基于Multisim的電子技術(shù)與實(shí)踐課程項(xiàng)目教學(xué)法改革研究

東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 魏海紅

《電子技術(shù)與實(shí)踐》是電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性、邏輯性、實(shí)踐性強(qiáng)。目前該課程周學(xué)時(shí)為6，采用4+2模式，希望通過(guò)學(xué)習(xí)模擬電路與數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，能夠自己設(shè)計(jì)電子電路，并進(jìn)行安裝調(diào)試。本課程總學(xué)時(shí)90，在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)高職學(xué)生特點(diǎn)，達(dá)到讓學(xué)生理解、掌握夠用的理論知識(shí)，強(qiáng)化動(dòng)手能力的培養(yǎng)，能夠進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)與制作的教學(xué)目標(biāo)。在實(shí)施過(guò)程中，如何激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)施項(xiàng)目的好奇并積極自信動(dòng)手制作，是需要任課教師思考解決的問(wèn)題。

在理論教學(xué)中，教師對(duì)電路原理或工作過(guò)程進(jìn)行分析講解的過(guò)程中，借助Mul t isi m軟件進(jìn)行模擬和演示，可以是學(xué)生更容易接收和理解理論知識(shí)，或者在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，進(jìn)行任務(wù)要求、任務(wù)分析及相關(guān)知識(shí)的講解進(jìn)行演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)踐教學(xué)中，采用Mul t isim軟件進(jìn)行仿真，為學(xué)生提供更加靈活方便的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)耗材損壞的恐懼心理，按照自己的想法設(shè)計(jì)電子電路，充分發(fā)揮學(xué)生的設(shè)計(jì)才能。同時(shí)，學(xué)生也擺脫了實(shí)驗(yàn)時(shí)間和控件的限制，方便學(xué)生自學(xué)提高，無(wú)論在什么地方，只要有電腦，學(xué)生就可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、連接與測(cè)試。通過(guò)Mul t isi m軟件輔助教學(xué)，使《電子技術(shù)與實(shí)踐》課程的學(xué)習(xí)更加直觀、生動(dòng)，實(shí)踐更加靈活方便，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，更是學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力得到鍛煉。

1 Multisim仿真軟件介紹

Mul t isim是美國(guó)國(guó)家儀器（N I）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的電子電路仿真虛擬電子工作臺(tái)軟件，是電子類專業(yè)課程教學(xué)的首選軟件，現(xiàn)使用最多的是Mul t isim10版本[1]。具有較強(qiáng)勁的仿真分析能力，避免了資金及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的受限，同時(shí)使實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性降到最低，提高實(shí)驗(yàn)的成功率。其具有如下特點(diǎn)[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(kù)。電阻、電容、二極管等實(shí)元件和虛元件，特別包含一個(gè)三維元器件庫(kù)，生動(dòng)形象。

3)提供種類繁多、方便實(shí)用的虛擬儀器。如函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀、安捷倫示波器等。這些和真實(shí)的儀器相似，分析效果誤差不大，是教學(xué)中很好的幫手。

4)仿真和分析功能強(qiáng)大。電路設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)電路過(guò)程中，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)電路元器件參數(shù)，隨時(shí)觀察輸出結(jié)果，進(jìn)行仿真調(diào)試。在仿真的同時(shí)，軟件還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單等。

2 項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目教學(xué)法起源于美國(guó)，盛行于德國(guó)，它指的是將傳統(tǒng)的科學(xué)體系中的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，圍繞項(xiàng)目組織和展開(kāi)教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目全過(guò)程的一種教學(xué)方法，學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)，學(xué)習(xí)和應(yīng)用已有知識(shí)，在實(shí)踐中培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力[2]。

《電子技術(shù)與實(shí)踐》的主要知識(shí)點(diǎn)包括兩大部分，模擬電路（半導(dǎo)體器件、放大電路、運(yùn)算電路、濾波電路、電源電路、模擬電路的分析方法等）和數(shù)字電路（組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、555定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、寄存器等），在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，電子技術(shù)課程都是按照上述知識(shí)點(diǎn)講授，這樣的授課體系，由于理論分析較多，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容龐雜、頭緒紛亂、枯燥無(wú)味，尤其是高職學(xué)生，在學(xué)習(xí)過(guò)程中覺(jué)得無(wú)所適從，容易喪失興趣與信心。但是在項(xiàng)目教學(xué)中，我們根據(jù)電子技術(shù)課程實(shí)踐性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了11個(gè)項(xiàng)目，包括集成穩(wěn)壓直流電源的制作、單管音頻放大電路的制作、多級(jí)負(fù)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(jiǎn)單搶答器的制作、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)儀的制作、加法器的制作、由觸發(fā)器構(gòu)成的改進(jìn)型搶答器的制作、數(shù)字鐘的制作、叮咚門鈴的制作，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)拆開(kāi)，插入到這11個(gè)項(xiàng)目中，引導(dǎo)學(xué)生邊做邊學(xué)，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論知識(shí)。教學(xué)不單是簡(jiǎn)單的知識(shí)技能的傳遞，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生邊做邊學(xué)，把看到的、聽(tīng)到的、實(shí)踐的結(jié)合起來(lái)，有效地建立課堂與工作崗位之間的聯(lián)系。學(xué)生在實(shí)踐項(xiàng)目的過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)電路、安裝電路、調(diào)試電路，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，完成培養(yǎng)目標(biāo)。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中采用項(xiàng)目式教學(xué)法，比傳統(tǒng)的教學(xué)方法更容易被學(xué)生接受，但也存在一定的局限性，例如課程課時(shí)的限制、實(shí)驗(yàn)條件的限制。

3 基于Multisim仿真軟件的項(xiàng)目教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)

3.1 提高實(shí)驗(yàn)可靠性

在一些系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜的試驗(yàn)中，由于設(shè)備條件的限制或者學(xué)生操作的失誤，常常觀察不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引入Mul t isim仿真后，對(duì)設(shè)備條件不足的實(shí)驗(yàn)也很容易實(shí)現(xiàn)仿真，觀察結(jié)果，同時(shí)對(duì)學(xué)生操作不當(dāng)?shù)牡胤剑卜奖悴殄e(cuò)、糾錯(cuò)，大大提高了實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量。

3.2 提高學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力

在Mul t i si m仿真平臺(tái)上，學(xué)生可以使用系統(tǒng)提供的豐富元件庫(kù)，不受實(shí)際元器件耗材的影響，設(shè)計(jì)不同的方案實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)，同時(shí)能夠不受實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的限制，在課下的時(shí)間也可實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)仿真，讓學(xué)生能將新知識(shí)、新技能及時(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高想象力和創(chuàng)新能力。

3.3 降低實(shí)驗(yàn)成本

Mul t i si m仿真平臺(tái)與電子技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，可以減少實(shí)驗(yàn)耗材的投入，節(jié)能環(huán)保，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，減少了因操作不當(dāng)造成的設(shè)備損壞，降低實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用。

4 總結(jié)

《電子技術(shù)與實(shí)踐》是一門邏輯性、實(shí)踐性強(qiáng)的課程，將Mul t isim仿真應(yīng)用到項(xiàng)目式教學(xué)中，可以在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)擺脫實(shí)驗(yàn)器材的限制，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力。

[1]黃智偉.基于NI Multisim的電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.

[2]金艷梅.基于EDA任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)研究[J].電腦知識(shí),2015(11).

[3]儲(chǔ)開(kāi)斌,楊長(zhǎng)春,朱正偉,何寶祥.虛擬項(xiàng)目教學(xué)法在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2011(14).