基于Multisim的電子技術與實踐課程項目教學法改革研究

東莞職業技術學院 魏海紅

《電子技術與實踐》是電子信息類專業的一門重要專業基礎課，理論性、邏輯性、實踐性強。目前該課程周學時為6，采用4+2模式，希望通過學習模擬電路與數字電路分析與設計的理論知識，能夠自己設計電子電路，并進行安裝調試。本課程總學時90，在教學過程中，針對高職學生特點，達到讓學生理解、掌握夠用的理論知識，強化動手能力的培養，能夠進行電子電路設計與制作的教學目標。在實施過程中，如何激發學生對實施項目的好奇并積極自信動手制作，是需要任課教師思考解決的問題。

在理論教學中，教師對電路原理或工作過程進行分析講解的過程中，借助Mul t isi m軟件進行模擬和演示，可以是學生更容易接收和理解理論知識，或者在項目實施過程中，進行任務要求、任務分析及相關知識的講解進行演示，激發學生的學習興趣。在實踐教學中，采用Mul t isim軟件進行仿真，為學生提供更加靈活方便的實驗環境，降低學生實驗耗材損壞的恐懼心理，按照自己的想法設計電子電路，充分發揮學生的設計才能。同時，學生也擺脫了實驗時間和控件的限制，方便學生自學提高，無論在什么地方，只要有電腦，學生就可以進行電路設計、連接與測試。通過Mul t isi m軟件輔助教學，使《電子技術與實踐》課程的學習更加直觀、生動，實踐更加靈活方便，激發學生的學習興趣，提高學習效率，更是學生的自學能力、創新能力得到鍛煉。

1 Multisim仿真軟件介紹

Mul t isim是美國國家儀器（N I）有限公司推出的以Windows為基礎的電子電路仿真虛擬電子工作臺軟件，是電子類專業課程教學的首選軟件，現使用最多的是Mul t isim10版本[1]。具有較強勁的仿真分析能力，避免了資金及實驗場地的受限，同時使實驗的危險性降到最低，提高實驗的成功率。其具有如下特點[3]：

1)界面友好。該軟件采用交互式界面，形象直觀，操作方便。

2)具有豐富的元器件庫。電阻、電容、二極管等實元件和虛元件，特別包含一個三維元器件庫，生動形象。

3)提供種類繁多、方便實用的虛擬儀器。如函數信號發生器、示波器、頻譜分析儀、安捷倫示波器等。這些和真實的儀器相似，分析效果誤差不大，是教學中很好的幫手。

4)仿真和分析功能強大。電路設計者在設計電路過程中，可以隨時調節電路元器件參數，隨時觀察輸出結果，進行仿真調試。在仿真的同時，軟件還可以存儲測試點的所有數據，列出被仿真電路的所有元器件清單等。

2 項目教學法

項目教學法起源于美國，盛行于德國，它指的是將傳統的科學體系中的知識內容轉化為若干個教學項目，圍繞項目組織和展開教學，使學生直接參與項目全過程的一種教學方法，學生在完成項目的同時，學習和應用已有知識，在實踐中培養解決問題的能力[2]。

《電子技術與實踐》的主要知識點包括兩大部分，模擬電路（半導體器件、放大電路、運算電路、濾波電路、電源電路、模擬電路的分析方法等）和數字電路（組合邏輯電路、時序邏輯電路、555定時器、A/D轉換器和D/A轉換器、存儲器、寄存器等），在傳統的教學模式中，電子技術課程都是按照上述知識點講授，這樣的授課體系，由于理論分析較多，學生普遍反映課程內容龐雜、頭緒紛亂、枯燥無味，尤其是高職學生，在學習過程中覺得無所適從，容易喪失興趣與信心。但是在項目教學中，我們根據電子技術課程實踐性的特點，設計了11個項目，包括集成穩壓直流電源的制作、單管音頻放大電路的制作、多級負反饋放大電路的制作、集成音頻放大電路的制作、低頻功率放大電路的制作、簡單搶答器的制作、產品質量檢測儀的制作、加法器的制作、由觸發器構成的改進型搶答器的制作、數字鐘的制作、叮咚門鈴的制作，將各個知識點拆開，插入到這11個項目中，引導學生邊做邊學，在實踐中學習理論知識。教學不單是簡單的知識技能的傳遞，而是在教師的指導下，學生邊做邊學，把看到的、聽到的、實踐的結合起來，有效地建立課堂與工作崗位之間的聯系。學生在實踐項目的過程中，通過設計電路、安裝電路、調試電路，提高解決實際問題的能力，更好地調動學生的積極性，完成培養目標。在教學實施過程中采用項目式教學法，比傳統的教學方法更容易被學生接受，但也存在一定的局限性，例如課程課時的限制、實驗條件的限制。

3 基于Multisim仿真軟件的項目教學法的優勢

3.1 提高實驗可靠性

在一些系統相對復雜的試驗中，由于設備條件的限制或者學生操作的失誤，常常觀察不到實驗結果，引入Mul t isim仿真后，對設備條件不足的實驗也很容易實現仿真，觀察結果，同時對學生操作不當的地方，也方便查錯、糾錯，大大提高了實驗的效率和質量。

3.2 提高學生的設計、創新能力

在Mul t i si m仿真平臺上，學生可以使用系統提供的豐富元件庫，不受實際元器件耗材的影響，設計不同的方案實現電路設計，同時能夠不受實驗地點的限制，在課下的時間也可實現電路的設計仿真，讓學生能將新知識、新技能及時應用到實踐中去，激發學生的學習興趣，提高想象力和創新能力。

3.3 降低實驗成本

Mul t i si m仿真平臺與電子技術課程實踐教學相結合，可以減少實驗耗材的投入，節能環保，同時提高實驗室的利用率，減少了因操作不當造成的設備損壞，降低實驗室運營的費用。

4 總結

《電子技術與實踐》是一門邏輯性、實踐性強的課程，將Mul t isim仿真應用到項目式教學中，可以在有限的教學課時內擺脫實驗器材的限制，達到教學目標，更好地激發學生的學習興趣，提高學生的設計、創新能力。

[1]黃智偉.基于NI Multisim的電子電路計算機仿真設計與分析[M].北京:電子工業出版社,2011.

[2]金艷梅.基于EDA任務驅動法的《數字電子技術》課程教學研究[J].電腦知識,2015(11).

[3]儲開斌,楊長春,朱正偉,何寶祥.虛擬項目教學法在模擬電子技術教學中的應用[J].實驗室科學,2011(14).