基于Multisim的電子技術(shù)與實踐課程項目教學(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、實踐性強(qiáng)。目前該課程周學(xué)時為6，采用4+2模式，希望通過學(xué)習(xí)模擬電路與數(shù)字電路分析與設(shè)計的理論知識，能夠自己設(shè)計電子電路，并進(jìn)行安裝調(diào)試。本課程總學(xué)時90，在教學(xué)過程中，針對高職學(xué)生特點，達(dá)到讓學(xué)生理解、掌握夠用的理論知識，強(qiáng)化動手能力的培養(yǎng)，能夠進(jìn)行電子電路設(shè)計與制作的教學(xué)目標(biāo)。在實施過程中，如何激發(fā)學(xué)生對實施項目的好奇并積極自信動手制作，是需要任課教師思考解決的問題。

在理論教學(xué)中，教師對電路原理或工作過程進(jìn)行分析講解的過程中，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，或者在項目實施過程中，進(jìn)行任務(wù)要求、任務(wù)分析及相關(guān)知識的講解進(jìn)行演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實踐教學(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驗環(huán)境，降低學(xué)生實驗耗材損壞的恐懼心理，按照自己的想法設(shè)計電子電路，充分發(fā)揮學(xué)生的設(shè)計才能。同時，學(xué)生也擺脫了實驗時間和控件的限制，方便學(xué)生自學(xué)提高，無論在什么地方，只要有電腦，學(xué)生就可以進(jìn)行電路設(shè)計、連接與測試。通過Mul t isi m軟件輔助教學(xué)，使《電子技術(shù)與實踐》課程的學(xué)習(xí)更加直觀、生動，實踐更加靈活方便，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是美國國家儀器（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，避免了資金及實驗場地的受限，同時使實驗的危險性降到最低，提高實驗的成功率。其具有如下特點[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。電阻、電容、二極管等實元件和虛元件，特別包含一個三維元器件庫，生動形象。

3)提供種類繁多、方便實用的虛擬儀器。如函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀、安捷倫示波器等。這些和真實的儀器相似，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)計者在設(shè)計電路過程中，可以隨時調(diào)節(jié)電路元器件參數(shù)，隨時觀察輸出結(jié)果，進(jìn)行仿真調(diào)試。在仿真的同時，軟件還可以存儲測試點的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單等。

2 項目教學(xué)法

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

《電子技術(shù)與實踐》的主要知識點包括兩大部分，模擬電路（半導(dǎo)體器件、放大電路、運算電路、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、時序邏輯電路、555定時器、A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器、存儲器、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點講授，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、枯燥無味，尤其是高職學(xué)生，在學(xué)習(xí)過程中覺得無所適從，容易喪失興趣與信心。但是在項目教學(xué)中，我們根據(jù)電子技術(shù)課程實踐性的特點，設(shè)計了11個項目，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、簡單搶答器的制作、產(chǎn)品質(zhì)量檢測儀的制作、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，將各個知識點拆開，插入到這11個項目中，引導(dǎo)學(xué)生邊做邊學(xué)，在實踐中學(xué)習(xí)理論知識。教學(xué)不單是簡單的知識技能的傳遞，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生邊做邊學(xué)，把看到的、聽到的、實踐的結(jié)合起來，有效地建立課堂與工作崗位之間的聯(lián)系。學(xué)生在實踐項目的過程中，通過設(shè)計電路、安裝電路、調(diào)試電路，提高解決實際問題的能力，更好地調(diào)動學(xué)生的積極性，完成培養(yǎng)目標(biāo)。在教學(xué)實施過程中采用項目式教學(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，例如課程課時的限制、實驗條件的限制。

3 基于Multisim仿真軟件的項目教學(xué)法的優(yōu)勢

3.1 提高實驗可靠性

在一些系統(tǒng)相對復(fù)雜的試驗中，由于設(shè)備條件的限制或者學(xué)生操作的失誤，常常觀察不到實驗結(jié)果，引入Mul t isim仿真后，對設(shè)備條件不足的實驗也很容易實現(xiàn)仿真，觀察結(jié)果，同時對學(xué)生操作不當(dāng)?shù)牡胤剑卜奖悴殄e、糾錯，大大提高了實驗的效率和質(zhì)量。

3.2 提高學(xué)生的設(shè)計、創(chuàng)新能力

在Mul t i si m仿真平臺上，學(xué)生可以使用系統(tǒng)提供的豐富元件庫，不受實際元器件耗材的影響，設(shè)計不同的方案實現(xiàn)電路設(shè)計，同時能夠不受實驗地點的限制，在課下的時間也可實現(xiàn)電路的設(shè)計仿真，讓學(xué)生能將新知識、新技能及時應(yīng)用到實踐中去，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 降低實驗成本

Mul t i si m仿真平臺與電子技術(shù)課程實踐教學(xué)相結(jié)合，可以減少實驗耗材的投入，節(jié)能環(huán)保，同時提高實驗室的利用率，減少了因操作不當(dāng)造成的設(shè)備損壞，降低實驗室運營的費用。

4 總結(jié)

《電子技術(shù)與實踐》是一門邏輯性、實踐性強(qiáng)的課程，將Mul t isim仿真應(yīng)用到項目式教學(xué)中，可以在有限的教學(xué)課時內(nèi)擺脫實驗器材的限制，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、創(chuàng)新能力。

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

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

[3]儲開斌,楊長春,朱正偉,何寶祥.虛擬項目教學(xué)法在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室科學(xué),2011(14).