基于Multisim的任務驅動教學法在電工電子實訓教學中的應用

李正曉，黃珍貴

[摘 要] 任務驅動教學法是教員和學員雙方共同參與的一種教學方法，它和Multisim仿真軟件的結合使用是根據教學對象的崗位任職需要，設計出的適合于導彈專業基礎課程的教學模式。這種教學方法能滿足學員的求知欲，教學互動性和學員的主觀能動作用強，對提高教學質量和學員的崗位任職能力具有較大的促進作用。

[關 鍵 詞] 任務驅動教學；Multisim；電路仿真

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）12-0182-02

任務驅動教學法是實施探究式教學的一種教學方法，特點是“學員以學為主，教員指導為輔”，強調充分發揮學員的主觀能動作用，適合于對學員進行操作知識和技能的傳授。任務驅動教學法最鮮明的特點是圍繞目標任務展開教學，把教學任務細化為多個子任務或目標，學員在強烈的問題動機驅動下和老師的指導下，進行自主探索和相互協作，根據課程需要不斷探究新知識經驗，運用原有知識和新知識提出任務方案、解決問題。

用Multisim仿真軟件進行課堂虛擬實驗演示、實驗驗證，能及時地把抽象深奧的理論知識直觀形象地展現在學員面前，是一種較好的教學方法。學員可以在任意裝有該軟件的計算機上進行驗證性實驗及課外的輔助設計。Multisim能顯著減小沒有購置實訓設備的職業技術學校開設電工電子實訓課程的壓力，是電工電子教學的一款優秀工具。

一、任務驅動教學法的實施

（一）基本步驟

任務驅動教學法的基本步驟如下所示：

以電子線路課程為例，可以將本課程劃分為以下任務：

以子任務“單相橋式整流電路的分析與檢測”為例來說明教學過程。

1.布置任務

（1）分析單相橋式整流電路的工作原理、熟悉其組成、特點和基本應用。（2）利用Multisim對單相橋式整流電路進行仿真并測量輸出電壓和波形。（3）進行實驗，利用萬用表等儀器測量單相橋式整流電路的輸出電壓和波形。

2.知識點學習

采取學員自學和教員授課的方式學習以下內容：（1）單相半波整流（包括電路結構、工作原理）。（2）單相橋式整流（包括電路結構、工作原理）。（3）仿真與實驗。

依次采用Multisim仿真和實物實驗的方法完成，包括以下內容：（1）電路的識別與連接。（2）電路檢查。（3）參數和波形觀察。

（4）電路故障分析與排除。（5）分析總結仿真和實物實驗。

3.能力拓展

（1）學員利用Multisim進行個人感興趣的電路設計與仿真和實物實驗。（2）結合設備相關電路進行學習。

（二）教學特點

1.提高了學習的主動性

在任務驅動教學過程中，每個學員都有自己的事情要做，要求學員主動地尋找答案才能有結果。任務驅動教學法能激發學員的學習熱情，激發學員的潛能，在學員主動學習、攝取知識的同時，培養其學習能力和創新精神。

2.提高了學習興趣

教員不再是一言堂，而是幫助學員完成任務。學員在分析、思考、討論、交流中得出結論。學員會遇到很多問題，有的可以通過查閱資料解決，或者通過同學間相互交流、討論來解決，有的則需要教員加以點撥指導。這樣，完全打破了“教員一言堂”的局面，學員有新鮮感，在探究、思考、實踐、創造的過程中不斷地獲得滿足感和成就感，從而充分激發求知欲望，大大地提高了學習的興趣和效果。

3.提高了教學效果

任務驅動教學法最鮮明的特點是圍繞明確的目標任務展開教學，學員學習動機強烈，有利于提高學習效率，比如在完成整流濾波電路的任務時，學員會發現必須掌握變壓器、二極管和電容的原理和工作過程，才能正確搭接電路和知道如何排除故障。

4.提高了獨立思考問題的能力

教員事先并不直接提出觀點，也不直接告訴學員解決問題的思路，創造了學員主動參與、自主探究和相互協作的新型教學模式，有利于提高學員思考問題、分析問題和解決問題的能力。

二、Multisim仿真軟件在教學中的應用

Multisim仿真軟件可以在教員授課中用來進行演示，有助于學員理解教材中的抽象內容，有著PowerPoint演示達不到的效果。學員采用了Multisim設計與仿真，從元器件庫中選擇需要的元器件搭接電路圖，設計不同的元件參數，用虛擬儀器測試電路性能，完成電子電路的設計定型。仿真通過后，再在實驗室搭建硬件電路，并將虛擬仿真的結果與硬件實驗的結果進行對照分析，學員在較短時間內完成了理論、原理圖、仿真、原型設計到測試這樣一個完整的電路設計流程。本文以Multisim對電容濾波電路進行仿真，并觀測輸出電壓和波形的過程為例來說明Multisim的應用。

（一）創建電路圖

利用Multisim提供的元器件及虛擬儀器等在工作區中建立電路，設定元件參數和標號，選擇儀器設備工作模式等；加入輸入器件，連入適當的測試儀器（萬用表、示波器）。

（二）電路的仿真分析

Multisim軟件仿真的開始和停止非常簡單，只需按下軟件右上角的“啟動”“停止”開關，即可對仿真的過程進行控制。觀察變壓器輸入端及整流電路輸出端波形：（1）將J1開關置于斷開狀態，觀察示波器XSC1顯示波形，如圖2（左）所示：同時打開萬用表讀取數據：XMM1測量的是整流電路輸入的交流電壓，約44V，XMM2測量的是整流電路輸出的脈動直流電壓，約38.3V。（2）將J1閉合，再次觀察示波器XSC1顯示的輸入波形（正弦波）和輸出波形，如圖2（右）所示，同時萬用表讀XMM1，讀數仍為約44V，XMM2讀數變為約54.3V。

通過分析圖2的波形和萬用表的讀數，就能驗證教材上的結論：整流電路能將交流電轉換成脈動直流電，同時整流電路的輸出電壓約為輸入電壓的0.9倍；加入電容濾波后，輸出電壓波形變得更平滑，電壓的平均值也提高了，約為輸入電壓的1.2倍。

運用Multisim對電路進行諸如開路、短路和漏電等故障設置，進行電路仿真，進行故障復現，可以進一步拓展學員的專業技術素養。

三、結束語

本文提出的基于Multisim仿真軟件的任務驅動教學法，非常適合職業技術學校專業基礎培訓，實踐表明，其應用極大地提高了學員的學習熱情和積極性，促進了自學能力和動手能力的提高，提高了學員的創造性思維能力。

參考文獻：

[1]董玉冰.Muhisim 9在電工電子技術中的應用[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2]曳永芳，行小帥，景彥君.MultisimlO仿真軟件在電子線路教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2010（11）.