線都有直觀明了的優點，便于檢查電路連接對錯，并且電路各電壓電流數值一目了然。但與之相比，偏重于數值計算的MATLAB軟件，其數據結構與計算功能更容易讓學生理解電路元件之間的數值關系，從另一個層面去理解電路原理，頗有奇效。筆者在適時教學模式的實踐中發現，電子專業、自動化專業的學生選擇Multisim比例較高，興趣也較強烈，而數理學院、計算機學院學生選擇MATLAB軟件較多些。在任課教師角度，將其與適時教學策略融合，從另一方面也達到了層次化教學，依興趣針對性教學的目的。前面所述也啟發筆者在將適時教學方法貫徹到實際教學環節時，將已有的教學經驗和手段新的創造性作用發揮出來，而不必局限于網絡化這個適時教學的基本手段上。
參考文獻：
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關鍵詞：數控加工 仿真技術 優點 缺點
筆者學校要求數控技術專業學生在中專畢業之前必須拿到數控車中級工證書，每個班會集中2周時間進行數控車培訓。但是受資金制約，學校只有5臺數控車床。以1個班30人為例，每6名學生1臺機床，1個學生練習的時候，其他5人就沒事可做了，這樣很不利于學生動手操作訓練。針對這一情況，筆者采用數控仿真軟件教學，使每位學生都能單獨模擬操作機床。這樣以仿真教學為基礎，與數控機床實際操作相結合，學生考證就比較輕松了。
一、數控仿真軟件的優點
1.能實現一人一機，激發學生學習興趣
筆者學校專門留出一個機房，在電腦上安裝數控仿真軟件，輔助數控加工教學。在試用了幾家數控加工仿真教學系統后，筆者最終選擇了斯沃仿真軟件。此軟件性能比較穩定，與常用的各類數控系統有比較好的兼容性，操作方法及使用和真實機床基本相同，并能進行手工編程和CAM編程練習。使用數控仿真系統能使學生每人一機進行模擬操作加工，大大激發了學生的學習興趣。
2.減少了數控機床的購置費用及日常損耗
首先，學校對數控技術課程設備的投入，動輒幾十萬甚至上百萬，所需場地面積大，如果采用仿真模擬，一個計算機教室及一套軟件即可，可為學校節約開支和場地。其次，在數控機床上進行練習，毛坯的用量很大，一次實習課下來，每位學生最少要用1～2個毛坯材料。學生加工時，由于操作不當還會出現撞刀現象，需要經常換刀片。引入仿真實習，最大的益處是節約了原材料、量具、刀具設備等的投入，極大地降低了實習消耗，且刀具不會因為進給量過大而損壞。
3.能實現和真實上機操作一樣的教學效果
斯沃軟件中的數控機床是一臺模擬的機床，機床的操作面板是根據真實數控機床進行設計的，操作起來跟真實的機床基本相同，可以在虛擬的環境中進行編程和操作完成整個零件的加工。當程序執行時，程序內容、刀具的走刀路徑及走刀的各個點的坐標值都可以同時顯示在一個窗口內，使操作者一目了然，隨時監視和控制機床，身臨其境般地感受零件加工的整個過程，起到和用真實設備一樣的教學效果。
4.操作安全性高
仿真操作是模擬的過程，不會對工件、刀具、量具及機床造成損壞，更不會因操作失誤對學生造成人身傷害，操作起來比較安全。
二、數控仿真軟件的缺點
1.設置加工參數隨意性大，產品質量無法保證
仿真操作是對零件加工的模擬，是一個虛擬的過程，只要程序正確就不會出現加工問題。所以學生在使用仿真軟件時，可以隨意設定相關參數。但是在機床上加工零件時，會出現很多情況，導致機床無法正常工作。學生一旦養成隨意設定相關參數的壞習慣，在機床上實際加工時就會忽略對參數的把握，不能保證尺寸的精度、表面粗糙度等，從而無法保證產品質量，更有甚者發生碰撞等事故。
2.缺乏現場的親身體驗，安全意識比較淡薄
操作人員在零件的實際加工過程中，根據數控機床的異常情況可以及時調整各項參數，從而減小數控機床發生故障的概率。譬如說看到情況不對，及時按下急停按鈕或直接關閉機床。此外，加工中不能將頭和手靠近卡盤或工件，不能戴手套，女生必須盤起長發、戴上帽子，加工前要關閉機床安全門等等。但在使用仿真軟件時，上述各個環節都可忽略不計，從而造成學生安全意識淡薄。
仿真軟件有它的優點，也有它的不足，在實踐教學中如何揚長避短，發揮出它的作用，是教師應該探討的問題。筆者在教學中，先利用課堂編程教學結合仿真教學，給學生大量的時間進行模擬操作，到學期結束前數控車集中培訓的時候，學生有一定的基礎，操作起來就得心應手了。但數控仿真軟件和實際加工還是有一定差距的，不可以讓軟件仿真完全代替實際加工訓練，只有在教學過程中科學、合理、有效地利用仿真軟件為教學服務，才能促進教學質量的提高。
參考文獻：
