电路分析教育环境的改善

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电路分析课程是高等院校各电类专业的一门重要基础课，是研究电路理论的入门课程，具有很强的理论性和实践性。随着现代科技的迅猛发展，传统的教学方式已经落伍，特别是在高校扩大招生规模后，更凸现其局限性。为了能够与时俱进，我们对教学模式进行了一些探索与改革，希望能够调动起学生学习的主观能动性，提高教学效果。Multisim软件应用到电路分析课程的教学实践后，使得理论课更加生动，实验课也更加灵活，这样电路分析课程的教学环境得到了不少改善。

1、传统电路分析课程存在的问题

第一，就电类专业来说，属于门类比较多的专业，不管是综合性大学，还是一般专科大学都有开设；但在有些学校，这类专业并不十分受重视。例如，在医学院校开设的医学信息专业，也可归类到电类专业，但在医学院校就是属于小且偏的专业。从学校来说，对专业的投入相对就少，教学形式和实验手段都比较陈旧，很难调动学生的积极性。

第二，从实验采用的具体方式来看，采用的多是验证性的实验形式。根据仪器仪表的工作原理，或是某个电路定理；再按照实验的操作步骤，连接实验箱或者实验板，最后进行测量就可以了。这种实验方式，学生没有处于主动思考的地位，不利于培养学生的思考和创新能力，从而也冲淡了学生参与实验的兴趣。

第三，随着近年来高校招生规模逐年扩大，存在学校实验场地紧张、实验设备落后、耗材缺乏等困难，很难满足学生人数的增长对实验教学提出的要求。要满足单人单桌单组的要求几乎是不可能的。而多人一组很难使每个同学都能够积极地参与实验。第四，学生人数的大幅增加，导致指导老师的工作量大幅增加，使得负责实验教学的老师分身乏术，没有更多的精力投入科研和创新当中。

2、Multisim软件的基本特点[1]

Multislm是一种应用广泛的电子电路计算机仿真设计软件，是由加拿大IIT公司推出的电子线路仿真软件EWB的升级版，目前Multisim软件的最新版本为Multisim11，本文的工作是基于Multisim10.0来完成的。(1)采用直观的电路图输入方式。从软件界面上我们可以直观地选取电路图需要的元件。(2)具有丰富的元件库。按照逻辑关系可分为17个元件箱，并且还在不断升级中。元件箱内有大量元件模型。并且，用户还可以根据需要编辑或创建一些新的元件。(3)拥有方便快捷的虚拟仪器。Multisim软件中带有各种用于电路测试的仪器，这些仪器都很直观，并且可以多台仪器同时调用。(4)提供多种分析方法。Multisim软件上有18种常用的电路仿真分析方法，这些分析方法都是利用仿真产生的数据去执行要做的分析。

将Multisim软件安装在电脑上后，我们就可以开展电路分析仿真实验。老师可以将搭建好的电路带到课堂上调试分析，学生可以在实验室做相应的仿真实验，甚至可以在课外自主进行实验。相对于传统的教学和实验，更具灵活性。除此以外，可以提高学生提出问题、分析问题和解决实际问题的能力。在完成基本学习任务后，学生还可以选择一些设计性和创新性的实验内容，满足了不同层次学生的需要。

3、仿真实验应用实例

以戴维南定理为例[2]：一个含独立电源的线性电阻单口网络，从端口特性来看，可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络，电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压UOC，R0是单口网络内全部独立源等于零（理想电压源短路，理想电流源开路）时所得单口网络的等效电阻。现在，我们利用Multisim来验证戴维南定理，如图1所示，将电路连接好[3]。点击仿真开关开始仿真，可以从电压表上直接读示数Uab=90V,图2所示；再通过按空格键，使单刀双掷开关J1转换到电流表上，读出a,b两端的电流为6A，图3所示。根据戴维南定理，等效电阻可以等于电路的端口开路电压和端口的短路电流的比值，即这样就得到了戴维南等效电路，如图4所示，结果与用戴维南定理求解所得一样。

4、结束语

Multisim仿真技术应用于电路分析课堂教学和实验教学后,使得一些抽象的概念变得具体,加深了广大学生对理论知识的理解和掌握。从教学效果来看,活跃了气氛,调动了学生的学习积极性和学习兴趣。另一方面,学生可以利用仿真软件，在课堂之外进行电路仿真、电路设计,使用虚拟仪器等活动,拓宽了学生的知识面。