马洪华+丁岩岩

摘要：随着时代的快速发展，传统的实验教学模式已经不能满足当前社会的发展，对此，我国教育部门根据这种情况开展了新一轮教育改革工作。在电子类实验教学中引入虚拟仿真技术是实验教学主要发展趋势。虚拟仿真技术具有开放性、灵活性的特点，将实际与理论结合，提高实现教学质量与效率，同时也是我国未来实验教学改革主要发展方向。本文对虚拟仿真在电子类实验教学中的应用进行了简单的分析。

关键词：虚拟仿真；电子类实验教学；应用

TP391.9；TN0-4；G642

一、虚拟仿真技术的概念与优势

虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用主要有两种方面：虚拟仪器技术和仿真。最早虚拟仪器这个概念是由美国仪器公司提出的，其主要含义就是“软件就是仪器”通过对应的软件来实现仪器的主要功能。在使用过程中利用LabvIEW编写虚拟的仪器面板，将各种数据信息采集设备和软件的仿真平台搭建出一个不同的仿真系统。仿真则是利用模型进行实验，对电路环境与电路过程中进行模拟，得到真正实验的全过程。虚拟仿真技术的核心内容就是将虚拟与实际结合，从而达到最佳的实验教学效果。同时，在虚拟仿真技术在使用过程中有以下几种优势

（一）节约成本

在传统的教学模式创新中需要不断的增加各种教学仪器设备，增加教学成本，而且要想进行实验只能在实验室进行。虚拟仿真技术的出现更好的解决了这些问题，在教学过程中只需要具备仿真软件计算机就能在任意地点进行实验，方便教师教学。

（二）理论与实际结合，激发学生兴趣

虚拟仿真技术可以将虚拟与实现结合，学生在接受新知识时还锻炼了学生的动手实践能力。将实验教学内容以更直观的形象展现出来，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

（三）实验平台的统一性和可恢复性

在使用虚拟仿真技术时，可以将多门课程实验进行统一，并为学生提供一个设计、原型、科学、发布的应用平台，这样不会丢失原有的实验信息，还会完成从原型设计到系统部署之前所有工作，从而将虚拟教学内容与实际教学实验的理论、知识更好的结合起来。

（四）教学内容的灵活性与创新性

虚拟仿真技术不同于其他试验箱数量固定的实验内容，在使用其技术时还会根据不同的需求搭建出一个不同的实验电路，让学生更直观的了解教学内容，同时还有利于教师开展一些综合性与设计性的教学实验，从而培养学生的创新能力。

二、虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用

随着电子技术快速发展以及教学内容不断的更新，传统的实验教学模式已经跟不上社会的发展，其中还存在着一些不足，虚拟仿真技术的出现将实验教学进行全新的完善，激发学生的学习兴趣，提高学生学习效率。电子电路课程是电子类专业必修课程，其中包括了：电路分析、模拟器电子技术、数字电子技术。在这三门课程中虚拟电子技术被学生们认为是一个难度最大，理论性较强的的一门课程。一般来讲，虚拟电子技术是与教学理念同步，有时也会落后于教学课堂。在传统的实验教学过程中，学生对实验的电路理论不够了解，对实验中可能出现的问题还没有特别清楚，因此，对于多数学生来说，在实验过程中一旦出现问题找不到任何的突破点，从而降低学习兴趣。在虚拟仿真技术中以二阶段有源低通滤波器为主的教学实验可以帮助学生加深对知识的了解，锻炼学生的动手动脑能力。

（一）二阶有源滤波器的仿真实验

在虚拟仿真技术中，常用的仿真软件有：Multisim、Pspice、Proteus等。在此，本文对Multisim在虚拟仿真技术中的使用以二阶有源滤波器电路进行了仿真。该技术操作简单容易上手，它在使用过程中具有非常多的元器件、虚拟仪器，它的功能强大，在使用过程中还为学生提供专用的万能表、示波器等常用仪表设备，而且还为学生提供了虚拟仿真技术的网络分析仪、频谱分析仪等仪器设备。二阶有源滤波器在教学过程中具有仿真的电路图，只需要在使用时输入信号频率和幅度，就可以通过滤波器的示波器进行观察，并让学生做出总结。同时，在使用时还可以利用波特图测试仪，设定使用频率的反问，保证学生可以更加直观的观看到二阶有源低通滤波器的频率响应线，学生在上课过程中就可以通过幅频特性曲线找到滤波器的频率。这样，学生就可以搭建出一个更为实际的电路，进行实验，从而总结出自己所得结果，并于教师交流。

（二）二阶有源滤波器的实际电路测试

NI的ELVISⅡ是一个将软件与硬件相结合的一套虚拟仿真技术实验模式。它集成了12种常用仪器，在使用过程中不需要任何的编程，同时还方便学生观察。NI的ELVIS在实验过程中可以通过USB与PC进行连接，方便学生调试。学生在实验过程中只需要将电路在原型实验板上进行连接，之后在通过对应的仪器观察软面板，再通过計算机输入、总结就可。同时还可以测试一些相关数据，并对这些数据进行保存。学生在实验过程中可以大件二阶有源滤波器的实际电路图，在函数信号上发设定相应的信号，并在示波器的软软面板上仔细观察总结。所以，在Multisim在使用中可以更好的观察仿真波形与实际电路波形，便于学生更好的了解实验新知识。学生在实验过程中只需要把重点放在电路的连接上，并对结果进行详细分析，而且还不需要反复测试，在一定程度上提高了实验的效果，同时还提高了教师的教学质量与学生的学习效率。

总结：电子类学科是一个与信息技术紧密结合的一门学科，在信息技术发展的同时还为自身注入了全新的活力。虚拟仿真技术在电子类实验教学过程中。需要结合科学理论对学生进行教育，不断的培养学生懂理论、实践能力超强的高素质的基本要求，并为社会的发展做出巨大的贡献。虚拟仿真技术的出现，成功弥补了传统实验教学模式的不足，从而提高学生的学习效率。本文对虚拟仿真在电子类实验教学中的应用进行了简单的研究，文中存在着一定的不足，希望专业人员加强对虚拟仿真在电子类实验教学中的应用的研究。