Multisim10在數字電路項目教學中的應用

【摘要】在數字電路教學中應用項目教學法，能夠使學生對所學知識加以深化理解、融會貫通，獲得綜合運用所學知識解決實際問題的能力，同時能夠有效地激發主動學習的熱情。將仿真軟件Multisim10引入項目教學過程中，可以提高電路設計的效率和準確性。

【關鍵詞】Multisim10；數字電路；項目教學

一、引言

《數字電路》是高校電子信息類專業的一門重要專業基礎課，隨著集成電路制造技術的迅速發展，中、大規模和超大規模數字集成電路在各個領域獲得廣泛應用，它已成為國民經濟的強大推力，這對相關專業技術人才的培養提出了更高的要求。因此，在實際教學過程中，不宜采用傳統教學方式，應該嘗試一種新的教學方法，我們在對傳統的數字電路教學進行了深入的分析、研究之后，在數字電路教學中引入了德國“以培養關鍵能力為核心”的項目教學法。在項目教學的實施過程中，輔以仿真軟件Multisim10，通過計算機強大的輔助設計計算能力，提高電路設計的效率和準確性；通過仿真，學生可以根據需要任意調整所設計電路的各項參數，極大的提高了學生的學習興趣。

二、項目教學法在數字電路課程中的應用

項目教學法萌芽于歐洲的勞動教育思想，最早的雛形是18世紀歐洲的工讀教育和19世紀美國的合作教育，經過發展到20世紀中后期逐漸趨于完善，并成為一種重要的理論思潮。2003年7月德國聯邦職教所制定以行動為導向的項目教學法，其特點是把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設計出一個個項目教學方案，按行動回路設計教學思路，不僅傳授給學生理論知識和操作技能，更重要的是培養他們的職業能力。

《數字電路》的主要知識點包括：組合邏輯電路、時序邏輯電路、555定時器極其所構成的電路、A/D轉換器和D/A轉換器、存儲器等[1]，在傳統的教學模式中，數字電路課程都是按照上述知識點授課，這樣的授課體系由于目標不明確，學生普遍反映數字電路課程內容龐雜、頭緒紛亂、枯燥無味、無所適從，因此在學習過程中容易喪失興趣與信心。而在項目教學中，我們結合數字電路課程實踐性強的特點，將整門課程圍繞項目展開，根據項目的開發過程來安排授課內容，將數字電路的各個知識點拆開，插入到項目的開發過程中，引導學生邊做邊學，在實踐中學習理論知識。教師不再把知識技能的傳遞作為教育的唯一目標，或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，讓學生邊做邊學，把看到的、聽到的、手上做的結合起來，通過在數字電路課程中采用項目教學法有效地建立起課堂與生產實踐之間的聯系。我們在設計項目時，力求教學過程模擬真實的工作過程，體現項目教學法整個過程的真實性，從而使學生的學習更有針對性和實用性。以組合邏輯電路的學習為例，我們針對知識點和學生實際情況提出兩個項目：項目一、三人表決器的設計與制作；項目二、搶答器的設計與制作。項目一比項目二容易，涉及的知識點較少，用到學生原有的知識較多，便于學生接受。項目一的主要作用是引入數字電路，讓學生對數字電路有一個初步的認識和了解，熟悉數字電路的分析、設計和制作步驟，為項目二的進行打下基礎；項目二則是一個綜合的組合邏輯電路實例，擴寬了知識面和項目深度。當然，我們還可根據學生的實際情況拓展其他相關的一些項目。學生在項目產品的制作過程中，通過自行設計電路，安裝，調試電路，提高運用理論解決實際問題的能力，使每個成員專業知識、專業技能、工作能力和團隊精神得到提高和發揮，因此在數字電路課程中實施項目教學法可以更好地完成高職院校的培養目標，提高學生的實踐能力和專業技能。

三、Multisim10軟件介紹

Muhisim10軟件是一種專門用于電子電路設計與仿真的軟件，以Windows為操作平臺，具有豐富的元件型，可以進行電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入，能夠完成仿真和分析功能，適用于模擬/數字電路板的設計[2]。

Multisim10具有以下特點：系統高度集成，界面直觀，操作方便；支持模擬電路、數字電路以及模擬/數字混合電路的設計仿真；電路分析手段完備；提供多種輸入/輸出接口。

四、Multisim10在數字電路項目式教學中的應用

針對高職學生基礎薄弱的特點，我們在設計教學項目的時候遵循由簡到繁、由易到難的原則，通過分析課程知識和操作技能的要求，并結合學情，確立最合適的項目。在初學時可以用一些比較簡單的項目，隨著學習的深入，逐步增加項目的復雜度，在保持學生的自信心的基礎上，激發學生的興趣和求知欲。應用Multisim10軟件可以經濟方便的進行項目開發，很好的支持了數字電路項目式教學。

下面以“四人智力競賽搶答器電路的設計”為例，介紹在Multisim10軟件中如何完成數字電路項目。

1.下達項目教學任務

設計一個四人智力競賽搶答器電路，要求智力競賽搶答器電路能識別出4位數據中的第一位到來的數據，而對隨后到來的其它數據不再作出響應，至于哪一位數據到來，通過LED指示。

2.學生通過查資料、自學、相互討論、合作協調，完成

（1）四人智力競賽搶答器電路設計；

（2）Multism10仿真，驗證設計電路的正確性。

在項目的實施過程中，教師一定要把握好指導的尺度，更多地放開手讓學生成為項目完成的主體，這樣能充分鍛煉學生的發散思維，培養其創新能力，并指導學生對項目進行拓展和延伸。

圖1是學生設計的四人智力競賽搶答器電路，通過此仿真電路優化了電路結構，形象地模擬四人搶答，學生學習熱情高漲，效果良好。通過實際電路的焊接調試，培養了學生的操作技能。整個過程培養了學生從理論到實際、理論聯系實際的能力，實現了理論實踐一體化的教學目標.充分調動了學生的學習積極性，大大提高了學生的動手能力。

總之，通過Multisim10仿真，學生不僅明白了設計方法，更清楚了數字電路的功能，加深了對理論的理解，建立起動態、形象、直觀的感性認識；所以，在項目實施過程中要求學生設計好電路之后，使用仿真軟件進行電路仿真、調試，優化電路結構和參數，可以以得出最佳、最優的電路設計方案。

參考文獻

[1]劉勇.數字電路（第二版）[M].北京：機械工業出版社， 2013.

[2]王冠華.Multisim10電路設計及應用[M].北京：國防工業出版牡，2008.