Multisim仿真在电工基础课程任务教学法中的应用
作者： 王慧华
摘要：在电工基础课程教学中，电路的暂态分析一章涉及一些理论公式推导，例如储能元件电容C、电感L的特性和换路定则以及其在一阶线性电路中的应用，不免会令初学者感到枯燥和抽象。文章基于任务教学法，利用Multisim仿真平台搭建RC、RL暂态电路模型，接入具有声、光效果的元件，将抽象的电路暂态分析理论变得具有可操作性和可视化，有助于提升学生探索知识的主动性和对暂态电路理论的理解深度，培养学生解决实际问题的能力，提高电工基础课堂授课效率和教学效果。
关键词：暂态分析；储能元件；换路定则；Multisim仿真
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2025）09-0155-03 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：
0引言
电工基础课程是本科院校非电类工科专业的一门重要基础课程。该课程中，电路的暂态分析一章既是课程教学的重点又是难点。储能元件电容C、电感L在电工电子技术中具有广泛的应用，掌握其特性是学习好本章的基础。另外，电路暂态分析面临两个主要难点：一是理论抽象，理解困难；二是课时有限，难以深入讲解[1]。
本文结合课程目前实际情况和教学资源，将方便实用的Multisim仿真软件用于电路暂态分析以辅助教学。首先，基于一个具体任务，师生共同分析出需要学习的知识点，将难点问题由面化点，把难度分解，使具有一定难度的融通性学习转变为目标明确、目的性强和探究性强的学习，变被动为主动；然后，教师再借助Multisim仿真，进行方便直观的动态演示、数据测量和理论分析；最后利用所学知识进行问题解决，有效提高课堂授课效率和效果[2-3]。
1 任务设计方案
以本课程里的电路的暂态分析讲解为例，先给学生提供一个具有现实性和应用性的暂态电路模型作为任务载体，带领大家一起剖析解决问题所应具备的知识，变“要我学”为“我要学”。在老师讲解完基本理论知识点的同时，引导学生有效借助工具（仿真平台） 更好地理解电感L和电容C储能元件的特性，为其应用电路分析打下良好的基础。
基于任务教学法的Multisim仿真应用，任务如图1 所示——子弹测速应用电路，给出U=100 V、R=6 kΩ、C=0.1 μF、l=3 m和电荷测定计G值即QC=3.45 μF，问子弹速度v 是多少（设测速时电路处于稳定状态，S2和S3是联动开关） [4]。
任务分析，计算子弹速度需要知道该子弹飞过l距离所用时间t。进一步分析，需要了解电路核心元件电容C的特性，即下面要讨论学习的内容，为将要学习的储能元件分类、特性及其组成的暂态电路做铺垫，让学生带着任务去用心、有目的性地学习。
2 电路的暂态过程分析
储能元件的特性研究是分析电路暂态过程的基础，只有先行深入学习和掌握才能进行应用电路的下一步分析和设计。
2.1 储能元件与换路定则
电路存在暂态过程需要有两个因素同时满足，一内因是电路中含有储能元件即电容C和电感元件L，二外因是电路发生换路动作，两者缺一不可。