multisim應(yīng)用在數(shù)字電子技術(shù)課程中的教學(xué)成果研究①

江天亮

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?虛擬仿真軟件在教學(xué)過程的應(yīng)用增強了教學(xué)活力、提升了教學(xué)效率、提高了教學(xué)質(zhì)量;引入multisim 與數(shù)字電子技術(shù)課程同時進行教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更濃、學(xué)習(xí)主動性更強、學(xué)習(xí)效果更好、學(xué)習(xí)質(zhì)量更高，增強了學(xué)生的理論分析能力，提高了學(xué)生的操作動手能力。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?multisim;授課方式;教學(xué)效果;教學(xué)質(zhì)量;學(xué)習(xí)質(zhì)量

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）17-0224-02

隨著高職院校虛擬仿真實驗室的不斷升級完善，處在民族落后地區(qū)的高職學(xué)校也緊跟時代的要求，加大了電子仿真實驗室的建設(shè)步伐，開設(shè)了電子專業(yè)大類所需的虛擬仿真實驗室教學(xué)環(huán)節(jié)，要求專業(yè)基礎(chǔ)課盡量在一體化教學(xué)實驗室進行，保證學(xué)生一人一臺電腦，上課時做到學(xué)生有課可聽、有事做。在引入multisim及時仿真教學(xué)方法的設(shè)計上，開展形式多樣的“課前預(yù)習(xí)活動”，激發(fā)學(xué)生的主體意識和求知欲望，教學(xué)中注重“講解、示范、討論、點評、實踐”五結(jié)合的教學(xué)模式，遵循學(xué)生對知識的認知規(guī)律和認知水平，在課堂上做到了突出重點、突破難點、澄清疑點、把握基本點，讓學(xué)生學(xué)有所獲、學(xué)有所樂，提高教師的授課質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，在教與學(xué)的雙邊活動中取得可喜的教學(xué)成果，現(xiàn)以multisim 在數(shù)字技術(shù)課程中的成果為例進行研究。

一、傳統(tǒng)數(shù)字技術(shù)課程授課方式剖析

（一）數(shù)字技術(shù)課程主要授課內(nèi)容分析

數(shù)字電子技術(shù)課程是一門電子大類專業(yè)基礎(chǔ)課，是為以后學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下堅實基礎(chǔ)，主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有數(shù)制與碼制。數(shù)字電路產(chǎn)品需要處理的各種數(shù)字信號通常是用數(shù)碼的形式給出，而數(shù)碼之間的進位規(guī)則和表示事物狀態(tài)是邏輯前提，是數(shù)字電路學(xué)習(xí)、分析的基礎(chǔ);邏輯門電路，邏輯門是組成數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)的基本單元，以TTL系列和CMOS系列學(xué)習(xí)目標(biāo);數(shù)字邏輯基礎(chǔ)，邏輯代數(shù)是分析和設(shè)計數(shù)字電路的基本數(shù)學(xué)工具，它的基本運算和常用復(fù)合運算是數(shù)字電路實現(xiàn)中的重要操作，是分析、改進、設(shè)計數(shù)字邏輯能力的基礎(chǔ);組合邏輯電路，組合邏輯電路是由門電路構(gòu)成，常見的電路有編碼與譯碼電路、數(shù)據(jù)選擇與分配電路、加法電路、比較電路等;觸發(fā)器及電路，觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元;時序邏輯電路，是由組合邏輯電路和存儲電路構(gòu)成，是學(xué)習(xí)與理解數(shù)字電子技術(shù)的關(guān)鍵;A/D與D/A轉(zhuǎn)換器，主要包括模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的基本概念、常用的模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)、集成模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo);半導(dǎo)體存儲器，半導(dǎo)體存儲器的種類、應(yīng)用及存儲器的擴展方法;脈沖信號產(chǎn)生電路，脈沖信號的產(chǎn)生、處理、調(diào)試等。

（二）數(shù)字電子技術(shù)課程的授課方式

在虛擬仿真實驗室還沒有建學(xué)生之前，學(xué)院所授數(shù)字電子技術(shù)課程就是在教室里以項目為導(dǎo)向給幾十位學(xué)生講授純理論，課后做部分理論分析習(xí)題，加以鞏固，再加上在實驗室做很少的理論驗證實驗。由于缺少相關(guān)器件實體，學(xué)生不能及時上手操作，沒有形成真正意義上的項目導(dǎo)向，于是導(dǎo)致數(shù)字電子技術(shù)課堂教師理論分析頭頭是道，只有少部分學(xué)生緊跟教師思維，出現(xiàn)上課質(zhì)量不高、學(xué)生配合較少、呈現(xiàn)空洞乏力的表現(xiàn)。分析原因主要有三個。

1.高職學(xué)生文化基礎(chǔ)較薄、學(xué)習(xí)自覺性不高，高職學(xué)生大多數(shù)是高考分數(shù)十分不理想，特別是民族落后地區(qū)的高職學(xué)院招收的學(xué)生大多數(shù)只有200分左右，剛剛上最低分數(shù)線。這些學(xué)生能安心的坐在教室里上課就是任課教師的最大安慰，能有少數(shù)幾個學(xué)生與老師一起思考，一起配合教學(xué)活動就是一種榮耀。

2.學(xué)院能夠提供的器件、設(shè)備、場所實在是十分有限，隨著學(xué)院招生規(guī)模的擴大，學(xué)生人數(shù)的增多，班級的增加，出現(xiàn)了原有的實訓(xùn)場所、設(shè)備不夠用，再加上原有設(shè)備、器材的老化、損耗，更加顯現(xiàn)出使用機會更小。

3.理論與實操嚴(yán)重脫節(jié)，實驗場所、器材的不足，不能及時滿足教學(xué)需要，理論不能及時驗證，出現(xiàn)學(xué)生實操動手能力不夠，導(dǎo)致學(xué)生課堂積極性不高。

二、multisim在數(shù)字技術(shù)課堂必要性分析

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)電子產(chǎn)品升級、換代的節(jié)奏十分之快，并出現(xiàn)了大量的新型普適化和個性化的電子產(chǎn)品。這些電子產(chǎn)品快速走進了國防軍隊建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)制造、民眾生活生產(chǎn)之中，因為產(chǎn)品具有一個共同特性，那就是數(shù)字化、集成化、智能化，其中數(shù)字技術(shù)就是重要支撐之一。讓學(xué)生及時掌握更新的數(shù)字電子技術(shù)，是高職學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，是學(xué)生學(xué)好新知識的前提，而職業(yè)院校不能及時提供數(shù)字電子技術(shù)所需的所有器件器材，但是multisim 仿真軟件能夠提供多達17000余種的元件和多種虛擬儀器儀表，能夠滿足數(shù)字電子技術(shù)課程所需的實驗實訓(xùn)。學(xué)生在學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程的同時又能實操練習(xí)EDA技術(shù)，把multisim 應(yīng)用到實際項目中，增強學(xué)生的動手能力。

三、multisim 在數(shù)字技術(shù)課堂應(yīng)用表現(xiàn)分析

數(shù)字電子技術(shù)是研究數(shù)字電路的理論、分析和設(shè)計方法的學(xué)科，主要包括組合邏輯電路和時序邏輯電路，現(xiàn)用multisim 仿真軟件對數(shù)字電路的基本器件及電路進行仿真。

（一）multisim 原理圖繪制

打開multisim 軟件，在電路仿真工作區(qū)創(chuàng)建仿真電路圖如圖1所示。

（二）multisim電路仿真

在原理圖繪制完成后，從虛擬儀器儀表工具欄選取示波器接入原理圖，通道A接輸入，通道B接輸出，如圖1所示。左鍵雙擊虛擬示波器，再打開仿真電源開關(guān)，或者點擊運行按鈕，出現(xiàn)仿真結(jié)果，如圖2所示。

（三）課堂反應(yīng)表現(xiàn)

在引入multisim 及時仿真后，學(xué)生課堂表現(xiàn)積極，認真聽講，主動思考，對不懂的知識點自己及時查漏補缺，復(fù)習(xí)相關(guān)知識。用仿真結(jié)果去驗證理論知識，用理論知識分析仿真結(jié)果，課堂上分組討論熱烈，主動分享學(xué)習(xí)心得，課堂生機勃勃，秩序井然，大多數(shù)學(xué)生能夠在課堂上及時消化所學(xué)知識。

四、multisim 在數(shù)字技術(shù)課堂效果分析

自從把multisim 仿真軟件的使用和數(shù)字電子技術(shù)課程同時進行教學(xué)后，學(xué)生在課堂上變得更加自信，能夠主動分析問題、回答問題，并且分享思考過程。大多數(shù)能夠自覺做好課前預(yù)習(xí)，特別是對mulsim軟件的使用，課中能夠緊跟教師步伐，掌握課堂所學(xué)內(nèi)容，課后能夠獨立完成相關(guān)作業(yè)。

五、結(jié)語

在multisim 與數(shù)字電子技術(shù)課程完美結(jié)合后，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性，更重要的是讓學(xué)生及時掌握了所學(xué)知識，增強了學(xué)生的實際操作動手能力。教師在數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)過程把中multisim 仿真作為教學(xué)工具，不僅是豐富了課堂內(nèi)容，更重要的是吸引了學(xué)生，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量、學(xué)習(xí)效率，讓教學(xué)過程變得高效、更有活力。

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編輯 陳鮮艷