仿真技術論文范文

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第1篇

（一）multisim13簡介

multisim13是一款專用于電子線路仿真的軟件，是計算機上虛擬出的一個電子工作平臺。它擁有豐富的元件庫和儀器庫，采用直觀的圖形界面創建電路，按下仿真按鈕就可仿真電路的運行狀態。軟件中的虛擬儀器控制面板外形、操作方式都與實物相似并可實時顯示測量結果，元件庫中的三維元件和實物相似，讓使用者有身臨其境的真實感受。

（二）multisim13引入教學的必要性

筆者認為，基于動手的學習是幫助學生鞏固理論概念并讓他們為開發未來工業應用或開展先進的科研項目做好準備的最佳方法。任何成功的職業道路或者人生決定往往是受到啟發的，參與和準備就是將這種啟發變成真正可實現的東西。啟發孩子以職業運動員為夢想非常簡單，只要打開電視或去看一場現場的專業體育賽事。這個道理同樣適用于激勵學生成為一個電子工程師。我們對未來科學家和工程師的教育方式往往只局限于與實踐脫節的純理論和公式，即使燃燒最旺盛的火苗也會被這種教育方式所熄滅。而讓學生參與實際的開發，又受到現實條件的限制，multisim13恰恰提供了這樣一個折中的方案：以課堂學習技能為主，一個與工業應用相銜接的平臺為輔，兩者結合可幫助學生為應對未來的重大挑戰做好準備。multisim13是將工業標準的技術集成到一個專門針對教學而設計的平臺中，學生可以結合基于工業技術的教學硬件平臺和教學實驗室虛擬儀器套件來學習基本的工程和系統設計概念。將multisim13引進課堂，可以將抽象的、空洞的理論教學變為動態的、可視的直觀演示，這不但可以有效地增強學生對電路工作狀態的感性認識，提高課堂教學效率，還可以激發學生的學習興趣，克服學生的畏難情緒。學生自己可以在電子平臺上按照自己的想法隨意設計電路，仿真印證自己的設想，培養了學生設計電路的創新意識；在multisim13電子平臺下，可以先觀察實驗現象，然后帶著疑問、好奇探究現象背后的理論與規律。這樣順應認知規律，提高了學生學習興趣和對知識的理解程度。

二、multisim13在教學中應用實例

(一)傳統二極管結構和單向導電性講授過程

利用PPT圖片展示一個二極管結構示意圖，語言表述“將PN結兩端各引出一個電極，并加以封裝就制成了一個二極管”；給出二極管的電路符號。二極管重要特性就是單向導電性，流過電流的方向就是符號箭頭所指的方向，二極管的導通電壓鍺管0.3，硅管0.7V。

（二）采用

multisim13進行課堂教學過程在multisim13元件庫中調出3D虛擬器件，如圖2所示。“將PN結兩端各引出一個電極，并加以封裝就制成了二極管”。對于圖中U4管，灰環的一側是陰極，另外一側是陽極；對于直插的發光二極管U5，長引腳的是正極，短的是陰極；也可以仔細觀察管子內部的電極，較小的是陽極，大的類似于碗狀的是陰極。在軟件電子平臺上調出電阻、二極管、開關和萬用表搭成圖3所示電路。故意將二極管接反向電壓，雙擊兩塊萬用表，彈出圖示右側的顯示表盤，按下仿真按鈕。這時提醒學生注意：電流表示數為0，說明電路沒有通，“為什么”。吸引學生注意力的同時教師將二極管轉向，陽極接電源正極，陰極接電源負極，按仿真按鈕，電流表示數為2.429mA，電壓表示數為581.428mV，說明二極管導通。這時點題：（1）這就是二極管單向導電性：只有陽極接電源正極（高電位）陰極接電源負極（低電位）才能夠導通。（2）導通電壓在0.7V左右。進一步提問，電阻起什么作用？不放電阻可以么？帶著問題修改電路：二極管換成LED發光管，如圖4所示，電阻選擇4.7K，按下仿真按鈕，LED燈根本沒亮！但是電流值為2.139mA，壓降是1.711V；將電阻換成1.0K，再一次仿真燈亮了！電流值為10.209mA、電壓值為1.791V。

（三）兩種教學方法的比較

通過對兩種教學過程的對比發現，通過仿真平臺進行課堂教學，學生可以獲得更多的信息量，比如二極管的實物形態、二極管的導通電壓并不一定是0.7V、發光二極管并不是導通就發光、二極管在電路中必須配合限流電阻來使用等。傳統教學采用語言描述來傳遞知識，優點是講課速度快，但是文字、語言信息很難在學生頭腦中建立明確的形象概念，也缺乏學生的思考和參與。引入multisim13輔助教學，可通過multisim13組建電路進行仿真，讓學生看到生動的現象，將枯燥的語言符號變成了鮮活的現象過程，在這個過程中學生需要觀察、思考，需要參與。在這種以學生為主體、以問題為主線的教學模式下，學生的主動性、學習積極性更高，教學效果自然更好。引入multisim13軟件輔助教學的突出特點是使學生置身于真實的工程環境，能增強學生對電路的感性認識，掌握各種儀器的基本使用和電路參數的測試方法。通過人機對話的方式，能使每個學生動手接觸電路，進行元件接線，參數設定，通過調試和測量，把實驗與理論有機地結合起來，加深對理論的理解，提高學生的工程實踐能力和創新能力。

三、結束語

第2篇

仿真技術能夠給環境藝術設計教學帶來諸多好處例如，在建筑裝飾構造的教學方面，我們可以建造出各種裝飾構件的模型，設置成一個個可以互動的教學小游戲，提供一定的文字說明等指引學生去完成其工作過程，這樣既可以節約學生實際操作帶來的教學成本，又打破了學校與施工場地之間的空間限制，為學生提供了一個可以重復進行的、不受時間地點限制的、生動逼真的學習環境，從而加速學生學習知識的過程，提高學生學習的質量。再比如，在室內設計的空間組織和燈光設計等方面，我們可以利用一些容易運行、操作簡單的設計軟件，如建筑草圖大師SketchUp，讓學生自己親自動手去試驗各種空間組織方式的變化對空間感覺帶來的影響；通過各種跟真實生活中完全一致的燈光類型的選擇和各項照明參數的控制，仿真出各種燈光組合的真實效果，從而讓學生更好地理解燈光設計的意義和設計要點。這種讓學生親身去經歷、親身去感受的教學方法，無疑比空洞抽象的說教更具有說服力，趣味性更強，很受學生的歡迎，教學效果也會更好。還有在室內裝飾設計方面，我們可以利用仿真技術建造出各種常見室內空間的虛擬模型，如家居空間中的客廳、主臥，辦公空間中的會議室、老板房，餐飲空間中的大堂、包間，酒店空間中的大堂、客房等，設計成一個個可以互動的系統小游戲，讓學生可以進入內部進行任意角度的觀察，并允許他們更改或重新組合里面的絕大多數內容，比如，更換墻面或地面的材質，更換天花板造型或燈飾，更換家具和陳設品等。讓設計變化的結果可以在很短的時間內快速呈現出來，這對教師演示室內裝飾的作用和意義很有幫助，對學生快速掌握室內裝飾設計的要點和搭配技巧也很有幫助。這些小系統的應用，還對解釋如何才能形成特定的室內設計風格或氛圍，也起到了很好的現場演示作用。這種教學模式的啟用和它將產生的良好的教學效果，是傳統的教學方法所無法企及的。綜上所述，仿真技術不管是應用于環藝專業的設計工作上來說，還是應用于其教學工作上來說，都擁有傳統設計方法和教學方法難以比擬的優勢。但是，仿真技術也有其自身的局限性，并非任何時候都是最適宜的教學手段，不可盲目推崇。

2仿真技術的局限性

2.1仿真技術能夠制作高精度仿真圖，但是它耗時長，結果固定，無法即時溝通

同樣以環境藝術設計教學來講，利用計算機仿真手段制作的效果圖可以更加逼真細膩準確，但是它耗時很長，無法做到即時交流，能夠反映的空間內容也很有限，角度固定，無法反映出全方位的內容和所有細節，也不能跟業主產生互動。但是手繪的表達方式卻可以，對業主提出的問題，可以當場快速地表現出它的形狀、結構和大概的比例關系和效果，達到即時溝通的目的。那我們就可以在時間允許的前提下，挑選幾個主要的空間進行計算機效果圖的精細刻畫，而其他沒有涉及到的地方或者業主臨時提出的一些疑問，則通過手繪的方式進行解釋和溝通。

2.2仿真技術有時需要大量的時間、金錢投入，產生的效果卻未必是最好的

例如，環藝專業中現場施工技術部分，學生只需要了解其過程和要點，能夠判斷其對錯好壞，便于將來把關即可，并不需要親自進行操作。那么，采用直接播放施工現場錄像的方式來進行教學，不僅更加直觀，對教學效果沒有不利影響，而且在時間和經濟成本上來說也是最有利的，那就沒有必要非得去開發仿真系統幫助學生來掌握這方面的知識。所以，選擇這種教學手段時要考慮到時間和經濟投入的大小，系統的延展性如何，以及是否有更簡便的方法同樣可以實現教學目的等問題。總結得出仿真技術主要在哪些地方應用其優勢才能最大化地顯示出來，而其他方面并不一定合適。

3仿真技術是教學手段而不是目的

教學目的決定教學手段。我們應該以能否更好地實現教學目的為根本出發點，合理選擇適當的教學手段，不應該處處強調新技術的應用。就仿真技術來說，每個專業都有眾多的知識環節和技能環節，他們在專業中的重要性和需要學生掌握的程度是不一樣的，有些知識很重要，但主要是靠腦部思考來領悟和理解，不需要仿真技術；有些知識或者技能，需要學生了解但沒必要掌握，如果有更好的教學手段達到目的，也沒必要非要用仿真技術來實現。對于專業核心技能中，需要學生熟練掌握其操作，真正的現場實操難以實現，或者實操成本過高，或者實操過程危險性較高，應用仿真技術又確實可以逼真模擬其場景和操作過程與要領時，應用仿真技術才是最好的選擇。例如，計算機仿真效果圖可以讓業主直觀地看到設計結果，效果滿意了再進行設計制圖與施工，避免了時間、人力和資源上的浪費。但是，如若不然，就不應該勉強。

4在教育中應用仿真技術需要注意的一些事項和應該避免的誤區

4.1教師是應用者，不是系統開發者，不要把每位教師都變成軟件開發人員

我們使用一個工具的時候，只需要明白這個工具如何使用就可以了，沒必要還得知道它是如何生產出來的。仿真技術的應用也是如此。

4.2要衡量教學投入和教學效果

之間的績效關系，避免高投入而低效果沒必要仿真的非要仿真，同樣可以實現教學目的、比仿真技術更好的教學手段的非要用仿真技術，或難以仿真的地方也很牽強的要用仿真技術虛擬一下。

5結語

第3篇

目前，在進行電工電子相關課程的授課時，許多專業教師采用的是理實一體化教學的模式，在教學的過程中，往往需要將學生帶到實驗室上課，或者預先將實驗設備搬到普通課堂中，課前準備的工作量很大。為了達到省時高效率，在進行理論教學的過程中，如講到某個具體的電路時，可以用“proteus”這一仿真軟件進行同步演示，這樣電路的電壓、電流數值以及波形等參數，都會以數字或圖形的方式顯示，學生可以很直觀的看到，一目了然，加深了印象。比如在講授《電子線路》這一課程中的二極管的整流電路、單級放大電路、OTL功放電路等知識點時，通過仿真來演示輸入輸出的波形，非常直觀，不僅提高了學生的學習興趣，而且加深了學生的理解和記憶。同樣，我們也可以將“multisim”仿真軟件引入教學，該軟件中提供了大量的虛擬儀表，這些虛擬儀表與現實生活中的儀表相同，使用方法相似，模擬操作起來非常方便，而軟件中所提供的部分高級儀表，實際價格非常昂貴，現實生活中由于經費問題，我們可能無力購買，而軟件中給我們提供了這種高級儀表的使用方法，給我們的教學帶來了便捷。應該說，實驗室里所能開設的電子電工相關電路的實驗，我們都可以利用該仿真軟件來實現，該軟件相當于一個可以移動的功能強大的現代化的電工電子實驗室，借助仿真軟件的使用，使得教師在講授電工電子的相關知識點時，非常清晰，取得了良好的效果。

二、在實踐環節中的應用

在電子的實踐中，采用實物操作和仿真軟件相結合的原則，可以使得事半功倍，使得學生對知識的掌握更加牢固，同時極大程度上提高了學習效率。主要體現在以下幾個方面：

1.利用仿真技術減少了實物實驗的故障率，使得實驗的數據更精準。當學生裝配好電路板后，開始進行調試時，一般要對實物電路板進行短路檢測，確認沒有短路故障后再進行調試。而實訓的具體檢測和調試都是帶電操作，帶有一定的風險性和不確定性。因此在開始操作的過程中，在學生開始調試之前，先通過仿真軟件演示整個調試過程，這樣學生不僅對調試過程有很清晰的認識，而且可以避免實訓過程中的一些誤操作，減少了調試過程中產生的故障。仿真軟件演示的實驗數據與實際調試的數據相差不大，學生可以比較數據，進行自檢。另一方面，如果要設計一塊電路板的時候，需要對電路的參數反復的調試，在實物電路板上實現起來比較困難，利用仿真軟件可以反復調試，并可以尋找到最佳的方案，再去進行實物的設計，非常便捷。另外，仿真實驗沒有任何干擾信號的存在，更加能夠真實的反映出實驗的本質，做到精準、真實、完美。

2.利用仿真技術可以順利進行故障的分析，并順利找到故障點。在電工電子的實訓中，學生不僅要熟練掌握電路的調試能力，還要有一定的電路排故能力。有時候安裝一塊電路板需要的時間可能并不長，但往往查找故障點需要花費大量的時間。另外如果在電路板上人為設定一個故障，比如元器件的接反或某處電路出現短路故障時，部分元器件可能會出現擊穿、損壞、甚至出現電氣短路等現象，這樣在操作的時候非常危險。而我們在授課的時候，如果利用仿真軟件去講解電路時，可以隨意地將元件焊反或將某段電路短路，學生可以很直觀的看到故障的數據及波形，提高了學生的分析能力以及解決問題的能力。同時也提高了學生思考的能力。

3.利用仿真技術可以進行反復練習，大大降低了成本。對于電子線路的板子，很多時候裝配完后進行調試，往往是只能使用一次，或者僅能對單一功能進行調試，不能夠進行反復練習，尤其是在現代電子產品的高速發展，許多新型器件、集成塊、貼片元件的大量使用，使得裝配和拆裝都不那么容易，另外成本也相對來說很過。仿真技術的使用，使每個學生都有機會根據自己的實際情況，揚長避短，并進行反復練習。而且仿真實驗不需要真實環境的介入，軟件中有取之不盡、用之不竭的電氣元件，而且實驗過程中也沒有元件的損耗，實驗室維護管理將更加方便。總之，將仿真軟件應用于教學有很多的優點。另外由于現代電子技術的不斷更新，往往使得實驗室中實踐環節教學資源相對短缺，一些設備不能及時更新和維護，實踐耗材昂貴，而帶來了很多的局限性。利用仿真實訓軟件后，不僅使得實訓具有完整性、系統性、交互性、智能型。極大程度上彌補現有教學資源的不足。如在進行電力拖動的授課時，當講授到三相異步電動機的時候，我們除了可以介紹電機的基本知識，結合實驗室有的電動機的結構和使用方法外，我們還可以使用仿真軟件，給同學們展示形式多樣的、不同用途的其他電機。同時我們可以利用仿真技術對相關實驗電路進行通過動態模擬，提高課堂效果。

三、總結