基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

劉雅楠 李靖宇

摘 要 提出一種基于Multisim10仿真軟件的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模型。統(tǒng)計(jì)表明，通過采用該方法，教學(xué)質(zhì)量與效率得到顯著提高，設(shè)備損壞率明顯降低，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣與創(chuàng)新意識(shí)亦得到增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞 任務(wù)驅(qū)動(dòng)；Multisim10；數(shù)字電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）04-0153-03

Task-driven Teaching Method in Application of Digital Electronic

Technology Experiment based on Multisim10//LIU Yanan， LI Jingyu

Abstract This paper puts forward a digital electronic technology teaching model based on the Multisim10 simulation software . Statistics show that the application of this method significantly improved the quality and efficiency of teaching， reduced the rate of equipment damage and also increased experiment interest and innovation consciousness of students.

Key words task-driven； Multisim10； digital electronic technology； experimental teaching

1 引言

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法作為一種新興教學(xué)理念，主要是依托于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂教學(xué)模式的根本性轉(zhuǎn)變。不再是單純的教師傳授灌輸知識(shí)，而是由學(xué)生自己完成任務(wù)，然后教師進(jìn)行點(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，去主動(dòng)分析問題與解決問題[1]。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法不但能夠充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，同時(shí)最大程度地肯定學(xué)生的主體性。在應(yīng)用過程當(dāng)中，通常是教師把需要講授的內(nèi)容隱藏在具體任務(wù)當(dāng)中，使得學(xué)生能夠在輕松愉悅的氛圍條件下，以教師提出的任務(wù)作為中心組織學(xué)習(xí)活動(dòng)。最常見的就是師生采取團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式來一起完成任務(wù)[2-3]。而在當(dāng)前數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，使其具備自主學(xué)習(xí)能力以及掌握實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)也可以培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

本文研究如何具體把Multisim10軟件應(yīng)用于任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)環(huán)境之下[4-5]，在詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程任務(wù)的基礎(chǔ)之上，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況適時(shí)做出仿真實(shí)驗(yàn)，以了解課堂教學(xué)結(jié)果是否符合預(yù)期目標(biāo)，并第一時(shí)間認(rèn)識(shí)到學(xué)生在任務(wù)完成的時(shí)候所暴露出來的問題，防止出現(xiàn)重復(fù)性的無謂工作，大幅提升學(xué)習(xí)效率，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)[6]。

2 Multisim10.0概述

Multisim作為一種仿真工具，是由美國(guó)NI儀器有限公司研發(fā)成功的，其運(yùn)行基礎(chǔ)是Window操作系統(tǒng)。在Multisim中可以支持圖形輸入電路原理圖以及語言輸入電路硬件描述圖，具備良好的仿真操作能力。Multisim可以給用戶提供多層次化的電子虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在Multisim軟件中還自帶有多種類型的主流虛擬儀器，不但型號(hào)較多，而且功能強(qiáng)大，外形逼真。能夠針對(duì)模擬電路、數(shù)字電路以及單片機(jī)電路等設(shè)計(jì)工作提供仿真調(diào)試幫助。在應(yīng)用過程中，用戶通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能夠觀察十分逼真的電路運(yùn)行圖。Multisim操作應(yīng)用簡(jiǎn)單，可以輕松學(xué)會(huì)，從而更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)前，Multisim被普遍應(yīng)用于高校電子類教學(xué)活動(dòng)中，并取得較為突出的教學(xué)效果。

3 基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)流程

圖1中針對(duì)基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程做出描述。在Multisim10環(huán)境中，學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)或任務(wù)要求，有針對(duì)性地去選擇元器件設(shè)備，并自主制訂相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案，然后確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及具體步驟。在此基礎(chǔ)之上可以通過Multisim10軟件完成對(duì)電路模型的設(shè)計(jì)與建設(shè)，并進(jìn)行一系列的仿真調(diào)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并予以完善解決，最終符合既定實(shí)驗(yàn)要求，以仿真實(shí)驗(yàn)的方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)。

4 應(yīng)用舉例

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個(gè)流程中具體有多個(gè)階段，比如學(xué)生分組、任務(wù)討論、教師引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、改進(jìn)完善、成果表達(dá)以及考核評(píng)價(jià)等。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)之下，教師已經(jīng)不再是教學(xué)主體，而是變成學(xué)習(xí)引導(dǎo)者，圍繞學(xué)生的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行闡釋，最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使其能夠采取積極主動(dòng)的態(tài)度去學(xué)習(xí)，最終獲得理想的教學(xué)效果。在此將會(huì)以智力搶答器設(shè)計(jì)作為例子，描述任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的具體實(shí)施步驟。

任務(wù)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)制作一個(gè)能夠支持四組參賽人員的智力搶答器，在每組搶答器中都有按鈕可供使用。搶答器具有第一個(gè)搶答信號(hào)的鑒別、鎖存及顯示功能。

子任務(wù) 針對(duì)智力搶答器具體功能做出分析之后能夠發(fā)現(xiàn)，智力搶答器的電路主要是由門控電路、搶答編碼電路、譯碼電路、優(yōu)先鎖存電路、數(shù)顯電路以及聲響報(bào)警電路等元件構(gòu)成。據(jù)此，應(yīng)該把設(shè)計(jì)任務(wù)做出進(jìn)一步的細(xì)化，形成多個(gè)子任務(wù)：

1）完成譯碼、數(shù)顯電路設(shè)計(jì)，選擇器件并進(jìn)行電路仿真，如圖2所示。

2）完成搶答編碼電路設(shè)計(jì)，選擇器件并進(jìn)行電路仿真，如圖3所示。

3）完成優(yōu)先鎖存、門控電路、聲響報(bào)警電路設(shè)計(jì)，選擇器件并進(jìn)行電路仿真，完整智力搶答器電路如圖4所示。

具體實(shí)施過程

第一步：學(xué)生分組。將班級(jí)學(xué)生劃分為多個(gè)小組，每個(gè)小組以3～5人為宜，并按照學(xué)習(xí)成績(jī)、動(dòng)手能力、學(xué)習(xí)能力等進(jìn)行混編，以確保各個(gè)小組的大體實(shí)力水平?jīng)]有明顯差距，這樣就可以讓學(xué)優(yōu)生對(duì)學(xué)困生產(chǎn)生帶動(dòng)作用，并充分發(fā)揮出不同學(xué)生在任務(wù)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)作用。

第二步：分析報(bào)告。各個(gè)小組在組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行報(bào)告分析，同時(shí)教師在這個(gè)過程中要基于客觀情況做出適當(dāng)引導(dǎo)，確保任務(wù)需求能夠和所學(xué)理論知識(shí)密切結(jié)合在一起，比如設(shè)計(jì)智力搶答器所需輸入變量以及特殊功能設(shè)計(jì)等。

第三步：小組分工。按照具體的任務(wù)需求進(jìn)行小組內(nèi)部的分工和合作。在實(shí)施過程中，經(jīng)過小組長(zhǎng)指定或者是組員討論，給每個(gè)小組成員都分配工作任務(wù)，確保責(zé)任能夠落實(shí)到個(gè)人頭上，每個(gè)組員都可以有事做，充分發(fā)揮每個(gè)人的主觀能動(dòng)性。而教師則是要選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)介入其中，針對(duì)必要的理論知識(shí)進(jìn)行講解，從而實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”與“學(xué)中做”。在實(shí)驗(yàn)室中通過仿真軟件進(jìn)行主體電路設(shè)計(jì)，使得學(xué)生能夠切實(shí)感受到智力搶答器逐步改進(jìn)完善的設(shè)計(jì)效果。小組分工與合作要注重充分調(diào)動(dòng)每個(gè)人的積極性，懂得知識(shí)分享，促成思維碰撞，以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

第四步：成果展示。在智力搶答器設(shè)計(jì)任務(wù)完成之后，可以交給小組成員在班級(jí)里面展示，并分享設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在這個(gè)成果展示環(huán)節(jié)，不但能夠加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的認(rèn)知，而且能夠培養(yǎng)表達(dá)能力，在展示交流中提升自我，形成良好的創(chuàng)新能力。

第五步：考核評(píng)價(jià)。針對(duì)智力搶答器的設(shè)計(jì)成果，應(yīng)該交由教師負(fù)責(zé)組織考核評(píng)價(jià)，具體包括小組自評(píng)、小組互評(píng)以及教師評(píng)價(jià)等。考核評(píng)價(jià)的具體內(nèi)容不但包括專業(yè)理論知識(shí)掌握水平，同時(shí)還有學(xué)生表達(dá)能力、問題解決能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、創(chuàng)新思維等多個(gè)方面內(nèi)容。尤其需要注意的一點(diǎn)是，在考核方法中應(yīng)該增加實(shí)踐操作的份額，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。

5 總結(jié)

本文針對(duì)基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，具體是將智力搶答器設(shè)計(jì)作為例子，系統(tǒng)分析任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的全過程。通過應(yīng)用Multisim10仿真軟件能夠增加教學(xué)的趣味性與實(shí)踐性，激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)性，并培養(yǎng)良好的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及實(shí)踐動(dòng)手能力。基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面發(fā)揮出較好效果，同時(shí)這也應(yīng)該是未來數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)主流發(fā)展途徑。

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