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摘要：“模拟电子技术基础”是一门理论性和实践性都很强的课程，学生在学习过程中普遍感到内容抽象，不容易理解。针对这些特点，在课堂中利用Multisim强大的电路仿真功能，将抽象的理论知识用图形展示给学生看，这样既丰富了教学手段，又加深了学生对理论知识的理解，从而有效地提高了教学质量。
关键词：模拟电子技术基础；Multisim；射极偏置放大电路
作者简介：许建霞（1975-），女，江西南城人，武汉理工大学信息学院，讲师。（湖北 武汉 430070）
基金项目：本文系武汉理工大学教研项目资助：“模拟电子技术基础”辅助教学平台研制的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0047-02
“模拟电子技术基础”是电气自动化、电子科学与技术、电子信息、通信与信息系统等学科的基础课程。为了让学生能更好地适应新技术的发展，掌握模拟电子技术的基础知识，有必要加强学生对“模拟电子技术基础”课程的学习。但“模拟电子技术基础”课程所涉及到的电路以及分析方法比较抽象，讲解起来非常困难，学生也普遍反应比较难学，素来有“魔鬼模电”之说，[1]在学习过程中，常感到比较枯燥，难于理解，影响了学生对学习这门课的兴趣，学习质量也相应的下降。为了保证学生能真正理解其基本概念和方法，为其将来自学其他内容打下基础，这就要求教师在教学过程中必须采取一定的技巧和方法，将“模拟电子技术基础”的理论知识与Multisim软件有机结合起来，利用Multisim强大的电路仿真功能，[2-3]将一些抽象的概念和技术理论用易于理解的可视化图形演示给学生看，有助于学生对知识点的理解和掌握。
一、丰富课堂教学手段
为了提高教学质量，提高学生的学习兴趣，激发他们学习的热情，首先要注重课堂教学过程设计的连贯性，上课时，可以以提出问题的方式引入本节课的教学内容，然后围绕要解决的问题展开教学，这样可以让学生对本节课要学的内容有一个清晰的认识。其次针对目前“模拟电子技术基础”课程内容多，课时不够的矛盾，在课堂教学的过程中充分运用多媒体教学与传统板书教学相结合的方式，对于一些理论推导和典型电路的分析方法等采用板书教学，而对于一些结构较复杂的电路分析则采用多媒体课件，且多媒体课件要避免照搬教材，在多媒体课件中可以借助动画来帮助学生理解抽象的知识点，例如二极管、三极管和场效应管的工作原理非常抽象和复杂，是模电的教学难点之一，如果利用Flash动画演示器件内部复杂的载流子微观运动，有助于学生理解这类器件的外部特性和主要参数，这样也充分发挥了多媒体教学和传统板书教学各自的优势。最后在课堂教学中引入Multisim软件仿真，将理论教学与实验教学结合起来，Multisim9提供了丰富的元件库，包括电源库、基本元件库等，虚拟仪器是电路仿真和设计必不可少的测量工具，灵活运用各种分析仪器会给电路的仿真和分析带来方便，Multisim9提供了20种虚拟仪器，[4]包括万用表、示波器、信号发生器等，利用Multisim9提供的元件搭建仿真电路，然后用虚拟仪器对电路进行分析，这一过程，如同在真实的实验室中搭建真实的电路，由于上课时间有限，重点放在演示上，搭建仿真电路的具体过程可作为课后作业布置给学生来完成。
二、教学实例
以讲解射极偏置放大电路为例，本章节内容包括温度对工作点的影响，射极偏置放大电路稳定工作点的过程，静态工作点分析和交流工作状况分析，教学设计思路如下：
（1）由基本共射放大电路的特点引出射极偏置放大电路。利用Multisim软件，打开温度扫描参数设计界面，设置起始温度和终止温度，分析温度对基本共射放大电路静态工作点的影响，基本共射放大电路如图1所示，在温度分别为26℃和96℃下节点1、2、3的电压如图2所示，从图2中，学生可以非常直观的看出温度对该放大电路静态工作点的影响。
（2）分析温度对三极管参数的影响。
（3）给出能够稳定工作点的射极偏置放大电路，如图3所示，分析各个元件在电路中所起的作用以及讲解该电路是如何稳定工作点的。
（4）分别从理论上计算静态工作点和用Multisim仿真分析静态工作点，然后对两者进行比较，Multisim仿真分析静态工作点如图4所示，与理论值相近。
（5）先从理论上推导分析电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；再用Multisim仿真。仿真结果如图5、图6和图7所示，在图5中A通道为输出波形，B通道为输入波形，从图5可以看出放大倍数约192倍；图6为输入电阻的测量，从图6可计算出输入电阻约为3.24kΩ；图7为输出电阻的测量，从图7可计算出输出电阻约为5kΩ。最后对两者进行比较。
三、课后作业
多数教材都配有一定的练习题，而且有答案，因此很多学生对教师布置的课后作业不感兴趣，感到很枯燥，容易抄袭答案，这样背离了教师布置习题的初衷。为了避免这种现象发生，布置课后作业也要求学生将理论计算与仿真结合起来分析电路，还可以布置一些思考题来让学生思考，例如在讲完射极偏置放大电路后，课后可以布置这样一道题：电路如图3所示，讨论R5分别取0Ω和100Ω时温度对放大倍数的影响，学生通过设置温度扫描参数界面设置相应的参数，进行仿真，得到R5=0Ω节点6的波形如图8所示，幅度值较大的为温度27℃时节点6的波形，而幅度值较小的为温度90℃时节点6的波形，学生从图8可以很明显的看出温度升高时，交流输出幅度值减小了，说明放大倍数的稳定性不高。R5=100Ω温度分别为27℃和90℃时节点6的波形如图9所示，学生从图9可以看出温度升高，交流输出幅度值变化不明显，说明R5起到稳定工作点的作用，也抑制了温度的变化对放大电路电压放大倍数稳定性的影响。在整个做作业的过程中，学生通过理论计算，搭建仿真电路图，对原理图进行仿真，把仿真结果和理论计算做比较，这样既加深了学生对课堂知识的理解，又激发了学生的学习热情。
四、结论
要使学生较好地掌握模拟电子技术基础教材中的许多概念、理论知识，需在合理安排各个章节内容的基础上，强调教与学方法的改进，在授课的过程中，为了合理利用有限的课堂授课时间，电路图和一些重要的结论可用多媒体课件显示；推导过程用板书，这样可以让学生在上课时，有足够的时间思考和做笔记；对结果进行验证，可利用课前准备好的Multisim文件，或者在PPT中用超链接。至于如何具体搭建电路图和对电路进行仿真，可以让学生利用课余时间来完成。利用Multisim辅助教学，可以巩固学生对“模拟电子技术基础”理论知识的理解，使学生对理论知识的理解和实际应用技术的掌握达到事半功倍的效果。
参考文献：
[1]吴友宇，伍时和，凌玲.模拟电子技术基础[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2]石嘉顺.基于Multisim环境下的电路设计与仿真[J].计算机仿真，
2007，24（12）：306-309.
[3]赵春华，张学军.Multisim9电子技术基础仿真实验[M].北京：机械工业出版社，2007.
[4]从宏寿，李绍铭.电子设计自动化——Multisim在电子电路与单片机中的应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
（责任编辑：孙晴）
关键词：模拟电子技术基础；Multisim；射极偏置放大电路
作者简介：许建霞（1975-），女，江西南城人，武汉理工大学信息学院，讲师。（湖北 武汉 430070）
基金项目：本文系武汉理工大学教研项目资助：“模拟电子技术基础”辅助教学平台研制的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0047-02
“模拟电子技术基础”是电气自动化、电子科学与技术、电子信息、通信与信息系统等学科的基础课程。为了让学生能更好地适应新技术的发展，掌握模拟电子技术的基础知识，有必要加强学生对“模拟电子技术基础”课程的学习。但“模拟电子技术基础”课程所涉及到的电路以及分析方法比较抽象，讲解起来非常困难，学生也普遍反应比较难学，素来有“魔鬼模电”之说，[1]在学习过程中，常感到比较枯燥，难于理解，影响了学生对学习这门课的兴趣，学习质量也相应的下降。为了保证学生能真正理解其基本概念和方法，为其将来自学其他内容打下基础，这就要求教师在教学过程中必须采取一定的技巧和方法，将“模拟电子技术基础”的理论知识与Multisim软件有机结合起来，利用Multisim强大的电路仿真功能，[2-3]将一些抽象的概念和技术理论用易于理解的可视化图形演示给学生看，有助于学生对知识点的理解和掌握。
一、丰富课堂教学手段
为了提高教学质量，提高学生的学习兴趣，激发他们学习的热情，首先要注重课堂教学过程设计的连贯性，上课时，可以以提出问题的方式引入本节课的教学内容，然后围绕要解决的问题展开教学，这样可以让学生对本节课要学的内容有一个清晰的认识。其次针对目前“模拟电子技术基础”课程内容多，课时不够的矛盾，在课堂教学的过程中充分运用多媒体教学与传统板书教学相结合的方式，对于一些理论推导和典型电路的分析方法等采用板书教学，而对于一些结构较复杂的电路分析则采用多媒体课件，且多媒体课件要避免照搬教材，在多媒体课件中可以借助动画来帮助学生理解抽象的知识点，例如二极管、三极管和场效应管的工作原理非常抽象和复杂，是模电的教学难点之一，如果利用Flash动画演示器件内部复杂的载流子微观运动，有助于学生理解这类器件的外部特性和主要参数，这样也充分发挥了多媒体教学和传统板书教学各自的优势。最后在课堂教学中引入Multisim软件仿真，将理论教学与实验教学结合起来，Multisim9提供了丰富的元件库，包括电源库、基本元件库等，虚拟仪器是电路仿真和设计必不可少的测量工具，灵活运用各种分析仪器会给电路的仿真和分析带来方便，Multisim9提供了20种虚拟仪器，[4]包括万用表、示波器、信号发生器等，利用Multisim9提供的元件搭建仿真电路，然后用虚拟仪器对电路进行分析，这一过程，如同在真实的实验室中搭建真实的电路，由于上课时间有限，重点放在演示上，搭建仿真电路的具体过程可作为课后作业布置给学生来完成。
二、教学实例
以讲解射极偏置放大电路为例，本章节内容包括温度对工作点的影响，射极偏置放大电路稳定工作点的过程，静态工作点分析和交流工作状况分析，教学设计思路如下：
（1）由基本共射放大电路的特点引出射极偏置放大电路。利用Multisim软件，打开温度扫描参数设计界面，设置起始温度和终止温度，分析温度对基本共射放大电路静态工作点的影响，基本共射放大电路如图1所示，在温度分别为26℃和96℃下节点1、2、3的电压如图2所示，从图2中，学生可以非常直观的看出温度对该放大电路静态工作点的影响。
（2）分析温度对三极管参数的影响。
（3）给出能够稳定工作点的射极偏置放大电路，如图3所示，分析各个元件在电路中所起的作用以及讲解该电路是如何稳定工作点的。
（4）分别从理论上计算静态工作点和用Multisim仿真分析静态工作点，然后对两者进行比较，Multisim仿真分析静态工作点如图4所示，与理论值相近。
（5）先从理论上推导分析电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；再用Multisim仿真。仿真结果如图5、图6和图7所示，在图5中A通道为输出波形，B通道为输入波形，从图5可以看出放大倍数约192倍；图6为输入电阻的测量，从图6可计算出输入电阻约为3.24kΩ；图7为输出电阻的测量，从图7可计算出输出电阻约为5kΩ。最后对两者进行比较。
三、课后作业
多数教材都配有一定的练习题，而且有答案，因此很多学生对教师布置的课后作业不感兴趣，感到很枯燥，容易抄袭答案，这样背离了教师布置习题的初衷。为了避免这种现象发生，布置课后作业也要求学生将理论计算与仿真结合起来分析电路，还可以布置一些思考题来让学生思考，例如在讲完射极偏置放大电路后，课后可以布置这样一道题：电路如图3所示，讨论R5分别取0Ω和100Ω时温度对放大倍数的影响，学生通过设置温度扫描参数界面设置相应的参数，进行仿真，得到R5=0Ω节点6的波形如图8所示，幅度值较大的为温度27℃时节点6的波形，而幅度值较小的为温度90℃时节点6的波形，学生从图8可以很明显的看出温度升高时，交流输出幅度值减小了，说明放大倍数的稳定性不高。R5=100Ω温度分别为27℃和90℃时节点6的波形如图9所示，学生从图9可以看出温度升高，交流输出幅度值变化不明显，说明R5起到稳定工作点的作用，也抑制了温度的变化对放大电路电压放大倍数稳定性的影响。在整个做作业的过程中，学生通过理论计算，搭建仿真电路图，对原理图进行仿真，把仿真结果和理论计算做比较，这样既加深了学生对课堂知识的理解，又激发了学生的学习热情。
四、结论
要使学生较好地掌握模拟电子技术基础教材中的许多概念、理论知识，需在合理安排各个章节内容的基础上，强调教与学方法的改进，在授课的过程中，为了合理利用有限的课堂授课时间，电路图和一些重要的结论可用多媒体课件显示；推导过程用板书，这样可以让学生在上课时，有足够的时间思考和做笔记；对结果进行验证，可利用课前准备好的Multisim文件，或者在PPT中用超链接。至于如何具体搭建电路图和对电路进行仿真，可以让学生利用课余时间来完成。利用Multisim辅助教学，可以巩固学生对“模拟电子技术基础”理论知识的理解，使学生对理论知识的理解和实际应用技术的掌握达到事半功倍的效果。
参考文献：
[1]吴友宇，伍时和，凌玲.模拟电子技术基础[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2]石嘉顺.基于Multisim环境下的电路设计与仿真[J].计算机仿真，
2007，24（12）：306-309.
[3]赵春华，张学军.Multisim9电子技术基础仿真实验[M].北京：机械工业出版社，2007.
[4]从宏寿，李绍铭.电子设计自动化——Multisim在电子电路与单片机中的应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
（责任编辑：孙晴）