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实验教学重在引导学生探索创新，它是理论教学的补充、扩展和深化，是一个至关重要的环节。长期以来，高中电学类课程实验教学方式上存在问题，基本采取“保姆式”的办法，在固定时间内让学生根据实验指导书要求，在教师的指导下按照统一的办法、既定的仪器条件进行操作，完成实验报告。近年来，笔者尝试在高中劳动技术课《电子技术》和物理电学类课程实验教学中应用Multisim2003进行教学，使每位学生都能亲自动手接触电路，边连线、边测试、边分析，并与理论计算结果进行对照，极大调动了学生学习的积极性和创造性，提高了学生发现、分析和解决问题的能力，取得了良好的教学效果。
一、认识Multisim2003
Multisim2003是加拿大Interactive Image Technologies公司EWB软件的最新版本，是专门用于电子线路仿真和设计的工具软件，在加拿大和美国，已有85%的大学及中学把Multisim2003当做电子学课程教学和实验的辅助手段，在国内也得到很好的推广和使用。软件界面如图1所示。
Multisim2003将原理图的创建、电路的测试分析和结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中，整个操作界面就像一个实验工作台，易学易用。其巨大的元件数据库、强大的虚拟仪器功能、电路原理图编辑功能、完整的模拟/数字混合仿真和强大的分析功能能与一般的电子实验室相媲美。
二、实验教学中应用Multisim2003的方法和实例
1．实验教学中应用Multisim2003的方法
在实验教学前，用Multisim2003进行仿真实验，实验过程非常接近实际操作的效果，且各元器件选择范围广，参数修改方便，不会像实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件及印刷电路板，使电路调试变得快捷方便。图2是用Multisim2003软件仿真电路的教学进程，根据所学电路的原理图，用Multisim2003绘制电路原理图，然后使用它提供的许多虚拟仪器对电路进行仿真分析，也可使用Multisim2003的分析菜单中的命令对电路进行更全面详尽的分析。
2．实验教学中应用Multisim2003的内容
以二极管特性测试电路为例，简略介绍Multisim仿真过程。
（1）工作原理
图3为二极管特性测试电路。当输入电压大于0.7V时，二极管开始逐渐导通，电阻两端电压随输入电压的增大而增大；当输入电压小于0.7V时，二极管处于截止状态，电路中没有电流通过，输出电压为0；当输入电压小于0并小到一定程度时，二极管反向击穿，这时输出电阻上的电压随输入电压的增大而增大。这个工作在Multisim2003环境下能轻而易举地实现。
（2）编辑电路原理图
①建立电路文件
若从启动Multisim2003系统开始，则在Multisim2003基本界面上总会自动打开一个空白的电路文件，系统自动命名为Circuit1，可以在保存电路文件时再重新命名。
②设计电路界面
Multisim2003的电路界面就像实际电路实验的工作台面，在针对某个具体文件时我们应当考虑设计一个富有个性的电路界面，这可以通过菜单View的各个命令，或Options/Preferences对话框中的若干个选项来实现。如元件箱设置，在Preferences对话框的Component Bin选项卡中选Symbol standard区内的DIN项。Multisim共提供了两种元件符号标准，其中ANSI是美国标准（），DIN是欧洲标准（），DIN与我国现行的标准非常相近，正常选它。
③元件的放置和调整
第一步：元件的选取。首先单击元件工具栏相应的按钮，然后在弹出的对应元件类元件箱中选择相应的器件。图4所示为1Ω(1.0ohm)的电阻选择的过程。
第二步：元件的放置。在进行了上面的选择后，鼠标指针上加了元件符号的形状与光标一起移动，当移动到希望放置元件的地方单击鼠标，元件就放在相应的位置，如图5所示。
第三步：元件的调整。位置的调整如元件的旋转、移动、删除等，可通过在需要操作的元件上单击鼠标右键，选择快捷菜单上相应的命令完成或者用Edit编辑菜单完成。如虚拟元件参数的调整，只需用鼠标双击需要修改参数的元件，在弹出的对话框中直接改其参数即可。真实元件参数的调整，在真实元件上双击鼠标后，在弹出的对话框中，选择“Replace”（更换）和“Edit Model”（编辑模型）来进行修改。
④连接线路
将鼠标指向第一个元件的引脚，鼠标指针呈十字形，单击鼠标左键，导线随鼠标移动而移动，当连线需要拐弯时，单击鼠标左键，到达第二个元件对应引脚时单击鼠标左键，导线就连接好了。
（3）仿真过程
将图3所示输入直流电压源改为交流电压源，并在二极管两端添加一个示波器，如图6所示。双击电路窗口中的示波器图标，即可开启示波器面板。启动电路窗口右上角的电路仿真开关，示波器屏幕上将产生输入输出两个波形。为了看到清晰的波形，需适当调节示波器界面上的时基和A、B通道中的Scale值，用示波器观察输入和输出的波形（图7）。
按照下表中的要求调整图3输入电压V1，测量电路中电阻两端的电压和电路的工作电流，添加一数字式万用表与电阻并联，再添加一数字式万用表串联在电路中，分别双击电路窗口中两个数字式万用表图标。启动电路窗口右上角的电路仿真开关，记录测量结果如下。
（4）实验数据分析及总结
从图7所示的二极管单向导电的波形可以看出，当一个正弦波加在电路中时，正半周导通，负半周截止。这种电路广泛使用在交流电压转换为直流电压的场合，如直流稳压电源。
从仿真过程的测量数据可以观察到二极管正向且电压大于0.6V时，二极管开始导通，且电流随电压的增大而增大；当二极管反向工作时，电压较小时没有电流通过，当电压大到一定的程度时，二极管开始有电流流过，这时的电压为二极管的反向击穿电压，从表1中测试数据可以看出图3所示电路中的二极管IN4001的反向击穿电压为53V左右。
从以上这个例子的仿真设计过程可以看出，在Multisim的环境下进行电路的仿真实验，不仅与在现实环境下做的实验设计有许多相同的地方，而且更方便快捷，其仿真结果是对实际电路设计一种很好的参考。
三、实验教学中应用Multisim2003的优点
1.有利于培养学生的学习兴趣。用Multisim2003进行仿真实验，直观性、可操作性、趣味性强，极大地调动学生学习的积极性、主动性，从“要我学”变为“我要学”。
2.有利于不同层次的学生发挥各自优势。Multisim 2003为学生提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室，实验不消耗器材、所需器材种类和数量不受限制，学生就能更大胆地去尝试、去实验，这样差的学生“吃得了”，好的学生也“吃得饱”。
3.有利于加强素质教育。传统的电学类课程教学方式单一，场地是教室和实验室两处交叉进行，现在场地是教室、机房和实验室三处交叉进行，丰富了课堂教学，Multisim2003形象、直观、高效、方便的优点，强大的电路绘图和仿真分析功能，为学生自主探究能力的培养提供了完备的条件。
参考文献
[1]郑步生，吴渭. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京：电子工业出版社，2003.
[2]陈松，金鸿.电子设计自动化技术[M].江苏：东南大学出版社，2003.
[3]江苏省中小学教研室.电子技术[M].江苏：江苏省教育出版社，2005.
（作者单位：江苏江都中学）
一、认识Multisim2003
Multisim2003是加拿大Interactive Image Technologies公司EWB软件的最新版本，是专门用于电子线路仿真和设计的工具软件，在加拿大和美国，已有85%的大学及中学把Multisim2003当做电子学课程教学和实验的辅助手段，在国内也得到很好的推广和使用。软件界面如图1所示。
Multisim2003将原理图的创建、电路的测试分析和结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中，整个操作界面就像一个实验工作台，易学易用。其巨大的元件数据库、强大的虚拟仪器功能、电路原理图编辑功能、完整的模拟/数字混合仿真和强大的分析功能能与一般的电子实验室相媲美。
二、实验教学中应用Multisim2003的方法和实例
1．实验教学中应用Multisim2003的方法
在实验教学前，用Multisim2003进行仿真实验，实验过程非常接近实际操作的效果，且各元器件选择范围广，参数修改方便，不会像实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件及印刷电路板，使电路调试变得快捷方便。图2是用Multisim2003软件仿真电路的教学进程，根据所学电路的原理图，用Multisim2003绘制电路原理图，然后使用它提供的许多虚拟仪器对电路进行仿真分析，也可使用Multisim2003的分析菜单中的命令对电路进行更全面详尽的分析。
2．实验教学中应用Multisim2003的内容
以二极管特性测试电路为例，简略介绍Multisim仿真过程。
（1）工作原理
图3为二极管特性测试电路。当输入电压大于0.7V时，二极管开始逐渐导通，电阻两端电压随输入电压的增大而增大；当输入电压小于0.7V时，二极管处于截止状态，电路中没有电流通过，输出电压为0；当输入电压小于0并小到一定程度时，二极管反向击穿，这时输出电阻上的电压随输入电压的增大而增大。这个工作在Multisim2003环境下能轻而易举地实现。
（2）编辑电路原理图
①建立电路文件
若从启动Multisim2003系统开始，则在Multisim2003基本界面上总会自动打开一个空白的电路文件，系统自动命名为Circuit1，可以在保存电路文件时再重新命名。
②设计电路界面
Multisim2003的电路界面就像实际电路实验的工作台面，在针对某个具体文件时我们应当考虑设计一个富有个性的电路界面，这可以通过菜单View的各个命令，或Options/Preferences对话框中的若干个选项来实现。如元件箱设置，在Preferences对话框的Component Bin选项卡中选Symbol standard区内的DIN项。Multisim共提供了两种元件符号标准，其中ANSI是美国标准（），DIN是欧洲标准（），DIN与我国现行的标准非常相近，正常选它。
③元件的放置和调整
第一步：元件的选取。首先单击元件工具栏相应的按钮，然后在弹出的对应元件类元件箱中选择相应的器件。图4所示为1Ω(1.0ohm)的电阻选择的过程。
第二步：元件的放置。在进行了上面的选择后，鼠标指针上加了元件符号的形状与光标一起移动，当移动到希望放置元件的地方单击鼠标，元件就放在相应的位置，如图5所示。
第三步：元件的调整。位置的调整如元件的旋转、移动、删除等，可通过在需要操作的元件上单击鼠标右键，选择快捷菜单上相应的命令完成或者用Edit编辑菜单完成。如虚拟元件参数的调整，只需用鼠标双击需要修改参数的元件，在弹出的对话框中直接改其参数即可。真实元件参数的调整，在真实元件上双击鼠标后，在弹出的对话框中，选择“Replace”（更换）和“Edit Model”（编辑模型）来进行修改。
④连接线路
将鼠标指向第一个元件的引脚，鼠标指针呈十字形，单击鼠标左键，导线随鼠标移动而移动，当连线需要拐弯时，单击鼠标左键，到达第二个元件对应引脚时单击鼠标左键，导线就连接好了。
（3）仿真过程
将图3所示输入直流电压源改为交流电压源，并在二极管两端添加一个示波器，如图6所示。双击电路窗口中的示波器图标，即可开启示波器面板。启动电路窗口右上角的电路仿真开关，示波器屏幕上将产生输入输出两个波形。为了看到清晰的波形，需适当调节示波器界面上的时基和A、B通道中的Scale值，用示波器观察输入和输出的波形（图7）。
按照下表中的要求调整图3输入电压V1，测量电路中电阻两端的电压和电路的工作电流，添加一数字式万用表与电阻并联，再添加一数字式万用表串联在电路中，分别双击电路窗口中两个数字式万用表图标。启动电路窗口右上角的电路仿真开关，记录测量结果如下。
（4）实验数据分析及总结
从图7所示的二极管单向导电的波形可以看出，当一个正弦波加在电路中时，正半周导通，负半周截止。这种电路广泛使用在交流电压转换为直流电压的场合，如直流稳压电源。
从仿真过程的测量数据可以观察到二极管正向且电压大于0.6V时，二极管开始导通，且电流随电压的增大而增大；当二极管反向工作时，电压较小时没有电流通过，当电压大到一定的程度时，二极管开始有电流流过，这时的电压为二极管的反向击穿电压，从表1中测试数据可以看出图3所示电路中的二极管IN4001的反向击穿电压为53V左右。
从以上这个例子的仿真设计过程可以看出，在Multisim的环境下进行电路的仿真实验，不仅与在现实环境下做的实验设计有许多相同的地方，而且更方便快捷，其仿真结果是对实际电路设计一种很好的参考。
三、实验教学中应用Multisim2003的优点
1.有利于培养学生的学习兴趣。用Multisim2003进行仿真实验，直观性、可操作性、趣味性强，极大地调动学生学习的积极性、主动性，从“要我学”变为“我要学”。
2.有利于不同层次的学生发挥各自优势。Multisim 2003为学生提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室，实验不消耗器材、所需器材种类和数量不受限制，学生就能更大胆地去尝试、去实验，这样差的学生“吃得了”，好的学生也“吃得饱”。
3.有利于加强素质教育。传统的电学类课程教学方式单一，场地是教室和实验室两处交叉进行，现在场地是教室、机房和实验室三处交叉进行，丰富了课堂教学，Multisim2003形象、直观、高效、方便的优点，强大的电路绘图和仿真分析功能，为学生自主探究能力的培养提供了完备的条件。
参考文献
[1]郑步生，吴渭. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京：电子工业出版社，2003.
[2]陈松，金鸿.电子设计自动化技术[M].江苏：东南大学出版社，2003.
[3]江苏省中小学教研室.电子技术[M].江苏：江苏省教育出版社，2005.
（作者单位：江苏江都中学）