呂志方

摘要：EWB9是美國NI公司開發(fā)的Electronics Workbench EDA（簡稱EWB）仿真軟件，是早期EWB等版本的升級換代產(chǎn)品。虛擬仿真軟件EWB9是采用圖形操作界面仿真了一個與實際情況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電子實驗，應(yīng)用于對電子電路的設(shè)計、分析、仿真等工作中，是世界上最流行的EDA軟件之一，在高職院校教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，收到較好效果。本文簡單介紹了虛擬仿真軟件EWB9，對高職院校虛擬仿真軟件在電子類課程教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢和問題進行了闡述。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真軟件；EWB9； 高職院校教學(xué)

中圖分類號： G712 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

1、 虛擬仿真軟件EWB9簡介：

EWB9（Electronics Workbench 9）是美國NI公司并購加拿大IIT公司后，于2006年發(fā)布的一款EDA軟件，EWB9中有Multisim、MultiMCU、MultisiVHDL、Ultiboard等多個組件。Multisim是EWB9的核心組件，用其儀表等分析工具進行電路理論的驗證非常有效，其器件參數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮誤差，器件損壞，接觸不良等實際電路中的影響因素，并且參數(shù)可以進行修改，然后進行仿真分析。Multisim9提供了一系列虛擬儀表和3D儀表，如萬用表、信號發(fā)生器、示波器、波特圖示儀、頻率計等多種儀器，這些儀器的使用和讀數(shù)與真實的儀器相當(dāng)，就像在實驗室中使用的儀器。Multisim9還提供了豐富的元器件庫資源，以滿足各種電路設(shè)計的需要，包括電源組，基本元件組，二極管組，晶體管組，模擬元件組、混合芯片組等。我們進行電路設(shè)計時，除了要對電路進行電流、電壓、波形等測試外，還需對電路進行分析，這些分析如果用傳統(tǒng)的實驗方法完成，很費時，為此，Multisim9提供了多種分析工具，如直流工作點分析，交流分析，瞬態(tài)分析，傅里葉分析等18種分析工具，可以快捷地完成電路設(shè)計的分析需求。因此，EWB9在電工原理、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電子線路等電子類課程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2、 高職院校培養(yǎng)人才的標(biāo)準(zhǔn)和電子類課程的教學(xué)現(xiàn)狀

高職教育的基本特征是以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性專業(yè)人才為根本任務(wù)，以適應(yīng)社會需求為目標(biāo)，以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用能力為主線，學(xué)生應(yīng)具有基本理論知識適度，技能應(yīng)用能力強，知識面寬等特點。

高職院校的電子類課程是實踐性很強的課程，理論教學(xué)、實驗實訓(xùn)、課程設(shè)計是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。目前，有些高職院校由于經(jīng)費不足，理論教學(xué)仍僅限于采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用黑板板書的形式向?qū)W生教授理論知識，公式推導(dǎo)，對于疑難問題，少數(shù)學(xué)生理解不了，感到學(xué)習(xí)枯燥無味，不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有時教師采用PPT教學(xué)，電子教案，也只起輔助作用，稍微改善了一些教學(xué)效果。

實驗中，學(xué)生只是將實驗板固定在實驗箱上連接好儀器設(shè)備，測試數(shù)據(jù)，最后得出結(jié)論，提高了學(xué)生的操作技能，加深了對所學(xué)理論知識的理解，但由于少數(shù)學(xué)生操作不規(guī)范，容易造成元器件和儀器設(shè)備的損壞，造成一定的經(jīng)濟損失。

在課程設(shè)計中，學(xué)生按照老師給出的設(shè)計題目和電路圖，用元件在面包板上焊接電路，然后安裝調(diào)試，達到理論聯(lián)系實際的目的，但是不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。

3、 虛擬仿真軟件EWB9應(yīng)用于教學(xué)中的優(yōu)勢

隨著計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，利用計算機仿真軟件來模擬實驗設(shè)備的情況，用于教學(xué)、實驗、課程設(shè)計的優(yōu)勢如下：

① 理論教學(xué)用虛擬仿真軟件進行教學(xué)直觀、逼真、清晰，有助于學(xué)生理解抽象的知識，

提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)的效果，加深了對理論知識的理解，也使教師從繁雜的公式推導(dǎo)中解脫出來，提高了教學(xué)質(zhì)量。

② 實驗用虛擬仿真軟件進行實驗教學(xué)，實驗環(huán)境是計算機上的虛擬環(huán)境，實驗元器件是虛擬元器件，實驗設(shè)備是虛擬設(shè)備，為學(xué)生提供了很好的實驗平臺。保證每人一機操作，得到了充分的理論聯(lián)系實際的技能訓(xùn)練，按時完成實驗內(nèi)容，提高了操作效率和實驗的效果，也可滿足學(xué)生的想象力和發(fā)揮創(chuàng)造性的思維。虛擬仿真實驗不需元器件、儀器設(shè)備的準(zhǔn)備過程，節(jié)省了實驗器材，也節(jié)省了時間，降低了實驗成本，提高了實驗效率。

③課程設(shè)計用虛擬仿真軟件，不需要昂貴的實驗設(shè)備，計算機可提供安全有效的設(shè)計環(huán)境，其電路結(jié)構(gòu)及設(shè)計觀念可以很容易地被修正，也可很方便地更換適合電路規(guī)格需要的元件。另外，直接用計算機模擬，分析，驗證，可快速地反映出所設(shè)計的電路性能，與在實驗室中需使用一系列電子元件和實驗設(shè)備才可完成的電路驗證相比，即省時又經(jīng)濟。

④虛擬仿真軟件實驗安全性高。仿真操作不會對實驗設(shè)備、元器件造成損壞，不會因誤操作對學(xué)生造成人身危害。例如在實際操作時，元器件極性接反，儀器所加電壓過高，人為觸電等現(xiàn)象，這樣節(jié)省了資金，保證了人身安全。

4、 虛擬仿真軟件存在的問題：

① 現(xiàn)在的虛擬仿真軟件功能很強大，但是仿真操作與實際操作還是有較大的差距，仿真操作學(xué)生用鍵盤、鼠標(biāo)來進行操作，不是在實驗室中真正地動手操作，來進行技能訓(xùn)練，在操作中，即使做了危險的操作，也不會對實物和仿真軟件造成損壞，容易造成學(xué)生麻痹大意的思想，養(yǎng)成不遵守操作規(guī)程的不良習(xí)慣。

② 虛擬仿真軟件對計算機及相關(guān)的硬件要求高。

③ 教學(xué)類虛擬仿真軟件的質(zhì)量有待提高。

5、 結(jié)束語

綜上所述可見，虛擬仿真軟件EWB9應(yīng)用于教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，一種新的教學(xué)理念。但它還不能完全代替理論和實踐教學(xué)，但能彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足。虛擬仿真軟件應(yīng)用于教學(xué)，能為電子類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)電子類課程提供了較為合適的虛擬電子實驗環(huán)境，降低了實驗成本，提高了教學(xué)質(zhì)量。今后虛擬仿真軟件還應(yīng)深入研究發(fā)展創(chuàng)新，不斷地完善。

參考文獻：

1、 EWB9電子設(shè)計技術(shù)；李良榮主編；機械工業(yè)出版社；2007

2、 EWB電路設(shè)計入門與應(yīng)用；鐘文耀、段玉生、何麗靜編著；清華大學(xué)出版社；2000

3、 Multisim9在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用；董玉冰；清華大學(xué)出版社；2008.11