基于Multisim的數(shù)字電子技術應用研究

張琨英

摘要：基于Multisim的數(shù)字電子技術實驗教學改革從根本上改變了以驗證證性實驗教學為主的教學模式，引入了流行的EDA教學軟件，以模塊化實驗內(nèi)容為載體，進行項目式實驗教學，在課程的設計上既重視學生對基礎理論知識的認知過程又強調(diào)對知識的靈活應用技巧，將自行設計方案、計算機仿真設計和檢測、實物制作和調(diào)試等綜合實驗素養(yǎng)培養(yǎng)貫穿于實驗之中，使得學生在學習方法、思想方法、工程綜合應用能力和創(chuàng)新能力潛質(zhì)等方面得到了充分的訓練。

關鍵詞：Multisim;EDA;電子技術

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）03-0198-02

1 改革前數(shù)字電子技術實驗模式

改革前閩南理工學院開設的實驗以驗證性為主。具體項目情況如表1所示。

從表1可以看出，16學時的實驗中有12學時是驗證性實驗，而且實驗指導書上已經(jīng)給出每個實驗的接線圖，學生只需機械操作即可，具體授課過程是：每堂實驗課的前二十分鐘由老師進行實驗目的、實驗原理、實驗操作步驟的講解，后續(xù)由學生進行操作，實驗現(xiàn)象正確后，學生撰寫實驗報告上交老師批改，老師評定實驗成績。在整個實驗課教學過程中，由于缺乏對預習環(huán)節(jié)的有力把控，學生對實驗原理不理解，在實驗過程遇到實驗現(xiàn)象出不來的，他們無法通過自主思考排除故障，只能求助老師，他們對實驗操作基本屬于被動接受學習，沒有主動性，這對培養(yǎng)學生的自主思考能力毫無幫助。

而且，由于實驗報告是在課后再提交的，所以很多學生存在抄襲的想象，無法真實體現(xiàn)學生的實驗水平，所以，這種數(shù)字電子技術實驗教學模式需要改革。

2 改革后數(shù)字電子技術實驗模式

現(xiàn)代的電子電氣技術無一不是以科學技術為基礎展開的，這里不僅包含實踐操作，而且包括一定程度的開發(fā)和設計內(nèi)容，基本的電路開發(fā)、設計能力[1]，這些是高級工程技術人才實際技術能力的具體體現(xiàn)。以自主研發(fā)、技術拓展的設計制作與檢測實驗取代傳統(tǒng)依葫蘆畫瓢的純驗證型實驗已成趨勢。改革后的數(shù)字電子實驗具體能力培養(yǎng)示意圖如圖1所示。

改革后的數(shù)電實驗由“基礎知識和技術綜合應用”、“計算機仿真設計”和“實物搭建”三部曲構成，在重視實踐操作能力的同時，更加重視開發(fā)設計能力的培養(yǎng)，引入了當下較為流行的Multisim仿真軟件，這樣電路設計與實驗可以同步進行，邊設計邊實驗，直觀易學、使用方便，速度快、效率高[2]。

2.1 改革后實驗項目設置

改革后數(shù)字電子技術實驗教學開設項目情況如表2所示。

由表2可知，改革后實驗總學時保持16學時不變，實驗項目整合成4個，每個4學時，以項目式實驗教學方式進行，用的芯片和之前比，涉及到的面更廣，實驗性質(zhì)也由驗證性轉變?yōu)榫C合設計性。

為了發(fā)揮學生學習中的主觀能動性，激發(fā)學生創(chuàng)新意識，努力培養(yǎng)他們的創(chuàng)新實踐能力，鼓勵和引導學生在實驗過程中進行開創(chuàng)性的思維，實驗任務中只給出設計要求，而不再給出詳細的設計電路圖[3]。

2.2 實驗改革的成效

改革后的數(shù)字電子實驗教學收到了較好的成效，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）項目式實驗教學，所選的實驗項目多采用與實際生產(chǎn)生活密切相關，且學生具有直觀印象的常用電路，可以更好地激發(fā)學生對數(shù)字電路的學習興趣;

（2）一個項目、多種解決方案，引入競爭機制，鼓勵創(chuàng)新，人盡其才，激活學習者的內(nèi)在潛質(zhì)、強化工程素質(zhì)培養(yǎng)、提高學習者的創(chuàng)新精神，努力使各個層次的學習者通過學習都能從中獲益、都能成功、都有收獲;

（3）引入了Multisim作為輔助工具，學生邊設計邊實驗，幫助學生在實際接線調(diào)試時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，培養(yǎng)他們的排除故障的能力，可以提高學生的自主思考能力和實際動手能力;

（4）重視預習環(huán)節(jié)，需要學生查找資料確定方案，撰寫任務書，把“以教師為主”轉變成了“以學生為主”[4]，很大程度地提高了學生的自主能動性，可有效提高教學質(zhì)量;

（5）小組團隊合作形式開展實驗，學生自行查找資料，論證實驗方案，撰寫任務書等，以競賽形式開展實驗，鍛煉學生的比賽思維，為學科競賽做良好的鋪墊書等，以競賽形式。

3 結語

改革后數(shù)字電路實驗教學提倡由學生根據(jù)實驗項目自行制定方案，不同學生可以根據(jù)設計要求設計出不同的實施方案，從而大大提高學生的自主設計能力[5]，同時要求學生進行計算機Multisim電路仿真設計調(diào)試，實驗室實際操作調(diào)試，編輯設計報告、記錄數(shù)據(jù)、分析總結等要素一應俱全，反對不加思考的抄襲、復制和粘貼，教師檢測、驗收、更公平，公正，學生學習更有積極性，而且更有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新的工程思維，目前該實驗教學模式在閩南理工學院已經(jīng)運行了兩年，效果良好，值得推廣。

參考文獻

[1] 王連英，徐璐，陳慕君.電類專業(yè)基礎課程考核方式與內(nèi)涵改革的探索——以《數(shù)字電子技術》課程為例[J].九江職業(yè)技術學院學報，2016（03）：19-20+6.

[2] 呂波，王敏.MULtisim14電路設計與仿真[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

[3] 王波，張巖，王美玲，等.“模擬電子技術實驗”課程的改革[J].實驗室研究與探索，2013，32（04）：140-143.

[4] 王連英，徐璐.高職模擬電子技術課程教材建設的探索與實踐[J].高等職業(yè)教育（天津職業(yè)大學學報），2011，20（04）：67-69.

[5] 王波，張巖，王美玲.“數(shù)字電子技術實驗”課程的改革[J].實驗室研究與探索，2012，31（09）：121-123+127.

Abstract：The reform of digital electronic technology experiment teaching based on Multisim has fundamentally changed the teaching mode of verification-based experiment teaching， introduced popular EDA teaching software， and carried out project-based experiment teaching with modular experiment content as carrier， in the course design， both the students'cognitive process of basic theoretical knowledge and the flexible application skills of knowledge are emphasized， the cultivation of self-designed scheme， computer simulation design and detection， physical production and debugging， and other comprehensive experimental qualities， is carried out throughout the experiment， so that students in learning methods， thinking methods， engineering comprehensive application ability and innovative potential have been fully trained.

Key words：Multisim;EDA;project-based experimental teaching