《通信电子线路》课程是通信技术专业的专业基础课，其教学内容理论性较强，概念抽象，学生感到学习过程枯燥无味，学习内容难懂。为帮助职业学校学生克服学习困难，提高学习信心和乐趣，笔者借助EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）工具辅助教学，模拟实验，使教学过程生动形象、直观，提高了学习效率。
1.Multisi8的优点
Multisi8是继Multisim2001、Multisim7后，由加拿大的IIT公司于2005年推出的升级版。Multisim8是一个能进行电路原理设计、对电路功能进行测试分析的仿真软件。它的元器件库提供数千种电路元器件供仿真选用，提供的虚拟测试仪器仪表种类齐全，还有较为详细的电路分析功能，仿真速度更快。它将实验过程中创建的电路原理图、使用到的仪器、电路测试分析后结果的显示图表等全部集成到同一个电路窗口中，具有直观、方便、实用和安全的优点。
2.倍频器的作用、基本原理和分类
倍频器是《通信电子线路》课程学习内容中的一个重要单元电路。倍频器广泛应用于无线电通信发射机或其它电子设备的中间级。倍频器的作用是将输入信号频率值成整数倍（2倍、3倍…n倍）增加的电路。若输入频率为fi，则输出频率为f0=nfi，其中系数n为任意正整数，称倍频次数。
倍频器是非线性电路，按工作原理的不同，晶体管倍频器分为两大类：一类是利用丙类放大器电流脉冲中的谐波经选频回路获得倍频，称为丙类倍频器；另一种是利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来获得倍频，叫做参量倍频器（即变容二极管、阶跃二极管倍频）。当工作频率不超过MHz时，主要采用丙类倍频器；当工作频率超过100MHz时，主要采用参量倍频器。
3.丙类倍频器的工作原理和仿真
丙类倍频器的工作原理是利用晶体管的非线性电阻效应，将正弦波转变为正弦脉波，正弦脉波含有丰富的谐波分量，然后用选频回路将它的某次谐波选出，完成倍频的作用。
晶体管谐振放大器工作在丙类时，其集电极电流脉冲中含有丰富的谐波分量，若将集电极谐振回路调谐在二次谐波或三次谐波频率上，放大器的输出只有二次谐波电压或三次谐波电压。这样丙类放大器就变成为二倍频器或三倍频器。
倍频器的输入正弦波电压瞬时值可写为ui（t）=Uimsinωt，输出电压瞬时值可写为uo（t）=Uonmsin（nω）t，其中Uonm为输出电压的n次谐波电压振幅。
为教好倍频器电路部分的教学内容，适应职业学校学生的认知特点和学习需求，笔者尝试采用Multisim8仿真软件进行教学。
用Multisim8进行仿真分析的一般步骤为：（1）根据原理电路，创建仿真电路；（2）设置电路图中各元器件的参数和有关选项；（3）调用仿真仪器，设定仿真分析方法（4）打开仿真开关，启动Multisim8仿真，仿真结果将展示在计算机的窗口中。
下面是丙类二倍频器和三倍频器的仿真教学过程。
3.1丙类二倍频器的仿真
（1）在Multisim8中创建仿真电路如下图1所示。电路中为使晶体管工作在丙类采用了0.4v小的正偏压，图中V1为正弦波信号，其参数设置为电压振幅为1V，频率为1MHz；电感L1和电容C1组成谐振回路，具有选频作用，其调谐在信号的二次谐波频率上，参数设置完毕后，保存该电路。另外，图中示波器XSC1用于观察输入信号和输出信号的波形。
3.2丙类三倍频器的仿真
（1）在Multisim8中创建仿真电路如图1所示，不同的是谐振回路L1C1的数值有改变（L1=22nH，C1=0.125μH），使其调谐在信号的三次谐波频率上。
（2）启动仿真开关，双击示波器图标，给示波器设置合适的状态，仿真波形如图3所示。
同样比较两个游标之间的输入信号和输出信号的波形可见：输出信号周期为输入信号的1/3，即输出频率为输入频率的3倍，即实现了三倍频。
另外从图2和图3可见：在同样的输入信号幅度时，三倍频器的输出电压明显减小。
为了提高输出功率和效率，单级丙类倍频器一般只作为二倍频器或三倍频器使用。若要提高倍频次数，可以采用多级丙类倍频器来实现。例如，要获得六次倍频可将一个二倍频器和一个三倍频器级联起来使用。
通过仿真教学，将倍频电路原理和波形直观的展现出来，使抽象的理论和概念形象化，有助于学生提高学习兴趣和积极性，提高课堂教学效果。
结语
现在职业学校的学生学习基础较差，而现代社会对职业工作者要求却不断提高，学生在校学习期间应掌握好专业理论基本知识，为将来踏入工作岗位打下扎实的专业基础。传统的教学方法显然已不适应时代需求了。教师可以尝试在专业课程的理论教学中采用计算机软件进行仿真的教学方法，将抽象难懂的理论和概念直观、易懂、清晰明了地展示出来，让学生在课堂上就能感受到实验才有的测量效果，克服传统理论教学的不足。教学实践表明，在专业课程的理论教学中，借助Multisim仿真软件辅助教学，激发了学生的学习兴趣和热情，学习效率提高了。教无定法，学无止境。为适应学生的认知需求，教师必须采用不同的教学方法，提高教学质量和效果，达到教学目的。
参考文献：
［1］王冠华等.Multisim8电路设计及应用［M］.北京：国防工业出版社，2006.
［2］谢沅清等.通信电子线路［M］.北京：北京邮电大学出版社，2000.
【关键词】大学物理开放实验素质培养
从培养学生的创新能力，提高学生的综合素质出发，物理实验的类型不能仅仅只停留在操作型、验证性实验的水平上，而要按学生能力形成的不同阶段，在实验教学中实行分层次教学，做到既有基本实验的训练，也有体现知识、能力、素质培养的综合性，培养学生独立思考、综合运用知识、创新等适应科研工作能力的实验，即综合性、设计性实验。从人才培养的角度看，大学物理实验课程从多方面培养学生的思维和能力，在人才科学素质和综合素质的培养中起到了重要的作用。根据学生由浅入深、循序渐进的认知规律，综合设计性实验是在基础性实验之后开设的。学生已经了解了课程特点，学习了大学物理实验的基本方法和基本技能，因此，在综合设计性实验中，对学生的素质培养提出了更高的标准和要求。作为教学的实施者，首要任务就是明确本阶段中所涉及的素质培养目标。结合实验教学的实施，学生素质培养目标归纳为以下几个方面：
1、良好心理素质的培养
2、探索能力的培养
大学物理的基础实验部分都有相应的详细讲义或教材，里面包括有实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤等，这种实验可操作性强，由于实验的集体过程较为明确，对训练学生掌握基本的实验操作能力，掌握基本的物理实验测量手段和方法有较好的效果，而设计性物理实验则大不相同，在设计性实验中，仅由教师提出任务和要求，然后进行一系列的提出问题、明确问题、提出假设、验证假设的思维过程，在教师所提出的任务与要求下去探索实验所涉及到的诸多方面，例如，实验原理的探究，方案的形成，最佳测量方法的选取，实验仪器的选择。实验条件的选择以及实验步骤的逐步修改、形成等，这一整个过程是一个不断提出问题、解决问题过程的逻辑思维活动，学习者需要不断地探索和加工记忆中的信息，积极地进行严密而有序的推理和判断。
3、分析能力的培养
对实验进行分析是熟练使用仪器，独立完成实验操作的基础。分析能力的训练有助于锻炼学生解决问题的能力和思维，是培养学生科学精神和科学素养的重要环节。实验课的教学是实践性的教学，实验原理的理解、实验仪器结构及使用方法的掌握、实验结果及误差分析、实验结论、思考题等环节都离不开分析过程。例如：在利用阿基米德原理进行密度测量实验时，用游标卡尺测量水槽的直径这一步，如果不能透彻理解实验原理和设计，不能做出全面分析的话，有的学生就不知道应该测量水槽的内径还是外径。综合设计性实验阶段应在多个方面进行教学设计，更加注重分析能力的培养。例如：在基础性实验阶段，学生们学习示波器的使用时，用的是模拟示波器，而为了培养学生举一反三的分析能力，在综合实验阶段将模拟示波器全部换成数字示波器供学生使用。
4、创造能力的培养
创造性是设计性物理实验的一个很重要的特征"设计性实验中，要求学生大胆假设、多方求异。突破传统思维束缚，创造性地提出解决问题的方法和途径。无论是实验原理、方法的策划，还是实验仪器、实验步骤的选择，都需要学生有一定的创新的精神。在设计性实验中，比如说实验原理的设计、实验仪器的选择、实验测量的创新等，这些都要求学生能沿着不同的方向去选取与重组信息，不墨守成规，多方寻求变异，从多方面寻求解决设计实验的方法与途径。实际上，构思和设计实验的过程，就是从发散思维到集中思维，再从集中思维到发散思维的多次循环，就是一个创造性活动的全过程。
[关键词]虚拟仪器LabVIEW电子电路实验示波器
实验教学在高职教育中起着相当重要的作用，但是长期以来实验设备和实验教学方法的落后在很大程度上制约了实验教学的质量。基于传统仪器的电子实验教学不仅在设备购置上成本较高，而且在设备维护上工作量也较大[1]。另外，传统仪器是由专业厂家生产，功能固定而且单一，在一个实验项目中往往需要多台仪器配合使用，如信号源、示波器、电压表等。这不仅增加了设备的投入和维护成本，而且传统仪器较大的体积也增加了对实验场地的需求。虚拟仪器技术的出现给现代测试技术及仪器行业带来了一场革命[2]。它充分利用了计算机软、硬件技术发展的成就，将其与测试技术相融合，实现了测量仪器的软件化、智能化、多样化和网络化，而且使用维护方便，开放性、可扩展性好，综合成本低，在很多领域大有取代传统仪器的趋势，成为当代仪器技术发展的一个重要方向。
虚拟仪器技术的特点
基于声卡的虚拟示波器的设计
示波器是电子实验室最为广泛的测量仪器之一。传统示波器外型笨重，功能单一，一些高性能的示波器加工工艺复杂，技术要求高，价格昂贵。随着虚拟仪器技术的发展，基于虚拟仪器技术的示波器也应运而生[4]。虚拟示波器充分利用计算机的信息处理能力，能够实现对多路输入信号的实时采集和存储，并且可以进行数据的离线分析和处理。
1.硬件实现
麦克风的工作原理是通过声音振动的强弱来改变其结构，以输出强弱不等的连续电流。在前面的系统中，麦克风的作用相当于一个传感器，它将声音的振动信号转换成微弱的电信号后，流入声片的输入端。连续电流经过声片的A/D转换后，被采集到系统中加以动态显示和分析。
经过以上分析得知：声波的振动信号是经过麦克风转换为电信号以后输入声片的。这样就为通过声片采集电信号提供了契机。为了保护声片，在实际应用中，应当充分估计被测信号的大小。如果被测信号的幅度很小或者很大，就不能直接进入声片，而是先经过一个信号调理电路，对信号进行“放大或限幅、滤波”等处理，经过处理后，幅度和频率降到一定范围内的信号才能输入声片。
声卡一般有LineIn和MICIn两个信号输入插孔，声音传感器(本文采用通用的麦克风)信号可通过这两个插孔连接到声卡。若由MICIn输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，实际中常使用LineIn，其噪声干扰小且动态特性良好。本文使用LineIn作为输入端，引出两根电缆，分别与信号发生器的两个输出端相连接。它可以接收幅值超过1.5V的信号。
2.软件设计
LabVIEW是一种基于G语言的图形化虚拟仪器开发工具，主要用于数据的采集、分析、处理和表达，总线接口、VXI仪器以及GPIB与串口仪器的驱动程序编制和虚拟仪器驱动。它与C、Pascal等传统编程语言有着诸多相似之处，如相似的数据类型、数据流控制结构、程序调试工具等。与传统高级编程语言最大的差别在于编程方式一般高级语言采用文本编程，而LabVIEW采用图形化编程语言(即各种图标、图形符号、连线等)，以框图的形式编写程序。采用这种图形化的编程方式，再加上大量专业控件(Controls)和函数(Functions)的提供，使之具有极高的编程效率和优秀的编程效果。
(1)虚拟示波器的前面板设计
前面板用来提供用户与虚拟示波器的接口，通过一个友好的图形界面，模拟传统仪器操作，实现对虚拟示波器的控制，并且显示数据处理结果。本文设计的虚拟示波器前面板如所示。根据仪器的功能，在虚拟示波器前面板上设置实时图形显示窗口(包括波形图、频谱图)，数据采集配置按纽(包括声卡初始化配置、通道配置、触发参数配置)、波形显示调节按纽(水平调节、垂直调节、游标显示)、参数动态显示按纽(波形平均值、峰峰值、频率)、错误信息显示窗口、帮助窗口、暂停按钮、保存按钮、回读按纽、停止按钮等。
(2)程序框图设计
程序设计的原理是让信号通过声卡采集进虚拟器中，通过声卡的基本设置，设置声卡的一些基本参数，声卡的采样频率不能太低，如果频率太低，采集过程中，不能连续地采集，示波器的输出就会中断。声卡采集完信号数据后，声卡开始读取数据，通过对数据的读取，虚拟示波器把波形显示出来；在波形显示的过程中，虚拟示波器还能通过频谱分析，对波形的幅频和相频分析，显示虚拟示波器的幅频特性和相频特性；最后再把频率、幅频、相频的数据通过数组的分析，也显示出来。在读取过程中，还能把虚拟示波器的周期平均、峰峰值、负峰值、正峰值、周期均方根、直流、均方根的数值也显示出来。而声卡的读取过程是通过一个While循环把这所有的过程连接起来。读取过程完后，经过声卡的清理后，再进行下一次的读取过程。在声卡的读取过程中，如果声卡触发有差错的话，声卡的读取就会停止，声卡直接停止，While循环也就结束了。
3.虚拟示波器的测试
虚拟示波器测试时采用了固纬（GoodWill）GFG—8250A函数信号发生器作为外部模拟信号输入，用设计的虚拟示波器显示正弦波的波形。测试结果表明虚拟示波器采集的信号与传统函数发生器产生的信号吻合，参数测量精确，波形控制和触发控制响应迅速，显示正确，说明用LabVIEW开发的虚拟示波器的结果与传统示波器结果相一致。
利用虚拟仪器技术，是高职院校改革实验教学的一个全新发展方向。虚拟仪器系统的高利用率和低成本，在实验教学中具有传统仪器无可比拟的优势，使用虚拟仪器代替传统的仪器以很好地解决高校实验经费紧缺的现状，对节约实验成本，提高实验质量意义重大。同时虚拟仪器的应用能更好地培养学生设计电路和创新的能力，巩固、加强学生对测试技术基本理论的理解和掌握，同时还接触到先进的技术，从一个更高的起点面对未来。
参考文献:
[1]周密.基于声卡的虚拟仪器在电路实验中的应用[J].襄樊职业技术学院学报，2010（9）.
[2]曹才开.虚拟技术在实践教学中的地位[J].电气电子教学学报，2002，24(1).
[3]杨乐平,李海涛等.LabVIEW程序设计与应用[M].北京:电子工业出版社，2004.
1教学背景分析
该课采用中等职业教育课程改革国家规划新教材《电子技术基础与技能》，该讲课内容为其中项目六“直流稳压电源的制作”中的第一节内容―整流电路。
该次授课对象是轨道交通技术专业二年级学生。在知识技能方面，具备整流和半波整流电路的知识；会用电子实验箱搭接半波整流电路；对半波整流电路有一定的分析能力。在学习中存在逻辑思维能力较弱，分析能力不强、计算能力较弱的学习障碍。
在行为特征上，他们好奇心强，模仿能力强，善于动手实践，喜欢交流经验，并有很强地展现自我的欲望。
2教学目标与重难点
结合课程标准和学情分析，制订如下三维教学目标：
（1）知识目标：掌握桥式整流电路的组成；理解桥式整流电路的工作原理。
（2）能力目标：能使用万用表、示波器完成桥式整流电路输入电压、输出电压和波形的测量；会分析桥式整流电路中常见故障对电路的影响；会运用桥式整流电路输入、输出电压的公式进行计算。
（3）情感态度价值观目标：培养学生团队协作能力；增强安全意识和爱护设备意识。
依据课程标准兼顾以工作过程为导向的课程体系改革职教理念确定教学重点，结合学生具备的知识和能力，设立难点和教学关键点。
（1）重点：桥式整流电路的组成；整流电路输出电压、电流的计算。
（2）难点：桥式整流电路的工作原理及故障分析。
3教学方法及教学环境
采用教师为主导、学生为主体的任务驱动教学方式，借助信息化技术，让学生带着任务进行合作、探究学习，突出“做中学、做中教”的职业教育教学特色。
实训环境：理实一体实训室。教学资源：学习平台、情境视频、任务单、电子电路仿真软件Multisim、PPT、无线投影、在线练习题、录像设备等。
4教学过程设计
环节一：创设情境引入项目。
教师展示半波整流电路的波形图动画并提出问题：半波整流电路的缺点。学生通过观察课件中示波器的波形，并参阅教材共同讨论回答。然后教师展示桥式整流电路的输出波形图动画并提问如果现在需要给手机充电，整流电路部分应选择哪一个？
学生观察分析后，阐述它们的不同点，从而引起学生兴趣，使学生的思维很快进入课堂学习状态，同时引入该次课内容。
环节二：分组操作实施任务。
教师讲解该节课的任务，确认桥式整流电路的实施方案。学生小组合作，接受学习任务，确定实施步骤。利用电子电路仿真软件Multisim，模拟桥式整流电路的组成，绘制桥式整流电路图。
步骤二：测量整流电路输入输出电压。小组成员分工合作，完成桥式整流电路输入、输出电压的测量，填写任务单。通过实际的动手操作，强化理论知识，使学生熟练使用万用表测电路输入电压和输出电压。在此过程中，教师对学生操作情况进行实录，以备评价。
步骤三：用示波器观察波形。借助平台资源中的示波器教学视频，学生组内合作，用示波器观察电路输入输出波形并记录在任务单上，教师即时录像学生操作过程。
步骤四：分析电路，该步骤包含三个小活动。活动1：分析电路工作原理。学生借助学习平台中的“电路原理”动画，通过动画分析u2正半周、负半周时桥式整流电路的工作过程，并填写学习任务单。活动2：计算输出电压和电流。学生观看学习平台动画并结合步骤二和步骤三的学习成果，理解并记住桥式整流电路的输出电压、电流计算公式，通过做习题进一步强化计算方法。这样可以有效地帮助学生对该次课重点知识的掌握。活动3：故障分析。学生利用电子电路仿真软件Multisim观察故障现象，分析故障主要原因。通过典型电路故障的原因分析，让学生进一步掌握桥式整流电路的组成，这是该课重点之一。对典型电路故障进行汇总，能有效地引导学生进行分析、思考，理解桥式整流电路的工作原理，提高学生电路分析能力。
环节三：展示交流效果评价。
整个学习过程采用过程评价、结果评价、学生自评、学生互评、教师评价等多种评价手段，使学生增强自信心，培养表达能力和评价能力。
环节四：巩固知识自测练习。
学生利用平台资源的自测练习环节，独立完成自测练习，巩固所学知识。通过这种方式，学生既能看到自己的进步，也看到不足，有利于下一轮教学的开展和课改思路的延续及深入进行。