仿真技术论文范文

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第1篇

（一）multisim13简介

multisim13是一款专用于电子线路仿真的软件，是计算机上虚拟出的一个电子工作平台。它拥有丰富的元件库和仪器库，采用直观的图形界面创建电路，按下仿真按钮就可仿真电路的运行状态。软件中的虚拟仪器控制面板外形、操作方式都与实物相似并可实时显示测量结果，元件库中的三维元件和实物相似，让使用者有身临其境的真实感受。

（二）multisim13引入教学的必要性

笔者认为，基于动手的学习是帮助学生巩固理论概念并让他们为开发未来工业应用或开展先进的科研项目做好准备的最佳方法。任何成功的职业道路或者人生决定往往是受到启发的，参与和准备就是将这种启发变成真正可实现的东西。启发孩子以职业运动员为梦想非常简单，只要打开电视或去看一场现场的专业体育赛事。这个道理同样适用于激励学生成为一个电子工程师。我们对未来科学家和工程师的教育方式往往只局限于与实践脱节的纯理论和公式，即使燃烧最旺盛的火苗也会被这种教育方式所熄灭。而让学生参与实际的开发，又受到现实条件的限制，multisim13恰恰提供了这样一个折中的方案：以课堂学习技能为主，一个与工业应用相衔接的平台为辅，两者结合可帮助学生为应对未来的重大挑战做好准备。multisim13是将工业标准的技术集成到一个专门针对教学而设计的平台中，学生可以结合基于工业技术的教学硬件平台和教学实验室虚拟仪器套件来学习基本的工程和系统设计概念。将multisim13引进课堂，可以将抽象的、空洞的理论教学变为动态的、可视的直观演示，这不但可以有效地增强学生对电路工作状态的感性认识，提高课堂教学效率，还可以激发学生的学习兴趣，克服学生的畏难情绪。学生自己可以在电子平台上按照自己的想法随意设计电路，仿真印证自己的设想，培养了学生设计电路的创新意识；在multisim13电子平台下，可以先观察实验现象，然后带着疑问、好奇探究现象背后的理论与规律。这样顺应认知规律，提高了学生学习兴趣和对知识的理解程度。

二、multisim13在教学中应用实例

(一)传统二极管结构和单向导电性讲授过程

利用PPT图片展示一个二极管结构示意图，语言表述“将PN结两端各引出一个电极，并加以封装就制成了一个二极管”；给出二极管的电路符号。二极管重要特性就是单向导电性，流过电流的方向就是符号箭头所指的方向，二极管的导通电压锗管0.3，硅管0.7V。

（二）采用

multisim13进行课堂教学过程在multisim13元件库中调出3D虚拟器件，如图2所示。“将PN结两端各引出一个电极，并加以封装就制成了二极管”。对于图中U4管，灰环的一侧是阴极，另外一侧是阳极；对于直插的发光二极管U5，长引脚的是正极，短的是阴极；也可以仔细观察管子内部的电极，较小的是阳极，大的类似于碗状的是阴极。在软件电子平台上调出电阻、二极管、开关和万用表搭成图3所示电路。故意将二极管接反向电压，双击两块万用表，弹出图示右侧的显示表盘，按下仿真按钮。这时提醒学生注意：电流表示数为0，说明电路没有通，“为什么”。吸引学生注意力的同时教师将二极管转向，阳极接电源正极，阴极接电源负极，按仿真按钮，电流表示数为2.429mA，电压表示数为581.428mV，说明二极管导通。这时点题：（1）这就是二极管单向导电性：只有阳极接电源正极（高电位）阴极接电源负极（低电位）才能够导通。（2）导通电压在0.7V左右。进一步提问，电阻起什么作用？不放电阻可以么？带着问题修改电路：二极管换成LED发光管，如图4所示，电阻选择4.7K，按下仿真按钮，LED灯根本没亮！但是电流值为2.139mA，压降是1.711V；将电阻换成1.0K，再一次仿真灯亮了！电流值为10.209mA、电压值为1.791V。

（三）两种教学方法的比较

通过对两种教学过程的对比发现，通过仿真平台进行课堂教学，学生可以获得更多的信息量，比如二极管的实物形态、二极管的导通电压并不一定是0.7V、发光二极管并不是导通就发光、二极管在电路中必须配合限流电阻来使用等。传统教学采用语言描述来传递知识，优点是讲课速度快，但是文字、语言信息很难在学生头脑中建立明确的形象概念，也缺乏学生的思考和参与。引入multisim13辅助教学，可通过multisim13组建电路进行仿真，让学生看到生动的现象，将枯燥的语言符号变成了鲜活的现象过程，在这个过程中学生需要观察、思考，需要参与。在这种以学生为主体、以问题为主线的教学模式下，学生的主动性、学习积极性更高，教学效果自然更好。引入multisim13软件辅助教学的突出特点是使学生置身于真实的工程环境，能增强学生对电路的感性认识，掌握各种仪器的基本使用和电路参数的测试方法。通过人机对话的方式，能使每个学生动手接触电路，进行元件接线，参数设定，通过调试和测量，把实验与理论有机地结合起来，加深对理论的理解，提高学生的工程实践能力和创新能力。

三、结束语

第2篇

仿真技术能够给环境艺术设计教学带来诸多好处例如，在建筑装饰构造的教学方面，我们可以建造出各种装饰构件的模型，设置成一个个可以互动的教学小游戏，提供一定的文字说明等指引学生去完成其工作过程，这样既可以节约学生实际操作带来的教学成本，又打破了学校与施工场地之间的空间限制，为学生提供了一个可以重复进行的、不受时间地点限制的、生动逼真的学习环境，从而加速学生学习知识的过程，提高学生学习的质量。再比如，在室内设计的空间组织和灯光设计等方面，我们可以利用一些容易运行、操作简单的设计软件，如建筑草图大师SketchUp，让学生自己亲自动手去试验各种空间组织方式的变化对空间感觉带来的影响；通过各种跟真实生活中完全一致的灯光类型的选择和各项照明参数的控制，仿真出各种灯光组合的真实效果，从而让学生更好地理解灯光设计的意义和设计要点。这种让学生亲身去经历、亲身去感受的教学方法，无疑比空洞抽象的说教更具有说服力，趣味性更强，很受学生的欢迎，教学效果也会更好。还有在室内装饰设计方面，我们可以利用仿真技术建造出各种常见室内空间的虚拟模型，如家居空间中的客厅、主卧，办公空间中的会议室、老板房，餐饮空间中的大堂、包间，酒店空间中的大堂、客房等，设计成一个个可以互动的系统小游戏，让学生可以进入内部进行任意角度的观察，并允许他们更改或重新组合里面的绝大多数内容，比如，更换墙面或地面的材质，更换天花板造型或灯饰，更换家具和陈设品等。让设计变化的结果可以在很短的时间内快速呈现出来，这对教师演示室内装饰的作用和意义很有帮助，对学生快速掌握室内装饰设计的要点和搭配技巧也很有帮助。这些小系统的应用，还对解释如何才能形成特定的室内设计风格或氛围，也起到了很好的现场演示作用。这种教学模式的启用和它将产生的良好的教学效果，是传统的教学方法所无法企及的。综上所述，仿真技术不管是应用于环艺专业的设计工作上来说，还是应用于其教学工作上来说，都拥有传统设计方法和教学方法难以比拟的优势。但是，仿真技术也有其自身的局限性，并非任何时候都是最适宜的教学手段，不可盲目推崇。

2仿真技术的局限性

2.1仿真技术能够制作高精度仿真图，但是它耗时长，结果固定，无法即时沟通

同样以环境艺术设计教学来讲，利用计算机仿真手段制作的效果图可以更加逼真细腻准确，但是它耗时很长，无法做到即时交流，能够反映的空间内容也很有限，角度固定，无法反映出全方位的内容和所有细节，也不能跟业主产生互动。但是手绘的表达方式却可以，对业主提出的问题，可以当场快速地表现出它的形状、结构和大概的比例关系和效果，达到即时沟通的目的。那我们就可以在时间允许的前提下，挑选几个主要的空间进行计算机效果图的精细刻画，而其他没有涉及到的地方或者业主临时提出的一些疑问，则通过手绘的方式进行解释和沟通。

2.2仿真技术有时需要大量的时间、金钱投入，产生的效果却未必是最好的

例如，环艺专业中现场施工技术部分，学生只需要了解其过程和要点，能够判断其对错好坏，便于将来把关即可，并不需要亲自进行操作。那么，采用直接播放施工现场录像的方式来进行教学，不仅更加直观，对教学效果没有不利影响，而且在时间和经济成本上来说也是最有利的，那就没有必要非得去开发仿真系统帮助学生来掌握这方面的知识。所以，选择这种教学手段时要考虑到时间和经济投入的大小，系统的延展性如何，以及是否有更简便的方法同样可以实现教学目的等问题。总结得出仿真技术主要在哪些地方应用其优势才能最大化地显示出来，而其他方面并不一定合适。

3仿真技术是教学手段而不是目的

教学目的决定教学手段。我们应该以能否更好地实现教学目的为根本出发点，合理选择适当的教学手段，不应该处处强调新技术的应用。就仿真技术来说，每个专业都有众多的知识环节和技能环节，他们在专业中的重要性和需要学生掌握的程度是不一样的，有些知识很重要，但主要是靠脑部思考来领悟和理解，不需要仿真技术；有些知识或者技能，需要学生了解但没必要掌握，如果有更好的教学手段达到目的，也没必要非要用仿真技术来实现。对于专业核心技能中，需要学生熟练掌握其操作，真正的现场实操难以实现，或者实操成本过高，或者实操过程危险性较高，应用仿真技术又确实可以逼真模拟其场景和操作过程与要领时，应用仿真技术才是最好的选择。例如，计算机仿真效果图可以让业主直观地看到设计结果，效果满意了再进行设计制图与施工，避免了时间、人力和资源上的浪费。但是，如若不然，就不应该勉强。

4在教育中应用仿真技术需要注意的一些事项和应该避免的误区

4.1教师是应用者，不是系统开发者，不要把每位教师都变成软件开发人员

我们使用一个工具的时候，只需要明白这个工具如何使用就可以了，没必要还得知道它是如何生产出来的。仿真技术的应用也是如此。

4.2要衡量教学投入和教学效果

之间的绩效关系，避免高投入而低效果没必要仿真的非要仿真，同样可以实现教学目的、比仿真技术更好的教学手段的非要用仿真技术，或难以仿真的地方也很牵强的要用仿真技术虚拟一下。

5结语

第3篇

目前，在进行电工电子相关课程的授课时，许多专业教师采用的是理实一体化教学的模式，在教学的过程中，往往需要将学生带到实验室上课，或者预先将实验设备搬到普通课堂中，课前准备的工作量很大。为了达到省时高效率，在进行理论教学的过程中，如讲到某个具体的电路时，可以用“proteus”这一仿真软件进行同步演示，这样电路的电压、电流数值以及波形等参数，都会以数字或图形的方式显示，学生可以很直观的看到，一目了然，加深了印象。比如在讲授《电子线路》这一课程中的二极管的整流电路、单级放大电路、OTL功放电路等知识点时，通过仿真来演示输入输出的波形，非常直观，不仅提高了学生的学习兴趣，而且加深了学生的理解和记忆。同样，我们也可以将“multisim”仿真软件引入教学，该软件中提供了大量的虚拟仪表，这些虚拟仪表与现实生活中的仪表相同，使用方法相似，模拟操作起来非常方便，而软件中所提供的部分高级仪表，实际价格非常昂贵，现实生活中由于经费问题，我们可能无力购买，而软件中给我们提供了这种高级仪表的使用方法，给我们的教学带来了便捷。应该说，实验室里所能开设的电子电工相关电路的实验，我们都可以利用该仿真软件来实现，该软件相当于一个可以移动的功能强大的现代化的电工电子实验室，借助仿真软件的使用，使得教师在讲授电工电子的相关知识点时，非常清晰，取得了良好的效果。

二、在实践环节中的应用

在电子的实践中，采用实物操作和仿真软件相结合的原则，可以使得事半功倍，使得学生对知识的掌握更加牢固，同时极大程度上提高了学习效率。主要体现在以下几个方面：

1.利用仿真技术减少了实物实验的故障率，使得实验的数据更精准。当学生装配好电路板后，开始进行调试时，一般要对实物电路板进行短路检测，确认没有短路故障后再进行调试。而实训的具体检测和调试都是带电操作，带有一定的风险性和不确定性。因此在开始操作的过程中，在学生开始调试之前，先通过仿真软件演示整个调试过程，这样学生不仅对调试过程有很清晰的认识，而且可以避免实训过程中的一些误操作，减少了调试过程中产生的故障。仿真软件演示的实验数据与实际调试的数据相差不大，学生可以比较数据，进行自检。另一方面，如果要设计一块电路板的时候，需要对电路的参数反复的调试，在实物电路板上实现起来比较困难，利用仿真软件可以反复调试，并可以寻找到最佳的方案，再去进行实物的设计，非常便捷。另外，仿真实验没有任何干扰信号的存在，更加能够真实的反映出实验的本质，做到精准、真实、完美。

2.利用仿真技术可以顺利进行故障的分析，并顺利找到故障点。在电工电子的实训中，学生不仅要熟练掌握电路的调试能力，还要有一定的电路排故能力。有时候安装一块电路板需要的时间可能并不长，但往往查找故障点需要花费大量的时间。另外如果在电路板上人为设定一个故障，比如元器件的接反或某处电路出现短路故障时，部分元器件可能会出现击穿、损坏、甚至出现电气短路等现象，这样在操作的时候非常危险。而我们在授课的时候，如果利用仿真软件去讲解电路时，可以随意地将元件焊反或将某段电路短路，学生可以很直观的看到故障的数据及波形，提高了学生的分析能力以及解决问题的能力。同时也提高了学生思考的能力。

3.利用仿真技术可以进行反复练习，大大降低了成本。对于电子线路的板子，很多时候装配完后进行调试，往往是只能使用一次，或者仅能对单一功能进行调试，不能够进行反复练习，尤其是在现代电子产品的高速发展，许多新型器件、集成块、贴片元件的大量使用，使得装配和拆装都不那么容易，另外成本也相对来说很过。仿真技术的使用，使每个学生都有机会根据自己的实际情况，扬长避短，并进行反复练习。而且仿真实验不需要真实环境的介入，软件中有取之不尽、用之不竭的电气元件，而且实验过程中也没有元件的损耗，实验室维护管理将更加方便。总之，将仿真软件应用于教学有很多的优点。另外由于现代电子技术的不断更新，往往使得实验室中实践环节教学资源相对短缺，一些设备不能及时更新和维护，实践耗材昂贵，而带来了很多的局限性。利用仿真实训软件后，不仅使得实训具有完整性、系统性、交互性、智能型。极大程度上弥补现有教学资源的不足。如在进行电力拖动的授课时，当讲授到三相异步电动机的时候，我们除了可以介绍电机的基本知识，结合实验室有的电动机的结构和使用方法外，我们还可以使用仿真软件，给同学们展示形式多样的、不同用途的其他电机。同时我们可以利用仿真技术对相关实验电路进行通过动态模拟，提高课堂效果。

三、总结