基于Multisim的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

李正曉，黃珍貴

[摘 要] 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是教員和學(xué)員雙方共同參與的一種教學(xué)方法，它和Multisim仿真軟件的結(jié)合使用是根據(jù)教學(xué)對(duì)象的崗位任職需要，設(shè)計(jì)出的適合于導(dǎo)彈專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式。這種教學(xué)方法能滿足學(xué)員的求知欲，教學(xué)互動(dòng)性和學(xué)員的主觀能動(dòng)作用強(qiáng)，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)員的崗位任職能力具有較大的促進(jìn)作用。

[關(guān) 鍵 詞] 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)；Multisim；電路仿真

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）12-0182-02

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是實(shí)施探究式教學(xué)的一種教學(xué)方法，特點(diǎn)是“學(xué)員以學(xué)為主，教員指導(dǎo)為輔”，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮學(xué)員的主觀能動(dòng)作用，適合于對(duì)學(xué)員進(jìn)行操作知識(shí)和技能的傳授。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法最鮮明的特點(diǎn)是圍繞目標(biāo)任務(wù)展開(kāi)教學(xué)，把教學(xué)任務(wù)細(xì)化為多個(gè)子任務(wù)或目標(biāo)，學(xué)員在強(qiáng)烈的問(wèn)題動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下和老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行自主探索和相互協(xié)作，根據(jù)課程需要不斷探究新知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用原有知識(shí)和新知識(shí)提出任務(wù)方案、解決問(wèn)題。

用Multisim仿真軟件進(jìn)行課堂虛擬實(shí)驗(yàn)演示、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能及時(shí)地把抽象深?yuàn)W的理論知識(shí)直觀形象地展現(xiàn)在學(xué)員面前，是一種較好的教學(xué)方法。學(xué)員可以在任意裝有該軟件的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及課外的輔助設(shè)計(jì)。Multisim能顯著減小沒(méi)有購(gòu)置實(shí)訓(xùn)設(shè)備的職業(yè)技術(shù)學(xué)校開(kāi)設(shè)電工電子實(shí)訓(xùn)課程的壓力，是電工電子教學(xué)的一款優(yōu)秀工具。

一、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施

（一）基本步驟

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)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(wù)：

以子任務(wù)“單相橋式整流電路的分析與檢測(cè)”為例來(lái)說(shuō)明教學(xué)過(guò)程。

1.布置任務(wù)

（1）分析單相橋式整流電路的工作原理、熟悉其組成、特點(diǎn)和基本應(yīng)用。（2）利用Multisim對(duì)單相橋式整流電路進(jìn)行仿真并測(cè)量輸出電壓和波形。（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用萬(wàn)用表等儀器測(cè)量單相橋式整流電路的輸出電壓和波形。

2.知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)

采取學(xué)員自學(xué)和教員授課的方式學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：（1）單相半波整流（包括電路結(jié)構(gòu)、工作原理）。（2）單相橋式整流（包括電路結(jié)構(gòu)、工作原理）。（3）仿真與實(shí)驗(yàn)。

依次采用Multisim仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)的方法完成，包括以下內(nèi)容：（1）電路的識(shí)別與連接。（2）電路檢查。（3）參數(shù)和波形觀察。

（4）電路故障分析與排除。（5）分析總結(jié)仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)。

3.能力拓展

（1）學(xué)員利用Multisim進(jìn)行個(gè)人感興趣的電路設(shè)計(jì)與仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)。（2）結(jié)合設(shè)備相關(guān)電路進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（二）教學(xué)特點(diǎn)

1.提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)過(guò)程中，每個(gè)學(xué)員都有自己的事情要做，要求學(xué)員主動(dòng)地尋找答案才能有結(jié)果。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)員的潛能，在學(xué)員主動(dòng)學(xué)習(xí)、攝取知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。

2.提高了學(xué)習(xí)興趣

教員不再是一言堂，而是幫助學(xué)員完成任務(wù)。學(xué)員在分析、思考、討論、交流中得出結(jié)論。學(xué)員會(huì)遇到很多問(wèn)題，有的可以通過(guò)查閱資料解決，或者通過(guò)同學(xué)間相互交流、討論來(lái)解決，有的則需要教員加以點(diǎn)撥指導(dǎo)。這樣，完全打破了“教員一言堂”的局面，學(xué)員有新鮮感，在探究、思考、實(shí)踐、創(chuàng)造的過(guò)程中不斷地獲得滿足感和成就感，從而充分激發(fā)求知欲望，大大地提高了學(xué)習(xí)的興趣和效果。

3.提高了教學(xué)效果

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法最鮮明的特點(diǎn)是圍繞明確的目標(biāo)任務(wù)展開(kāi)教學(xué)，學(xué)員學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈，有利于提高學(xué)習(xí)效率，比如在完成整流濾波電路的任務(wù)時(shí)，學(xué)員會(huì)發(fā)現(xiàn)必須掌握變壓器、二極管和電容的原理和工作過(guò)程，才能正確搭接電路和知道如何排除故障。

4.提高了獨(dú)立思考問(wèn)題的能力

教員事先并不直接提出觀點(diǎn)，也不直接告訴學(xué)員解決問(wèn)題的思路，創(chuàng)造了學(xué)員主動(dòng)參與、自主探究和相互協(xié)作的新型教學(xué)模式，有利于提高學(xué)員思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

二、Multisim仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

Multisim仿真軟件可以在教員授課中用來(lái)進(jìn)行演示，有助于學(xué)員理解教材中的抽象內(nèi)容，有著PowerPoint演示達(dá)不到的效果。學(xué)員采用了Multisim設(shè)計(jì)與仿真，從元器件庫(kù)中選擇需要的元器件搭接電路圖，設(shè)計(jì)不同的元件參數(shù)，用虛擬儀器測(cè)試電路性能，完成電子電路的設(shè)計(jì)定型。仿真通過(guò)后，再在實(shí)驗(yàn)室搭建硬件電路，并將虛擬仿真的結(jié)果與硬件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析，學(xué)員在較短時(shí)間內(nèi)完成了理論、原理圖、仿真、原型設(shè)計(jì)到測(cè)試這樣一個(gè)完整的電路設(shè)計(jì)流程。本文以Multisim對(duì)電容濾波電路進(jìn)行仿真，并觀測(cè)輸出電壓和波形的過(guò)程為例來(lái)說(shuō)明Multisim的應(yīng)用。

（一）創(chuàng)建電路圖

利用Multisim提供的元器件及虛擬儀器等在工作區(qū)中建立電路，設(shè)定元件參數(shù)和標(biāo)號(hào)，選擇儀器設(shè)備工作模式等；加入輸入器件，連入適當(dāng)?shù)臏y(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器）。

（二）電路的仿真分析

Multisim軟件仿真的開(kāi)始和停止非常簡(jiǎn)單，只需按下軟件右上角的“啟動(dòng)”“停止”開(kāi)關(guān)，即可對(duì)仿真的過(guò)程進(jìn)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(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)狀態(tài)，觀察示波器XSC1顯示波形，如圖2（左）所示：同時(shí)打開(kāi)萬(wàn)用表讀取數(shù)據(jù)：XMM1測(cè)量的是整流電路輸入的交流電壓，約44V，XMM2測(cè)量的是整流電路輸出的脈動(dòng)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(shí)萬(wàn)用表讀XMM1，讀數(shù)仍為約44V，XMM2讀數(shù)變?yōu)榧s54.3V。

通過(guò)分析圖2的波形和萬(wàn)用表的讀數(shù)，就能驗(yàn)證教材上的結(jié)論：整流電路能將交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電，同時(shí)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(yùn)用Multisim對(duì)電路進(jìn)行諸如開(kāi)路、短路和漏電等故障設(shè)置，進(jìn)行電路仿真，進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)，可以進(jìn)一步拓展學(xué)員的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文提出的基于Multisim仿真軟件的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，非常適合職業(yè)技術(shù)學(xué)校專業(yè)基礎(chǔ)培訓(xùn)，實(shí)踐表明，其應(yīng)用極大地提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性，促進(jìn)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力的提高，提高了學(xué)員的創(chuàng)造性思維能力。

參考文獻(xiàn)：

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