時間：2022-08-10 05:01:05
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電子技術是電氣類專業及自動化專業的主要課程，電子技術課程一般將自動化技術、電氣技術、電子技術三者融為一體，主要有以下幾個特征：（1）知識理論較深，波形變化復雜難以捉摸，教學模式單一，學生不易理解。（2）電子技術系統模式特征鮮明，波形變化、參數變化較為復雜，每個電路電子實驗項目獨立性強。（3）電子電路設計綜合性強，電子技術應用范圍廣，可開發操作案例非常完善。
考慮到電子技術課程理論知識較深，系統模式化明顯，所以教學一般選用EWB虛擬仿真軟件，此軟件具有以下幾個特點：（1）EWB具有非常強大的模擬仿真能力，適合教學實踐仿真，學生易于學習操作，EWB運行簡單。（2）EWB軟件采用直觀的圖形界面，易于仿真實驗室工作平臺。（3）EWB也是一個非常專業的電子技術訓練工具，可以提供專業的門電氣系統模型，具有實物的所有數據與特征屬性，非常適合虛擬仿真模擬操作，并且節約經費，數據準確。
3.電子技術課程教學應用虛擬仿真的可靠性
隨著國家對教育事業的大力投入，眾多職業學校的教學設施以及環境都得到了改善，多媒體教學基本普及，許多學校也有了自己相應專業的實驗室及教學用室，計算機以及相應的虛擬仿真平臺也得到了普及，在日常教學課程中，教師可以通過虛擬仿真平臺來演示一些較難理解的知識，讓學生更好地觀測、理解這些知識點。虛擬仿真平臺的大力發展和普及取決于計算機技術、多媒體技術的高速發展，職業學校紛紛設立自己的電子技術類專業實驗室，安裝不同的先進的虛擬仿真平臺，學生在下課時也可去多媒體教室進行軟件學習，這讓教學不僅能在課堂上實現，課下也可以讓學生進行相關學習，提升了教學質量和效果。
二、虛擬仿真技術在電子技術課程教學中的應用
1.在電子技術課程教學中應用虛擬仿真教學
以往的電子技術課程教學中，教師由于電子技術專業實驗室及設備的缺乏，無法將理論知識與實踐實驗相結合進行教學，只能將傳統系統教學分為理論知識教學和實驗教學兩部分。但在純理論知識的教學中，教師很難將一些較難理解知識公式教給學生，學生也難以理解。若通過演示實驗，會占據大部分課程時間，如果能將虛擬仿真技術引入到教學課堂，將大大減少教學用時，也會告別傳統教學模式，讓學生跟著教師在虛擬仿真平臺上進行實驗，使學生更簡潔地理解相應的理論知識，提升學生學習電子技術課程的積極性。
2.改革電子技術課程教學，增加虛擬仿真實驗
在一般職業學校中，電子技術專業教學多注重實踐操作，但若學生沒有很好地掌握理論知識，就很難操作好一些相關的實驗，電子技術專業課程需要將理論知識與實驗相結合才能完善教學。這就需要應用虛擬仿真平臺，既可以讓教師引導學生用實驗來理解理論知識，也能讓學生自主進行相關虛擬仿真實驗的探索，來提升學生對電子技術的熱情和設計創作水平。
虛擬仿真技術作為一種新型的科學技術越來越為人們所關注，在中職電子技術教學中引進這項技術，是中職院校發展的需要，也是時展的必然趨勢。
一、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中運用的重要性
虛擬仿真技術又稱模擬技術或者虛擬現實技術，通俗上講就是用一個虛擬的系統模仿一個真實系統的技術。隨著計算機科學技術的迅猛發展，虛擬仿真技術已應用在生產生活的多個領域。近幾年，在中職電子技術教學中也引入了虛擬仿真技術，它不僅提供了新型的教學手段，優化了教學模式，而且彌補了傳統教學的不足，給教學帶來了全新的體驗。
二、滿足電子技術教學的需要
電子技術是一門理論性和實踐性都很強的學科。作為學生而言，首先必須要有扎實的理論知識作基礎，掌握各種復雜的數學計算公式、識別各種電子元件并熟知其性能，同時還得掌握電子維修、電子技術開發等基本理論知識，最終才能將所學的知識運用于實踐。要真正提高學生的電子技術水平，必須有大量的實踐經驗，沒有豐富的實踐經驗，即使掌握再豐富的電子技術理論也無濟于事。而虛擬仿真技術能夠為學生模擬一個仿真情境，讓學生在這個情境中進行電子技術操作，使學生將平時所學的電子技術理論知識運用于實踐，并在實踐操作中加深對理論知識的理解和鞏固，讓學生真正做到在“學中做，做中學”，不斷提高自身的電子技術水平。
（一）創新教學方法
在中職電子技術教學中運用虛擬仿真技術屬于實驗教學法，改變了傳統的以教師傳授為主的枯燥乏味的教學方法，能夠有效提高教學效率。虛擬仿真技術通過各種可操作的動態實例，能夠比較有效地吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，營造濃厚的學習氛圍，讓學生在實踐操作中發散思維，提高學生的動手能力，從而實現電子技術教學的真正意義。
（二）符合學情需要
中職的學生大多數文化基礎比較薄弱，對于課堂教師講授的理論知識的接受能力較差，學習的積極性比較低，不喜歡枯燥乏味的課堂。與學習復雜的電子技術理論相比，中職學生顯然更愿意動手操作。而虛擬仿真技術則剛好滿足了學生這一方面的需求，給學生提供了動手操作的機會，它可以幫助學生積累實踐經驗，提高操作能力，為以后的工作奠定基礎。
（三）減少意外情況的發生
電子技術在實踐操作的過程中，由于操作人員的粗心或者不熟練，可能會出現電路起火、爆炸等意外情況，容易造成相關人員受傷。而虛擬仿真技術的運用，可以模擬操作情境，控制意外的發生，減少意外傷害，保障人員安全。
三、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的運用現狀
目前，隨著科學技術的不斷發展，虛擬仿真技術水平也在不斷提高，很多技術生產行業中大量引進這種虛擬技術。而在電子技術教學實踐中，虛擬仿真技術也逐漸成為輔助教師教學的重要工具。
（一）教師教學的得力助手
虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的運用，在很大程度上減輕了教師的教學負擔，成為教師教學的得力助手。在以往的電子技術教學中，教師僅靠課堂上的理論知識傳授讓學生掌握相應的電子技術應用水平，其難度較大。再加上學生消極學習的態度也讓教學效果大打折扣，而虛擬仿真技術則在很大程度上解決了這一問題。虛擬仿真技術通過模擬真實的操作情境，將靜態的知識轉換為動態的知識，讓學生更容易吸收。正所謂“說上一百遍，不如做一遍”，有時候復雜的理論講解不如一個操作更容易讓人明白。在虛擬仿真技術的輔助下，學生學得輕松，教師教得也輕松。
（二）學生喜愛的教學手段
虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的運用，將學生從復雜難懂的理論知識海洋中解放出來，凸顯了學生的主體地位，學生學習的積極性也明顯提高。虛擬仿真技術在電子技術教學中的應用，打破了理論知識一統課堂的局面，帶來了教學模式和教學手段的創新，營造出更加適合學生學習的氛圍，對提高學生的電子技能水平大有裨益。
（三）教師的虛擬仿真技術的操作能力有待加強
隨著虛擬仿真技術的不斷推廣，這項技術也逐漸在中職的各項實驗實訓教學中得到廣泛運用。但由于部分教師沒有經過專門的培訓，對虛擬仿真技術的不熟悉和操作方面的不熟練，導致對虛擬仿真技術的運用成效并不明顯。
（四）教師和學生過度依賴虛擬仿真技術
虛擬仿真技術擁有明顯的優勢，深受學生的喜愛，它在中職電子技術教學中的運用，給課堂教學帶來了全新的體驗，但在虛擬仿真技術的運用中仍然存在一些問題。一些教師過度依賴虛擬仿真技術帶來的便利，完全不考慮課堂的實際需要，即使在理論性很強的課堂上仍然依賴虛擬仿真技術。比如，有的教師在學生沒有掌握扎實的理論知識的情況下就盲目使用虛擬仿真技術，不僅沒有達到預期的教學效果，反而降低了教學效率。不僅教師如此，在學生身上也存在著過度依賴虛擬仿真技術的現象。雖然虛擬仿真技術能夠有效地提高學生的動手操作能力，但是模擬操作與實際操作仍然有區別，模擬操作并不能完全取代實際操作。畢竟現實生活中和以后的工作中需要的是實際操作經驗，無論是教師還是學生，在教學中絕不能用模擬操作完全取代實際操作。
四、關于虛擬仿真技術在中職電子技術教學中運用
虛擬仿真技術在中職電子技術課程教學中的應用是我國教育信息化發展的必然趨勢，同時也是提高電子課程教育教學質量和水平的重要途徑。在中職電子技術教學中，應該充分發揮虛擬仿真技術的優勢，提高教學效率和學生的實踐應用能力。
（一）利用虛擬技術模擬教學情境，提高學習效率
利用虛擬技術模擬生產、生活中的實際場景，讓學生有一種身臨其境的感覺，使學生在這種教學情境中輕松愉快地獲取知識。這種教學方法不僅能激發學生的學習興趣，而且能使學生較快地融入到學習中，主動思考，積極合作，從而提高學生的學習效率。在中職電子技術教學中，教師完全可以通過虛擬仿真技術模擬一個教學情境。例如，教師可以模擬一個電路操作臺，展現出現實中真實的電路數據，讓學生積極參與到操作中，在操作中獲取并鞏固知識，從而提高實踐能力。
（二）組織小組合作探究式學習
在運用虛擬仿真技術模擬操作時，可以將學生分成幾個小組，通過小組內部的團結協作開展探究學習。在模擬操作時，一個人獨自操作容易出現紕漏，而團體合作則可以利用集體的智慧，提高操作能力，往往能取得一加一大于二的效果。同時，為了提高小組合作的積極性，教師可以通過組織小組競賽的方式激勵學生的學習，從而有利于提高學生的學習效率和課堂教學效率。
（三）加強教師對虛擬仿真技術的運用能力
虛擬仿真技術對于中職學校來說是一種新型的教學輔助技術，許多教師對這種技術還不夠熟悉，甚至不能熟練地運用。因此，中職學校應該建設一支能夠熟練運用虛擬仿真技術的教師隊伍，同時，電子技術專業的教師也應該積極地學習這項技術，讓課堂教學因這一新技術的應用而變得更加生動活潑。
（四）模擬操作與實際操作相結合
虛擬仿真技術提供的模擬操作讓學生在課堂上也能真切地體會到操作的滋味，但模擬操作并不能完全取代實際操作。模擬操作畢竟是人工模擬的，對于一些人們無法預料的情況并不能完全模擬出來，而真切實際的操作體驗對于學生來說不僅是必要的，對于提高學生的電子技術應用水平也更為重要。因此，在電子技術教學中運用虛擬仿真技術時，絕不能忽視實際操作的重要性，應該將模擬操作與實際操作相結合，發揮二者的長處以提高學生的綜合應用能力。總之，在中職電子技術教學中，我們應該充分發揮虛擬仿真技術的作用，合理利用虛擬仿真技術的優勢，提高課堂教學效果和學生的學習效率，從而全面提高學生對電子技術的實際應用水平。
參考文獻：
情景教學法是適合中職院校學生的一種教學方式，提升學生的學習興趣，使學生可以更快的融入到課堂教學中，情景的設計可以和實際情況相結合。虛擬仿真技術就是實現可以在課堂上給學生模擬真實環境的平臺，培養學生的實際操作能力，改變目前只能進行理論教學的現狀。
電子技術教學中更多是進行電路的教學，虛擬仿真技術可以有效的將真實的電路工作情況給學生呈現出來，讓學生可以親自觀察所有復雜的電路情況。使教學不再局限于苦思冥想的抽象理論教學中，而是能夠更直觀、更明了在虛擬平臺上給學生展現出來，讓學生直白的理解理論知識。例如利用flash動畫將PN結的多子的擴散和少子的漂移直觀的表現出來，以利于學生對PN結概念、形成過程以及導通條件的理解。
再如將電子技術教學中放大電路的電阻、電容、晶體管、電源通過虛擬技術multisim模擬出來，再采用multisim里模擬測量工具直觀的測出電壓、電流的關系，從而更好地理解晶體管的放大、飽和、截止，以及放大電路三種組態。有了直觀的呈現，學生就會產生學習積極性，學習積極性得到提高就解決了學習的根本問題。
2虛擬仿真技術能架起理論與實踐相結合的橋梁
課堂上學生的參與度直接影響著課堂氣氛，虛擬仿真技術可以讓學生有身臨其境的感覺，讓學生更主動的參與課堂教學，對知識的掌握更加牢固。中職院校進行電子技術教學時的重點就是電路教學，可以利用虛擬技術將實際的電路操作臺在課堂上模擬出來，讓學生可以真正的動手將電路中出現的各種問題進行解決，從實際操作中掌握知識點、理解理論知識，將理論教學和實踐教學相結合，使學生畢業后更容易接手實際工作，達到出校園就有能力進入社會的培養目標。
3虛擬仿真技術中穿插小組探討式教學，更有利于學生創造力的培養
探討式教學可以培養學生的思考能力和自主學習的能力，電子技術教學僅僅依靠教師是不夠的，更多的是需要學生自己進行探索，將教師講授的知識自己實踐、驗證之后才能更好的掌握，虛擬仿真技術在課堂上的應用就是給學生提供一個自主學習、合作學習探討的平臺。
電子技術教學中對電路的分辨是所有教學的基礎，對于電路的理解和學習，可以讓學生以小組的形式利用仿真虛擬技術系統來進行自主學習，找到各種電路圖之間的區別，加深學生的記憶，從而更好的掌握對電路圖的分辨能力。例如同一個電路各組件可以有不同的取值，讓學生一小組討論各取值之間的理論情況，通過Multisim等仿真技術加以驗證。
再例如讓學生通過學習整流電路理論的學習，各自設計整流電路，最后在Multisim實現出來，以小組的形式討論誰的設計更成功，成功了，成功在哪？失敗了，錯在什么地方。通過小組的探討，與其他同學設計結果的對比，學生能找到自己的問題所在，從而更好地培養學生的創造力。
而且虛擬仿真不需要耗材，在虛擬仿真軟件上面可以隨意設置原件參數，也不會把設備燒壞，這樣更有利于學生大膽的嘗試和創新。
4應用虛擬仿真技術存在一定的挑戰
目前虛擬仿真技術并沒有在所有院校的電子技術教學中得到應用，主要原因就是沒有專門的教師對這項技術進行學習，還無法完全掌握這門技術以便應用到實際教學中，因此，想要更好的應用虛擬仿真技術，首要條件就是要在學校內組建一支教師隊伍專門進行該技術的研究學習，熟練掌握是基礎，還要有能力對其他教師進行指導，使虛擬仿真技術在電子技術教學中得到普及。進行電子技術教學的教師更應該積極主動的進行學習，使課堂教學的氣氛更加輕松愉快，學生的學習效果得到提升。
5虛擬的模擬操作應該與實際操作結合起來進行教學
虛擬仿真技術雖然可以在課堂上讓學生體會實際操作的感覺，但是卻不可以完全代替實際操作，因為模擬操作系統是人工設置的，很多實際操作中會出現的情況在虛擬系統中并不能夠完全體現，所以仿真虛擬系統的應用在電子技術教學中只是起到了輔助作用，實際的操作練習也是很重要的，絕不可以將實際操作的重要性忽略掉，而是應該將兩者的優點結合起來，進行綜合教學，有效的提高學生的電子技術操作水平。
6結束語
我國科技的進步發展在中職教學中得到了充分的體現，尤其在電子技術的教學上更是有著很大的意義，虛擬仿真技術在中職的電子技術教學中得到應用是提升學生實際操作能力的途徑之一，使學生未來適應工作的能力得到加強，讓學生走出校園就可以得到企業單位的認可，增加學生的就業概率，使學生在競爭力極強的社會上更容易站穩腳跟，獲得更大的發展機會。
參考文獻：
[1]陳閩蜀.虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用分析[J].蘭州教育學院學報，2015（03）：111-112.
[2]徐冬冬.中職電子技術教學中虛擬仿真技術的運用[J].大東方，2016（04）：195.
1 引言
數字電子技術是高等職業院校電類相關專業的一門應用性較強的專業基礎課，該課程主要是培養學生數字電子技術方面的基本知識和基本技能，培養學生分析、解決數字電子技術相關的問題的能力。在以往的教學過程中，理論抽象不夠直觀，學生難以理解掌握，影響了自主學習積極性。而一般的多媒體教學也難以從本質上改變這種狀態。隨著計算機虛擬仿真技術的發展，在課堂和實踐教學中充分利用計算機仿真平臺將數字電子技術中枯燥抽象的理論教學以仿真動畫、波形、指示燈等形式直觀、生動的表現出來，使“數字電子技術”的教學內容形象化。課堂教學不再局限與理論講解，而是與仿真實踐緊密結合在一起，既豐富了教學內容，又幫助學生更好的掌握所學的知識點，激發學生的學習興趣和自主學習積極性，進一步提高了課堂教學效果。
2 Multisim簡介
Multisim是美國NI（國家儀器）公司開發的Electronics Workbench EDA（簡稱EWB）仿真軟件，是早期EWB等版本的升級換代產品。該軟件基于PC平臺采用圖形操作界面虛擬仿真了一個與實際情況及其相似的電子電路實驗工作臺，它幾乎可以完成在實驗室進行的所有的電子電路實驗，已被廣泛地應用于電子電路分析、設計、仿真等工作中，是目前世界上最為流行的EDA軟件之一，已被廣泛應用于國內外的教育界和電子技術界。
3 Multisim虛擬仿真在數字電子技術教學中的應用
3.1 數字電子技術課程教學現狀
3.1.1 理論教學過程中“理論聯系實踐”有待加強
在以往的理論教學中，老師在黑板上一味灌輸知識那種填鴨式的教學，在教學過程中教師往往很難充分調動學生的學習主動性，按照傳統的教法，往往大半學期過去了，不少學生只知道各種數字器件的名稱和內部電路原理，但不清楚學了有什么用，更不知道如何將這些器件組成所需的數字電子系統；又或者碰到非常抽象知識點，課堂教學總是難以直觀講解，學生對此類問題總是難以理解和掌握。這是因為教學中缺乏一個“展示”的平臺， 這里的“學”也僅僅是學會老師所教的知識， 而更重要的學習的方法、自主學習的能力的培養卻存在一定程度的缺失。
而在數字電子技術實踐教學中，傳統的教學方法是要求學生完成某些驗證性實驗，其內容、步驟等都是安排好的， 學生只要按照教師安排的順序就能順利完成實驗。也許有學生有新穎的思路，但因受實驗設備器件等限制也無法將想法實現。這樣更進一步的限制了學生的設計性思維和創新精神的培養，學生分析問題、解決問題的能力難以提高。
3.1.2 課程設計時學生的設計思想很難達成
在傳統數字電子技術設計時，要耗費大部份時間來分析和構建電路，然后用相應的儀器進行測量，這樣設計耗時較長、效率較低，而且一旦出錯，往往要重新更換元器件，參數修改也不方便，不利于設計者設計思路的延伸。因此數字電子技術課程改革以課堂和教師為中心的傳統教學組織形式， 根據高職數字電子技術教學的特點，在教學過程中引入Multisim軟件，把學生的理論學習、實踐能力培養和綜合素質提高緊密結合起來。
3.2 模型搭建及電路仿真
在組合邏輯電路中，由于輸入信號傳輸到輸出端路徑和時間的不同，存在競爭，在輸出端可能會出現不應有的干擾窄脈沖，產生冒險。該知識點相對抽象，學生往往難以領會。下面我們通過在課程教學中引入Multisim進行仿真分析：
3.2.1 競爭冒險現象分析
在Multisim11仿真平臺中，搭建如圖1（a）所示仿真電路，觀測示波器測試該電路是否存在競爭冒險現象。首先用代數法寫出該電路的邏輯表達式：。
由表達式可以看出，變量A具有競爭能力，當B=1時，，電路會產生負干擾脈沖，存在冒險。用示波器觀測輸出波形，輸出信號確實存在明顯的競爭冒險現象的輸出信號波形，如圖1（b）所示。
3.2.2 消除冒險
（1）修改邏輯設計，增加冗余項。理論分析：修改邏輯設計，增加一個冗余項B，使，則即沒有改變原邏輯關系，又消除了競爭？冒險現象。根據理論分析結果在仿真平臺中修改電路，如圖2（a）所示。用示波器觀測，經過改進后的電路輸出信號消除了競爭冒險現象的輸出信號波形，如圖2（b）所示。
（2）輸出端接入濾波電容。根據理論分析，由于競爭？冒險所產生的毛刺脈沖寬度很窄，因此在對輸出信號波形邊沿要求不高的情況下，可以在邏輯電路的輸出端（或級間）接入一個不大的濾波電容，以濾除產生冒險的窄干擾脈沖。我們在如圖1（a）中的輸出端并上電容C1（圖中R1為邏輯電路的等效輸出電阻），R1、C1量值的選取需經調試確定。在輸出端接入濾波電容后的仿真電路，如圖3（a）所示。此時再用示波器觀測，輸出端信號果然消除了競爭冒險現象的輸出信號波形，如圖3（b）所示。
4 結語
通過Multisim仿真平臺，既能克服因儀器設備、耗材損耗等因素的限制，許多試驗不能進行的困難，又可針對不同目的（驗證、測試、設計、糾錯和創新等）進行訓練，培養學生分析、應用和設計的能力。基于Multisim的虛擬仿真系統也有利于教師不斷改進教學內容，提高教學效果，使學生在掌握基礎知識外，能更有效地發揮其自主學習能力，開發了學生的創新潛力。但它只能輔助數字電路教學，而不能完全代替理論和實驗教學，還需要在今后的實際教學中揚長避短，不斷完善。
隨著科學技術的飛速發展，電子技術在企業中得到了廣泛應用，這對電子技術教育工作提出了更高要求。而職校電子技術課程作為培養學生電子技術實踐操作能力的重要途徑，直接關乎學生的未來發展。然而，傳統的電子技術已經無法滿足新形勢下的職校教育需求，所以創新其應用策略刻不容緩，以便不斷提升職校電子技術教學有效性。
1.引入虛擬仿真技術，激發學習興趣
在當前的職校電子技術課程教學中，教師大都注重理論知識的講解，卻忽視了實踐指導在提升學生電子技術操作能力方面的積極作用。但是單純地講解電子技術方面的公式、原理等理論知識，職校學生很容易感覺到枯燥、乏味，并會逐步產生厭學情緒，以至于無法促進學生投入到電子技術教學活動中來。而此時如果教師可以在課堂教學中引入虛擬仿真技術，則可以徹底打破傳統單一教學模式的束縛，增強學生的實踐動手操作體驗。與此同時，在學生的實踐操作過程中，學生也更加容易獲取更多的教學知識，并可以借助學生的實踐教學來逐步形成科學的思維和創新意識。而借助虛擬仿真技術的合理運用，學生可以更好地進行電子電路的實驗和操作方面的教學，從而借助實踐操作來幫助學生更好地了解相關的理論知識，提升他們的實踐操作能力。
為了進一步提升職校電子技術課程教學有效性，教師需要結合實際情況來開展理論知識方面的教學，以便深化學生對于電子技術課程方面理論知識的理解和認識，以為后續的理論教學和實踐教學工作奠定扎實基礎。但是如果教師只是一味地借助實驗操作的方式來開展教學，那么就會浪費材料和時間。而此時如果可以合理運用虛擬仿真技術，那么可以借助多媒體等信心技術軟件來將那些抽象的理論教學知識以更加直觀、生動地方式展示給學生，從而可以深化學生對于職校技術課程教學知識的理解和認識，增強學生的學習效果。例如，在講解“放大電路”這部分教學內容的時候，授課教師可以采用虛擬仿真技術來引導學生探究教材上有關共射極放大電路的三種組態，深化學生對于放大電路方面知識的理解和認識，提升學生的學習效果。
2.創設仿真電子實驗，增強操作能力
在職校電子技術課程教學中，為了檢驗虛擬仿真技術引入的教學效果，必須要借助實驗開展來進行檢驗。因此，在引入虛擬仿真技術的時候，教師可以通過電子電路的實驗操作來幫助學生在模擬場景中去驗證相關理論知識的科學性和合理性，同時也可以使職校學生更好地體驗電子技術學習的魅力，提升學生的實踐操作能力。但是必須要結合實際的教學內容或者實驗知識等方面的知識來合理開展仿真實驗，以便可以更好地開展電子技術課程教學。此外，在職校電子技術課程教學中，授課教師需要結合職校電子技術課程教學的特點以及學生學習需求和性格特征來對現有的教學方式和活動進行改進和創新，以便切實將虛擬仿真技術引入到中職電子技術課程教學中來，不斷提升學生的動手實踐操作能力。
例如，在講解《彩色電視機原理與維修》這部分教學內容的時候，授課教師可以先借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示電視機從上世紀七十年代末到今天的發展歷程，同時還要為學生講解全球彩色電視市場的現有特點。實際上，彩色電視機和學生的生活之間具有緊密聯系，其是生活中經常接觸的一種事物，所以授課教師在開展這部分知識授課的時候，結合生活實際來為學生創設一些富有啟發性的教學問題。比如：“你家中所用電視機是哪種型號呢？有什么功能呢？”等，以便借此來充分加強師生互動。此外，授課教師還可以借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示一個立體化的電視機模型，使學生借助真實的模型來了解彩色電視機的整體結構及其構成部件，同時還可以組織學生進行自主實驗操作來完成有關電視機零件的整合操作，從而可以提升學生的動手操作能力。
一、引言
模擬電子技術是高等職業院校電類相關專業的一門應用性較強的專業基礎課，該課程主要是培養學生在模電方面的基本應用能力，培養其解決、分析與模擬電子技術相關的問題的能力。在以往的教學模式中，理論與實踐脫節現象嚴重，知識點抽象不夠直觀，學生難以理解吸收，打擊了學生學習電子技術的學習積極性。隨著計算機仿真技術的發展，在課堂和實踐教學中充分利用計算機仿真平臺將模擬電子技術中枯燥抽象的理論分析以仿真動畫、波形、指示燈等形式直觀、生動的表現出來，使模擬電子技術課程的教學內容更加易于吸收。課堂教學不僅僅停留在理論分析，而是與實踐緊密結合在一起，豐富了教學內容，幫助學生更好的掌握所學的知識點，激發學生的學習興趣和自主學習積極性，提高了教學效果。
二、Multisim簡介
Multisim是美國NI（National Instruments）公司開發的仿真軟件，經過多次更新換代，現在已經在使用Multisim11版本。此軟件主要是在PC平臺上構成一個利用圖形操作界面對一個與實際情況非常類似的電路實驗進行虛擬仿真的工作臺，它幾乎能夠仿真在實驗室內所進行的大部份的電子電路實驗，因此在電子電路分析、設計、仿真等項工作中已被廣泛地應用，是目前世界上最受歡迎的EDA軟件之一，已被廣泛應用于國內外的教育界和電子技術界。
三、Multisim在差分放大電路教學中的應用
（一）過程分析
差分放大電路又名差動放大電路，是集成運算放大器中重要的基本單元電路，廣泛地應用于多級直接耦合放大電路的輸入級，主要用于擬制“溫漂”等“零點漂移”現象，這是差分放大電路的突出優點，而往常的教學中該知識點總是較為抽象且難以理解。而利用“Multisim 仿真手段”，讓學生通過溫度掃瞄儀和示波器等仿真儀器對比觀察共發射級放大電路、差分放大電路仿真測量和溫度掃描仿真分析的結果，可簡單、形象地檢測放大電路的“溫漂”（“零點漂移”）特性。通過調節各元件的參數或調整電路結構，觀測即時變化的波形和圖表，學生可以輕松對比出傳統共射放大實驗電路和帶恒流源的差分放大電路的在不同溫度情況下的性能指標。
（二）模型搭建及電路仿真
1. 傳統共射放大實驗電路的溫度掃描分析
在Multisim11仿真平臺中，搭建如圖1（a）所示共射放大實驗電路。單擊Multisim11 “仿真分析菜單”中的“溫度掃描分析”按鈕。在彈出的窗口設置欄中將相關參數設置好，如圖1（b）所示。單擊“仿真”按鈕開始仿真，得到如圖1（c）所示共發射級放大電路的溫掃分析特性曲線圖及相關參數值。
通過觀測圖1（c）的曲線圖及所得數值表，可以看出：首先圖1（a）所示實驗電路的輸出電壓負溫度系數變化現象明顯；然后當測試溫度從初始值最終上升到110°C時，此時產生的輸出電壓最大偏差是DVo=（636.1505-567.4128）mV=68.7377mV，變化了大約10.78%。
2.對改進后的差動放大電路進行溫度掃描分析
為了增加以上兩種電路的對比性，采用了相同的三極管組成的并按單端輸出、單端輸入接法的有恒流源（輸出交流電阻相當于發射極電阻Re）的差分放大實驗電路，且信號源、負載等電路參數都相同，如圖2（a）所示。在Multisim11仿真平臺中新建文件，按圖2（a）所示在平臺中構建好新的線路，同時對示波器參數調整，最后開啟仿真按鈕，得到新的測量波形圖，如圖2（b）所示。通過理論教學可得，在差分放大電路、特別是單端輸出接法的差分放大電路中，可以通過增大發射極電阻Re的阻值，來達到有效抑制任一邊電路的溫漂，并使得共模抑制比提高。
所以這種以工作在放大內的三極管所組成的恒流源來代替差分電路中的射極電阻Re和集電極電阻Rc的手段在各類集成運放電路中被廣泛運用。既使得射極電阻Re的增大了阻值，使集成電路中難以得到大電阻及高電壓的問題得到克服，又能夠將KCMR（共模抑制比）增加了1~2個級別。
再次進行溫度分析掃描。在彈出的窗口對話欄中設置線性的掃描方式；將掃描點數設為兩點；設置好分析的起點溫度26°C；以及終點溫度110°C；調整好瞬態分析類型；然后調節起始點時間值為0Sec，終點時間值改為0.001Sec，也就是信號周期；接著在“輸出”項目中將待分析的輸出節點設置為節點V；單擊仿真開始按鈕，隨即得到如圖3所示此改進電路的溫度分析掃描特性曲線圖及所得參數值。從圖3所示的溫度分析掃描特性曲線圖及參數列表中可以觀測到，當溫度從起點26°C上升到終點110°C時，圖2（a）所示帶恒流源的差分放大電路節點V[6]產生的輸出電壓最大偏差為：DVo=（5.5103-5.47144）V=0.03886V高溫110°C時的輸出電壓最大值比低溫26°C時的輸出電壓最大值僅僅降低了約0.71%。
3. 對比、剖析、討論
由圖1所示共射放大電路的溫度掃描仿真分析及圖2所示差分放大電路的仿真測量和圖4所示溫度掃描仿真分析的結果可知：
（1）Multisim的溫度分析掃描能夠非常直觀地檢測放大電路的零點漂移特性。
（2）單端輸出接法的差動放大電路的KCMR較雙端輸出接法的差動放大電路要低；雙端輸出接法的差動放大電路的電壓放大倍數是相應單端輸出接法的差動放大電路的電壓放大倍數的兩倍。
（3）無論是普通放大電路還是差動放大電路，其輸出電壓都是按負溫度系數規律變化的。
四、結論
通過運用Multisim仿真平臺，幫助我們緩解了因資金不足導致設備耗材等受限這些因素的限制，使得許多不能進行實物講解的實驗得以通過仿真直觀再現，還可進行各種目的不同的訓練，使學生的自主分析、設計和應用能力得到培養，高效且低成本。在模電教學過程中，使用Multisim仿真對抽象的理論教學起到了推波助瀾的作用，使模電課程的理論與實踐完美融合在一起，極大的豐富模擬電子技術的教學內容，并在后繼課程的中也有很好的延伸性。
虛擬仿真技術，是一種借助于計算機進行圖形處理，實現圖像再現的方法，將其引入電子信息類專業教學中，有助于提高教學質量與學生興趣，拓展學生的知識面，豐富課堂的教學內容，培養學生的應用創新意識與能力。
一、虛擬仿真技術及其在電子信息類專業教學中的應用優勢
虛擬仿真技術在電子信息類專業教學中的應用，主要體現在兩個方面，一是虛擬儀器，二是仿真。其中，虛擬儀器利用“軟件即儀器”的思路，借助于虛擬仿真軟件，實現了一系列儀器的功能。仿真是指借助于模型開展電子信息類實驗，通過仿真軟件等的模擬功能，模擬實驗環境與過程，達到教學實踐與理論相結合的目的。
虛擬仿真技術在電子信息類專業教學中的應用，改變了傳統的以教師為中心的單項輸入式教學模式，通過指導性的虛擬實驗設計與自主學習活動設計，增強了學生的主體地位，最大化地節約實驗教學成本，打破了時空的限制，可在任何地點、任何時間進行電路仿真，便于利用便攜式硬件及虛擬儀器驗證仿真結果，極大地提升了實驗效果。學生可以借助于虛擬仿真技術迅速完成實驗，避免了大量枯燥的反復操作，提升了教學實驗測量、顯示精度，節約了該環節所需時間，為學生提供了更多實驗探索設計的機會，同時，還確保了實驗過程的安全性。
二、電子信息類專業教學中虛擬仿真技術的典型應用
1.Multisim軟件
該軟件是NI公司所研發的一款專業化電子仿真軟件，具有操作簡便、易上手等優勢，其元器件十分豐富，而虛擬實驗儀器更是功能強大，不僅提供了萬用表、示波器等多種常用儀器，還兼具虛擬網絡分析、頻譜分析等功能，操作方便。該軟件在電路類課程中的應用十分廣泛，由于通信子線路課程具有較大的難度，理論知識過于抽象，因此，理論教學無法使學生深刻地理解。若想采用專業化通信設備，就要投入龐大的資金，這也是很多學校無法承擔的，因此，可以借助于虛擬仿真軟件模擬實驗過程。
例如，在講解調制解調器時，為了幫助學生理解三種調制，可以利用Multisim軟件進行二極管橋型調幅電路的繪制，借助于“虛擬示波器”XSC1，就調幅信號所觀測到的波形進行展示，這樣學生可以清晰地看到波形變化與調載幅度變化保持一致，頻率、相位并沒有發生變化，學生可以對任意參數進行修改，并對波形變化規律進行觀察，無需擔心會對測試儀器造成破壞。利用該軟件幫助學生學會如何使用虛擬示波器，再碰到實物示波器時，學生就能從容地操作了。
2.Proteus軟件
該軟件包括ISIS、ARES兩個軟件，其中，ISIS是一款電子系統仿真軟件，能夠對模擬、數字、模數混合電路進行仿真，并對微控制器系統及其電子元器件進行仿真，實現了軟硬件的充分結合與實時仿真。以單片機課程中的LED點陣為例，其雖然結構較為簡單，但加上驅動電路，要想使學生理解其顯示原理仍較困難。可以利用Proteus軟件，繪制8×8點陣電路圖，點陣行采用74LS245作為驅動，由P2口進行控制，點陣列由P1口進行控制，并動態顯示出來，再將源代碼裝入單片機，即可實現模擬仿真。采用該軟件仿真極大地調動了學生的興趣，便于其更好地理解LED顯示原理。
3.MAX+plus II軟件
該軟件包括設計輸入、處理、校驗、編程下載等四大部分，提供諸如VHDL、AHDL等多種硬件設計的輸入語言功能。該軟件為硬件編程提供了條件，實現了硬件的在線升級，可以根據自身需求設計出獨一無二的集成電路，因而在數字電子技術課程中有廣泛的應用。例如，在設計一位全加器時，包括三種輸入ain、bin、cin和兩個輸出sum、cout，通過繪制其內部原理圖，軟件可自動生成全加器邏輯符號，并對其邏輯波形進行觀察。通過對波形時序關系進行分析，明確所設計全加器是否存在錯誤，是否需要修正。若無問題，可以選擇菜單中的芯片型號，如選取EPM7128SLC84-15芯片，并對管腳重新加以分配、定位，將編程進行下載，完成操作過程。
三、結語
如今，虛擬仿真技術已經成為創新型電子信息類專業人才培養的必要手段。通過虛實結合、虛實互補模式，提高學生綜合應用、工程實踐與創新的能力，同時，實現了電子信息類專業教學資源的開放化與深度共享，全面提高電子通信類專業的教學效果。
1．引言
自 20世紀 9O年代以來，以計算機仿真技術 、多媒體技術和虛擬現實技術為特征的“虛擬仿真實驗室”開始在世界各地出現，并逐步滲透到教學領域。作為一種新型的實驗教學手段，虛擬仿真教學對傳統的教學手段產生了強烈沖擊，并引發了教學領域一系列深刻的變化。種種跡象表明，虛擬仿真教學將是今后實驗教學改革的一個重要發展方向。本文結合多年來在航空電子裝備教學中應用虛擬仿真技術的經驗，探討在航空電子裝備教學軟件中應用虛擬仿真技術的方法和體會。
2．虛擬仿真技術簡介
虛擬仿真技術是對虛擬現實技術和系統仿真技術的合稱。
2．1虛擬現實技術
虛擬現實技術就是利用三維建模技術，構建一個與現實世界的物體和環境相同或相似的虛擬三維場景，并能響應用戶的輸入，根據用戶的不同動作做出相應的反應。虛擬現實的關鍵技術主要有動態環境建模技術、實時三維圖形 生成技術、立體顯示和傳感器技術等。虛擬現實技術主要側重于對真實物體物理特征的仿真，也稱為視景仿真，它主要用于產品設計與展示、商業廣告、游戲設計等。
在航空電子裝備教學中，大量用 到對裝備的外觀 、結構 、組成 、連接 、機安裝位置的展示 ，傳統教學大都采用實物展示 的方法 。近年來隨著大量航空電子裝備 的更新換代，因受經 費、場地及使用壽命等因素的限制 ，傳統教學方法 已遠遠不能滿足要求 ，而采 用虛擬現實技術的展示方法則 以其廉價 、無場地限制和效果 良好得以廣泛應用。
目前有大量成熟的軟件平臺可以進行視景仿 真的開發，主流平臺Creator Vega Vega Prime VTree OPENGVS QUEST3D VRTOLLS EON、WEB3D、JAVA3D、GLStudio等。其中，MULTIGEN公司的虛擬現實數據庫 OPENFLIGHT已經成為 了工業標準 ，在軍事 、航空航天等領域應用都 比較成熟 。在航空 電子裝備虛擬仿真軟件的開發中我們采用r Vega Prime、GLStudio和 EON作為視景仿 真開發的技術平臺 ，解決物理模型的創建、場景顯示等問題。該平臺可以達到照片級 的視景仿真效果 ．同時采用嵌入 OPENGL技術來解決物理模型 的交互問題。
2．2系統仿真技術
系統仿真技術是伴隨著計算機技術的發展而逐步形成的一門新興學科 ．它通過建立實際系統 的數學模 型 ，利用計算機運算來達到對被仿真系統的分析、研究、設計等目的。系統仿真技術主要側重于對真實系統的內在機理、運動方式 的仿真，也稱為行為仿真。系統仿真技術最初主要用于航空、航天、原子反應堆等價格昂貴、周期長、危險性大實際系統試驗難以實現等少數領域，后來逐步發展到電力、石油、化工、冶金、機械等一些主要工業部門，并進一步擴大到社會系統、經濟系統、交通運輸系統、生態系統等一些非工程系統領域。
在航空電子裝備教學中，對裝備工作原理的講解既是重點也是難點。傳統教學方法主要通過教員的講述，配合一些靜態的圖形幫助學員理解 ．教學效果主要依賴于教員的授課水平和技巧 。近年來．我們嘗試將系統仿 真技術應用到航空電子裝備教學中，根據被仿真裝備的工作原理，建立系統的數學模型，并根據裝備的不同工作狀態，對模型進行動態運行．結合虛擬現實技術實現的逼真場景．較好地模擬實際裝備的工作情況。利用該技術開發、研制的教學軟件不但可供教員教學使用．也可供學員自學，并達到了較好的教學效果。
目前，有許多成熟的系統仿真開發平臺軟件．如 Simulink、SystemView等，這些軟件以其功能強大和使用方便、易用性受到廣大用戶歡迎．但價格較為昂貴，且大多未提供對外的仿真數據接口．仿真系統應用的靈活性、擴展性和可變性受到很多限制。當然也可自行開發適用 的仿真開發平臺軟件。在航空電子裝備虛擬仿真軟件的開發中我們采用的是自行開發的系統仿真平臺軟件。
3．虛擬仿真技術在航空電子裝備教學中的應用方法和步驟
3．1建立仿真模型
這里所說的仿真模型既包括反映航空電子裝備外觀、結構的三維物理模型 ，也包括揭示其內在工作機理及行為的數 學模 型。對三維物理模型的建立，主要依據裝備本身的物理狀態，其原則就是在盡量減小面數的同時提高逼真度。對系統數學模型的建立，則需要視系統的復雜程度進行取舍和優化，本著夠用為度的原則 ，以盡量減小運算量。建立數學模型時 ，還應考慮到系統運行時的參數調整。
3．2創建仿真裝備的虛擬場景并驅動
對于虛擬場景的驅動，根據使用方式的不同采用了不同的方式如果進行的僅是裝備外觀、結構的展示，可使用EON進行動作的編輯和驅動；如果需要對裝備進行虛擬操作仿真，則使用 GLStudio軟件先進行操作面板、虛擬儀表的編輯和制作，然后再利用 Vega Prime驅動以實現更復雜的交互操作。
3.3系統集成
系統集成就是將上述做好的模型、場景按照教學軟件所需的形式將其有機的整合在一起，使之成為_個完整的 、規范的教學軟件。系統集成可以使用目前常用的軟件開發平臺如 VB、vc++等。由于上述虛擬現實驅動軟件如 EON、GLStudio及Vega Prime等均以ActiveX控件方式提供 了可用 于常用 軟件開發平臺的運行插件，因此，系統集成變得十分方便。編寫程序時，只需考慮軟件功能的安排，注意程序間的兼容性即可。
中圖分類號：TN29
1 虛擬技術的概念
虛擬技術是一個很廣義的概念，我國著名院士汪成為教授把虛擬技術看作人類認識世界的幫手，認為虛擬技術是“在計算機軟硬件及各種傳感器（如高性能計算機、圖形圖像生成系統，以及特制服裝、特制手套、特別眼鏡等）的支持下生成一個逼真的、三維的，具有一定的視、聽、觸、嗅等感知能力的環境，使用戶在這些軟硬件設備的支持下，能以簡捷、自然的方法與這一由計算機所生成的‘虛擬’的世界中對象進行交互作用。它是現代高性能計算機系統、人工智能、計算機圖形學、人機接口、立體影像、立體聲響、測童控制、模擬仿真等技術綜合集成的成果。目的是建立起一個更為和諧的人工環境”。
而從工程角度定義的話，虛擬技術可看作為通過使用下列一個或幾個概念或方法：硬件和軟件分區，分時，部分或全部的硬件仿真、模擬，提供服務質量（QoS）等，把計算機資源分成多個執行環境的系統框架和方法論。
上世紀60年代末期，IBM在其7044機上首次實現虛擬技術（IBM M44/44X Project）[3]。計算機技術的快速發展，使得虛擬技術成為重要的研究手段廣泛應用于各學科領域的研究與實踐中。隨著電子技術與計算機技術交叉、綜合的程度越來越高，在以物聯網絡和嵌入式系統為技術發展方向的現代電子技術中，虛擬技術的應用越來越廣泛。
2 虛擬技術在電子技術中的應用
電子技術中，虛擬技術的應用可概括為三個方向：一是集成了大量虛擬儀器的軟件包的應用，通常稱之為EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術；二是虛擬硬件技術，即借助于圖形圖像、仿真和虛擬現實等一切可用的技術，在計算機上虛擬出一個與實際硬件功能相近，且操作方法和實驗現象也相近的虛擬實驗環境；三是VM（Virtual Machine，虛擬機）技術的應用，比如VMware虛擬機等。
2.1 EDA技術的應用
EDA技術是在20世紀60年代中期從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來的。利用EDA工具，電子設計師從概念、算法、協議開始設計電子系統，從電路設計、性能分析直到IC版圖或PCB版圖生成的全過程均可在計算機上自動完成。
作為現代電子系統設計的主導技術，EDA具有兩個明顯特征：即并行工程（Concurrent Engineering）設計和自頂向下（Top-down）設計。其基本思想是從系統總體要求出發，分為行為描述（Behaviour Description）、寄存器傳輸級（RTL，Register Transfer Level）描述、邏輯綜合（Logic Synthesis）三個層次，將設計內容逐步細化，最后完成整體設計，與傳統設計方法比較，這是一種全新的設計思想與設計理念。
EDA軟件包在電子技術的虛擬實驗教學方面體現出了巨大的優勢，最重要的是由于其提供了種類齊全、功能強大、界面真實、設置方式真實的虛擬儀器，諸如萬用表，示波器，頻率計，LED顯示等，一些軟件諸如NI公司的Multisim，還包括有安捷倫示波器，安捷倫萬用表，安捷倫信號發生器，泰克示波器等實際產品的虛擬界面，其操作界面和操作方式完全與實際器件一樣。這些虛擬儀器的使用，較大程度增加了學生在虛擬實驗過程中的真實感。
目前，EDA技術更多地指數字集成電路的設計自動化，模擬電路以及混合電路設計自動化的發展尚不夠成熟。尤其是射頻電路設計，因為要涉及到復雜的數學理論，導致其分析過程更加復雜，所以尚沒有成熟的設計自動化軟件。
2.2 虛擬硬件技術的應用
虛擬硬件技術在電子技術中的應用，則主要體現為虛擬實驗室的建設。虛擬實驗室的建設目前主要有純軟件仿真形式、可直接操作遠程實驗室實驗過程的虛擬實驗室兩種形式。
2.2.1 純軟件仿真形式的虛擬實驗室
純軟件仿真形式的虛擬實驗室是利用仿真軟件來模擬實驗的全過程，不涉及具體的實驗硬件設備。
與單機版的仿真軟件相比，這類實驗室采用C/S模式，在其服務器上設計并存儲進行實驗的仿真代碼，用戶只需在客戶端的實驗操作界面上操作，即可實時地發送參數信息、接收仿真結果數據。這類虛擬實驗室因其實驗界面與仿真算法獨立，易于設計與實現，方便操作，成為當今虛擬實驗室的主流。
2.2.2 直接操作遠程實驗室實驗過程的虛擬實驗室
這種虛擬實驗室是通過客戶端操作直接控制遠程實驗室的實驗設備運行，獲取真實實驗數據。
這類實驗通常具有視頻和音頻反饋，使用者通過計算機可以實時地觀察實驗地運行，也可以調整實驗相應的參數，從而遠程操控實驗室的實驗過程。此類實驗形式不但有效地利用了有限的實驗室資源，而且具有很好的實驗效果，成為解決遠程教育中實驗設備緊缺、實驗效果難以保證等問題的一種很好的方法，是目前虛擬實驗室研究開發的一個主流方向。
2.3 VM技術的應用
VM技術，是指通過軟件模擬的具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。 利用VM技術，能夠在一臺真實的計算機上虛擬出多臺計算機，還可以同時運行兩個或更多的操作系統，比如運行DOS、各個版本的Windows、各個版本的Linux、BeOS、Mac OS等等。虛擬機具有跨平臺性，裝載在硬件平臺上的虛擬機，它和宿主機好像是連接在同一個網絡中一樣。用戶通過虛擬機提供的標準接口訪問異構資源，而標準接口的具體實現由各異構資源提供者負責落實，因此用戶感覺不到請求資源的異構性。Java VM和PVM是比較成功的采用虛擬機技術實現跨平臺、屏蔽異構性的典型例子。
3 虛擬技術對電子技術發展的重要意義
近幾年來，虛擬技術在我國的應用研究和發展都十分迅速，結合虛擬技術在電子技術三個方向的應用，其重要意義可概述為以下幾個方面：
第一，虛擬技術給電子技術的工程實踐帶來了革命性的變革。
傳統電子系統的設計方法，主要基于自底向上的設計思想，設計人員必須利用底層功能模塊的組裝，才能構成較復雜系統的設計，系統調試難度高，設計效率低，設計周期較長。但EDA技術的出現，特別是自頂向下的設計思想，極大的提高了電子系統設計的效率，縮短了設計周期，使得電子設計進入了一個全新的時代。
第二，虛擬技術給電子技術教學帶來了革命性的變革。
傳統電子技術的教學是理論教學和實驗教學分開進行的，由于電子技術的實踐性強，人為地把完整的教學過程分離成了兩個環節，極大地破壞了教學完整性。而EDA軟件或虛擬實驗系統，通過計算機把教學內容、實驗設備、教師指導、學生操作等有機地融合為一體，還原了一個完整的課堂，提高了教學的有效性。
第三，虛擬技術給電子技術的應用解決了實際問題。
隨著物聯網和嵌入式系統的發展，傳統電子技術的發展受到了很大程度上的制約，一些諸如通信協議異構、數據格式異構等問題，給電子技術設計人員帶來了極大的困擾。而虛擬技術的出現，給電子技術解決上述困難提供了最為有利的幫助，使得電子設計人員更為專注電子技術本身的功能實現。
虛擬電子工作臺（簡稱EWB）實驗是利用計算機構造一個實驗模擬環境，通過建立模擬電路并對模擬電路的數據和功能進行分析而達到實驗效果和目的的一種新的實驗方法。EWB軟件可以在計算機上建立電子元件型號及參數庫，通過選擇實驗所需的電子元件型號、參數和虛擬測試儀器就可進行模擬電路的連接和仿真運行和測試，并在模擬儀器上讀出測試結果，特別易于學生學習和使用。作為傳統電子技術實驗的補充，EWB使學生掌握仿真軟件技術，間接了解電子元件設計和制造的發展動向，它既繼承了實物實驗可操作性、參與性強的優點，又利用了計算機的優勢，凸顯了其直觀、動態模擬、迅速準確、資源共享、資金投入量少等特點。
1. EWB的主要功能
EWB具有齊全的虛擬電子設備，在虛擬電子平臺上操作這些設備如同操作真實的設備一樣，非常真實，操作起來也更加容易。EWB提供了相當廣泛的元器件，還提供了較大的選擇余地，學生也可以根據元器件生產廠商的產品使用手冊中的元器件參數添加新的元件或擴充已有的元器件庫。同時根據EWB提供的圖形操作界面，學生可單擊鼠標，托放虛擬元器件或測試儀器，輕松地完成原理圖的輸入和連線，同時也允許用戶調整電路連線和元件的位置及自動排列連線的功能，它具有如下特點：
（1）功能完善，實驗用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以做各種類型實驗。
（2）實驗不消耗器材，實驗所需器材種類和數量不限制，實驗成本低。
（3）實驗速度快，效率高，易于開展各種設計性實驗，提高了電路設計和實驗效率。
2.使用EWB進行虛擬實驗的基本方法
學生可以根據教學內容和要求創建一個線路圖，按下電源開關后，就可以從示波器等測試儀器上讀得電路中被測數據。整個運行過程可分成以下幾個步驟：
（1）數據輸入：將已創建的電路圖結構、元器件數據讀入，選擇分析方法。
（2）參數設置：程序會檢查輸入數據的結構和性質，以及電路中的闡述內容，對參數進行設置。
（3）電路分析：對輸入信號進行分析，它將占據CPU工作者的大部分時間，是對電路進行仿真和分析的關鍵。它將形成電路的數值解，并將所得數據送至輸出級。
（4）數據輸出：從測試儀器如示波器或萬用表上獲得仿真運行的結果。也可以從“分析”欄中的“分析顯示圖”中看到測量、分析的波形圖。
3.實例分析
（1）在EWB上先創建需進行分析的電路圖如圖1所示。
（2）選定“選項/參數”欄中的“電路選項（Schematic Options）”，選定“顯示節點名（Show Nodes Name）”，把電路的節點標志（ID）顯示在電路圖2上。
（3）在“仿真/分析（Analysis）”欄內選定“直流工作點（DC Operating Point）”，如圖2所示。設置要仿真的節點，然后運行仿真（Simulate），EWB會自動把電路中所選節點的電壓數值和電源支路的電流數值顯示在“分析圖（Analysis Graph）”（如圖3所示中）上。
由此可見，一臺計算機加一套EWB軟件，就相當于擁有了一個設備先進的虛擬電子實驗室。
4.充分發揮虛擬電子平臺仿真技術在教學中的作用
現代教育的職能已成為為學習者服務、為用人單位服務。人才需求的變化，技術發展之快更是需要有人才培養的超前意識。這就需要我們創新思維，創新教學手段。學校實驗教學應以技術為突破口，引入計算機輔助教學手段，將虛擬電子平臺仿真技術技術引入到各專業的教學中，利用計算加軟件功能，完善原始的教學設備，提高教學質量，解決部分實踐性環節教學難題，從而加快高素質人才培養速度。
綜上所述，虛擬電子平臺仿真技術，必將引領今后的實驗教學發展方向，對實驗教學方法和手段的改革起到推動作用。
參考文獻：
[1]秦曾煌.電工學[M].北京：高等教育出版社，1999.
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