Protues在數(shù)字電路中的應(yīng)用

錢麗妮

[摘? ? ? ? ? ?要]? 中職生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)理論分析興趣不高，喜歡動(dòng)手實(shí)踐，但實(shí)踐也大都停留于表面，并未了解真正的原理。在數(shù)字電路的教學(xué)中它的一些電路驗(yàn)證性比較強(qiáng)，采用純理論教學(xué)的話，學(xué)生聽起來比較枯燥，而如果采用實(shí)踐焊電路驗(yàn)證，又比較浪費(fèi)時(shí)間，故在數(shù)電的教學(xué)中引入Protues軟件仿真教學(xué)，以期綜合理論教學(xué)和實(shí)操教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到教育的目的。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? Protues;仿真教學(xué);實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號(hào)]? TN79? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）05-0216-02

一、Protues仿真教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)

電子技術(shù)是電工電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生對(duì)這門課程的掌握程度將影響其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，數(shù)字電路是電子技術(shù)課程里面重要的一部分。中職生的基礎(chǔ)比較薄弱，理解能力相差比較大，對(duì)理論分析興趣不夠，目前中職學(xué)校大部分?jǐn)?shù)電教學(xué)都是采用理論教學(xué)或?qū)嵅俳虒W(xué)。這兩種教學(xué)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。如果采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)的話，教學(xué)抽象，學(xué)生理解起來比較困難。而若采用實(shí)操教學(xué)，有些學(xué)校會(huì)采用廠家設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)箱，有些學(xué)校則采用焊接成品電路。采用這些實(shí)驗(yàn)箱去做數(shù)電的實(shí)驗(yàn)，用久了經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)某個(gè)模塊壞掉，難以修理，或者儀器性能不穩(wěn)定等問題，使學(xué)生解決問題的能力受到限制，打擊了學(xué)習(xí)的積極性。而如果采用焊接成品電路，則學(xué)生對(duì)元件必須比較熟悉，焊接水平也要比較好，然后焊接完成后對(duì)作品進(jìn)行分析測(cè)試，提煉總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，這才能達(dá)到實(shí)操教學(xué)的目的。但在實(shí)際的實(shí)操教學(xué)中，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)中職生的損耗比較大，焊錯(cuò)的、焊壞的等問題層出不窮，導(dǎo)致教學(xué)難度增大，出現(xiàn)一個(gè)班四五十人指導(dǎo)不過來的現(xiàn)象，就單單在指導(dǎo)學(xué)生焊接電路就要浪費(fèi)大量的時(shí)間，如果課時(shí)不夠充裕的話，一學(xué)期根本上不完幾個(gè)電路，根本達(dá)不到教數(shù)字電路的效果。若實(shí)操焊接不成功，則會(huì)給接下來的電路測(cè)試分析造成困擾，同時(shí)也大大打擊學(xué)生的自信心。若焊接電路成功了，學(xué)生會(huì)有成就感，但大部分中職生往往并不想在焊接完成后去分析提煉知識(shí)點(diǎn)，比如，大部分學(xué)生在用74LS47，七段發(fā)光二極管焊完顯示譯碼電路后，并不會(huì)深入地分析譯碼器的作用，而是僅僅在焊完電路出現(xiàn)效果后就止步了。這就有點(diǎn)本末倒置，學(xué)成單純的焊電路了。

將Protues仿真教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行方方面面的對(duì)比，我們可以將Protues仿真教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)概括為以下幾個(gè)方面。

（1）耗時(shí)短。同個(gè)電路Protues仿真接線比實(shí)操焊電路耗時(shí)短，不用考慮損耗、維護(hù)等問題。

（2）直觀。軟件仿真完就能看到效果，那么就有較多的時(shí)間將學(xué)生的學(xué)習(xí)重心抓到知識(shí)點(diǎn)的提煉總結(jié)上來。

（3）方便。只要有電腦就行了，這對(duì)一些辦學(xué)條件比較辛苦的學(xué)校來說不再需要另外配備實(shí)驗(yàn)室和購(gòu)買元件等，而電腦房則是同個(gè)學(xué)校很多專業(yè)都有配備的，性價(jià)比較高。

（4）易分析。采用Protues仿真，電路便于分析，增多個(gè)器件，減少個(gè)器件都比較容易，不像實(shí)操需要拆電路或重接線，學(xué)生連錯(cuò)了修改起來也比較方便。

（5）可創(chuàng)造。學(xué)生完成了知識(shí)點(diǎn)掌握后，可以非常方便地將掌握的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行舉一反三，靈活地應(yīng)用，這個(gè)過程培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用能力和解決問題的能力。

二、基于Protues的具體案例教學(xué)

下面以顯示譯碼器為案例大體講解可以實(shí)施的教學(xué)過程與步驟。

（一）明確任務(wù)

采用譯碼器74LS47和七段發(fā)光二極管搭建顯示電路，實(shí)現(xiàn)0～9的顯示。

（二）教學(xué)過程

先對(duì)所需要的各個(gè)元器件進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后再進(jìn)行搭建電路。

1.譯碼器74LS47引腳功能的學(xué)習(xí)

2.七段發(fā)光二極管的學(xué)習(xí)

利用Protues軟件可以如圖4所示搭建電路讓學(xué)生直觀地明白七段發(fā)光二極管共陰、共陽的差別，從而讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際需要，明白選用共陰還是共陽發(fā)光二極管。

3.顯示譯碼電路搭建，如圖5所示

4.引導(dǎo)學(xué)生通過仿真完成下表填寫，讓學(xué)生明白74LS47是8421BCD碼進(jìn)行譯碼的，從而提煉知識(shí)點(diǎn)

5.可以通過以下類似的問題，培養(yǎng)學(xué)生觀察仿真現(xiàn)象和探究的能力

（1）A3A2A1A0=0100，A3A2A1A0=1000，A3A2A1A0=0101則顯示的數(shù)字是幾？

（2）如果超出8421碼的范圍，如A3A2A1A0=1011，A3A2A1A0=1100，A3A2A1A0=1101，A3A2A1A0=1110，A3A2A1A0=1111，則顯示的什么？

（3）如果顯示譯碼器選用74LS148，應(yīng)如何搭配數(shù)碼管顯示電路？（注：74LS48是一塊高電平顯示芯片）

（三）舉一反三，任務(wù)拓展

學(xué)生自己探究74LS48的功能，然后進(jìn)行電路圖的搭建。

三、教學(xué)效果

在數(shù)字電路中采用Protues仿真下，通過多年的教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)行教學(xué)方法、內(nèi)容等的探究，發(fā)揮“虛”“實(shí)”結(jié)合的特殊實(shí)踐，取得了不錯(cuò)的效果。

1.學(xué)生興趣提高。不再是枯燥的純理論教學(xué)，而是將實(shí)驗(yàn)效果直觀化，并且搭建電路比焊電路簡(jiǎn)單，成功做出來有成就感。

2.培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的學(xué)習(xí)能力、思維能力、創(chuàng)新能力。用Protues軟件仿真，它不像硬件電路那樣被固定、電路不能更改，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也被固定，所以學(xué)生在學(xué)會(huì)知識(shí)點(diǎn)后，可以用Protues軟件對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行舉一反三的應(yīng)用，既不耗費(fèi)元件，又不耗費(fèi)大量的時(shí)間。

3.學(xué)生的分析問題的能力得到提高。不再停留于實(shí)操的表面，有更多的時(shí)間讓學(xué)生將重心放到知識(shí)點(diǎn)的掌握上。

4.采用Protues仿真成本低，教師上課指導(dǎo)起來也比較容易。

雖然，數(shù)電中采用Protues仿真取得了一定的成效，但還是存在著一些問題，需要進(jìn)一步的探索和不斷完善。

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編輯 陳鮮艷