Protues在數(shù)字電路中的應用

錢麗妮

[摘? ? ? ? ? ?要]? 中職生學習基礎薄弱，對理論分析興趣不高，喜歡動手實踐，但實踐也大都停留于表面，并未了解真正的原理。在數(shù)字電路的教學中它的一些電路驗證性比較強，采用純理論教學的話，學生聽起來比較枯燥，而如果采用實踐焊電路驗證，又比較浪費時間，故在數(shù)電的教學中引入Protues軟件仿真教學，以期綜合理論教學和實操教學的優(yōu)點，達到教育的目的。

[關? ? 鍵? ?詞]? Protues;仿真教學;實踐教學

[中圖分類號]? TN79? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）05-0216-02

一、Protues仿真教學與傳統(tǒng)教學

電子技術是電工電子類專業(yè)基礎課程，學生對這門課程的掌握程度將影響其他專業(yè)課程的學習，數(shù)字電路是電子技術課程里面重要的一部分。中職生的基礎比較薄弱，理解能力相差比較大，對理論分析興趣不夠，目前中職學校大部分數(shù)電教學都是采用理論教學或實操教學。這兩種教學方法都有各自的優(yōu)缺點。如果采用傳統(tǒng)的理論教學的話，教學抽象，學生理解起來比較困難。而若采用實操教學，有些學校會采用廠家設計好的實驗箱，有些學校則采用焊接成品電路。采用這些實驗箱去做數(shù)電的實驗，用久了經(jīng)常會出現(xiàn)某個模塊壞掉，難以修理，或者儀器性能不穩(wěn)定等問題，使學生解決問題的能力受到限制，打擊了學習的積極性。而如果采用焊接成品電路，則學生對元件必須比較熟悉，焊接水平也要比較好，然后焊接完成后對作品進行分析測試，提煉總結知識點，這才能達到實操教學的目的。但在實際的實操教學中，往往會發(fā)現(xiàn)中職生的損耗比較大，焊錯的、焊壞的等問題層出不窮，導致教學難度增大，出現(xiàn)一個班四五十人指導不過來的現(xiàn)象，就單單在指導學生焊接電路就要浪費大量的時間，如果課時不夠充裕的話，一學期根本上不完幾個電路，根本達不到教數(shù)字電路的效果。若實操焊接不成功，則會給接下來的電路測試分析造成困擾，同時也大大打擊學生的自信心。若焊接電路成功了，學生會有成就感，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點，比如，大部分學生在用74LS47，七段發(fā)光二極管焊完顯示譯碼電路后，并不會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。這就有點本末倒置，學成單純的焊電路了。

將Protues仿真教學與傳統(tǒng)教學進行方方面面的對比，我們可以將Protues仿真教學的優(yōu)點概括為以下幾個方面。

（1）耗時短。同個電路Protues仿真接線比實操焊電路耗時短，不用考慮損耗、維護等問題。

（2）直觀。軟件仿真完就能看到效果，那么就有較多的時間將學生的學習重心抓到知識點的提煉總結上來。

（3）方便。只要有電腦就行了，這對一些辦學條件比較辛苦的學校來說不再需要另外配備實驗室和購買元件等，而電腦房則是同個學校很多專業(yè)都有配備的，性價比較高。

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

（5）可創(chuàng)造。學生完成了知識點掌握后，可以非常方便地將掌握的知識點進行舉一反三，靈活地應用，這個過程培養(yǎng)了學生的應用能力和解決問題的能力。

二、基于Protues的具體案例教學

下面以顯示譯碼器為案例大體講解可以實施的教學過程與步驟。

（一）明確任務

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

（二）教學過程

先對所需要的各個元器件進行學習，然后再進行搭建電路。

1.譯碼器74LS47引腳功能的學習

2.七段發(fā)光二極管的學習

利用Protues軟件可以如圖4所示搭建電路讓學生直觀地明白七段發(fā)光二極管共陰、共陽的差別，從而讓學生根據(jù)實際需要，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.引導學生通過仿真完成下表填寫，讓學生明白74LS47是8421BCD碼進行譯碼的，從而提煉知識點

5.可以通過以下類似的問題，培養(yǎng)學生觀察仿真現(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，任務拓展

學生自己探究74LS48的功能，然后進行電路圖的搭建。

三、教學效果

在數(shù)字電路中采用Protues仿真下，通過多年的教學實踐，進行教學方法、內(nèi)容等的探究，發(fā)揮“虛”“實”結合的特殊實踐，取得了不錯的效果。

1.學生興趣提高。不再是枯燥的純理論教學，而是將實驗效果直觀化，并且搭建電路比焊電路簡單，成功做出來有成就感。

2.培養(yǎng)學生舉一反三的學習能力、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，實驗內(nèi)容也被固定，所以學生在學會知識點后，可以用Protues軟件對知識點進行舉一反三的應用，既不耗費元件，又不耗費大量的時間。

3.學生的分析問題的能力得到提高。不再停留于實操的表面，有更多的時間讓學生將重心放到知識點的掌握上。

4.采用Protues仿真成本低，教師上課指導起來也比較容易。

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，需要進一步的探索和不斷完善。

參考文獻：

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編輯 陳鮮艷