基于Multisim10的任務驅動教學法在數字電子技術實驗中的應用

劉雅楠 李靖宇

摘 要 提出一種基于Multisim10仿真軟件的數字電子技術實驗任務驅動教學模型。統計表明，通過采用該方法，教學質量與效率得到顯著提高，設備損壞率明顯降低，學生的實驗興趣與創新意識亦得到增強。

關鍵詞 任務驅動；Multisim10；數字電子技術；實驗教學

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）04-0153-03

Task-driven Teaching Method in Application of Digital Electronic

Technology Experiment based on Multisim10//LIU Yanan， LI Jingyu

Abstract This paper puts forward a digital electronic technology teaching model based on the Multisim10 simulation software . Statistics show that the application of this method significantly improved the quality and efficiency of teaching， reduced the rate of equipment damage and also increased experiment interest and innovation consciousness of students.

Key words task-driven； Multisim10； digital electronic technology； experimental teaching

1 引言

任務驅動教學法作為一種新興教學理念，主要是依托于建構主義學習理論，實現對課堂教學模式的根本性轉變。不再是單純的教師傳授灌輸知識，而是由學生自己完成任務，然后教師進行點撥，引導學生深入思考，去主動分析問題與解決問題[1]。任務驅動教學法不但能夠充分發揮教師的主導作用，同時最大程度地肯定學生的主體性。在應用過程當中，通常是教師把需要講授的內容隱藏在具體任務當中，使得學生能夠在輕松愉悅的氛圍條件下，以教師提出的任務作為中心組織學習活動。最常見的就是師生采取團隊協作的方式來一起完成任務[2-3]。而在當前數字電子技術實驗教學過程中，應用任務驅動教學法可以充分調動學生的積極主動性，使其具備自主學習能力以及掌握實踐動手能力，同時也可以培養良好的團隊協作意識。

本文研究如何具體把Multisim10軟件應用于任務驅動教學環境之下[4-5]，在詳細設計數字電子技術實驗課程任務的基礎之上，針對學生的學習情況適時做出仿真實驗，以了解課堂教學結果是否符合預期目標，并第一時間認識到學生在任務完成的時候所暴露出來的問題，防止出現重復性的無謂工作，大幅提升學習效率，最終實現預期教學目標[6]。

2 Multisim10.0概述

Multisim作為一種仿真工具，是由美國NI儀器有限公司研發成功的，其運行基礎是Window操作系統。在Multisim中可以支持圖形輸入電路原理圖以及語言輸入電路硬件描述圖，具備良好的仿真操作能力。Multisim可以給用戶提供多層次化的電子虛擬實驗平臺。在Multisim軟件中還自帶有多種類型的主流虛擬儀器，不但型號較多，而且功能強大，外形逼真。能夠針對模擬電路、數字電路以及單片機電路等設計工作提供仿真調試幫助。在應用過程中，用戶通過點擊鼠標就能夠觀察十分逼真的電路運行圖。Multisim操作應用簡單，可以輕松學會，從而更好地激發學生學習興趣。當前，Multisim被普遍應用于高校電子類教學活動中，并取得較為突出的教學效果。

3 基于Multisim10的任務驅動法教學流程

圖1中針對基于Multisim10的任務驅動實驗教學流程做出描述。在Multisim10環境中，學生能夠根據實驗或任務要求，有針對性地去選擇元器件設備，并自主制訂相關實驗方案，然后確定實驗內容以及具體步驟。在此基礎之上可以通過Multisim10軟件完成對電路模型的設計與建設，并進行一系列的仿真調試，及時發現問題并予以完善解決，最終符合既定實驗要求，以仿真實驗的方式促進學生學習相關理論知識。

4 應用舉例

在實驗教學的整個流程中具體有多個階段，比如學生分組、任務討論、教師引導、實驗設計、改進完善、成果表達以及考核評價等。在任務驅動之下，教師已經不再是教學主體，而是變成學習引導者，圍繞學生的任務目標進行闡釋，最大程度激發學生學習興趣，使其能夠采取積極主動的態度去學習，最終獲得理想的教學效果。在此將會以智力搶答器設計作為例子，描述任務驅動教學法的具體實施步驟。

任務設計 設計制作一個能夠支持四組參賽人員的智力搶答器，在每組搶答器中都有按鈕可供使用。搶答器具有第一個搶答信號的鑒別、鎖存及顯示功能。

子任務 針對智力搶答器具體功能做出分析之后能夠發現，智力搶答器的電路主要是由門控電路、搶答編碼電路、譯碼電路、優先鎖存電路、數顯電路以及聲響報警電路等元件構成。據此，應該把設計任務做出進一步的細化，形成多個子任務：

1）完成譯碼、數顯電路設計，選擇器件并進行電路仿真，如圖2所示。

2）完成搶答編碼電路設計，選擇器件并進行電路仿真，如圖3所示。

3）完成優先鎖存、門控電路、聲響報警電路設計，選擇器件并進行電路仿真，完整智力搶答器電路如圖4所示。

具體實施過程

第一步：學生分組。將班級學生劃分為多個小組，每個小組以3～5人為宜，并按照學習成績、動手能力、學習能力等進行混編，以確保各個小組的大體實力水平沒有明顯差距，這樣就可以讓學優生對學困生產生帶動作用，并充分發揮出不同學生在任務設計中的優勢作用。

第二步：分析報告。各個小組在組長的領導下進行報告分析，同時教師在這個過程中要基于客觀情況做出適當引導，確保任務需求能夠和所學理論知識密切結合在一起，比如設計智力搶答器所需輸入變量以及特殊功能設計等。

第三步：小組分工。按照具體的任務需求進行小組內部的分工和合作。在實施過程中，經過小組長指定或者是組員討論，給每個小組成員都分配工作任務，確保責任能夠落實到個人頭上，每個組員都可以有事做，充分發揮每個人的主觀能動性。而教師則是要選擇恰當時機介入其中，針對必要的理論知識進行講解，從而實現“做中學”與“學中做”。在實驗室中通過仿真軟件進行主體電路設計，使得學生能夠切實感受到智力搶答器逐步改進完善的設計效果。小組分工與合作要注重充分調動每個人的積極性，懂得知識分享，促成思維碰撞，以培養學生的團隊合作意識。

第四步：成果展示。在智力搶答器設計任務完成之后，可以交給小組成員在班級里面展示，并分享設計經驗。在這個成果展示環節，不但能夠加深學生對于理論知識的認知，而且能夠培養表達能力，在展示交流中提升自我，形成良好的創新能力。

第五步：考核評價。針對智力搶答器的設計成果，應該交由教師負責組織考核評價，具體包括小組自評、小組互評以及教師評價等。考核評價的具體內容不但包括專業理論知識掌握水平，同時還有學生表達能力、問題解決能力、團隊合作意識、創新思維等多個方面內容。尤其需要注意的一點是，在考核方法中應該增加實踐操作的份額，實現對學生實踐操作能力的培養。

5 總結

本文針對基于Multisim10的任務驅動教學法在數字電子技術實驗中的應用進行介紹，具體是將智力搶答器設計作為例子，系統分析任務驅動教學法的全過程。通過應用Multisim10仿真軟件能夠增加教學的趣味性與實踐性，激發學生積極主動性，并培養良好的自主學習能力、團隊合作意識以及實踐動手能力。基于Multisim10的任務驅動教學法能夠在培養學生綜合素質方面發揮出較好效果，同時這也應該是未來數字電子技術實驗教學改革的一個主流發展途徑。

參考文獻

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[3]齊建英，張慶海，潘華錦.“任務驅動”教學模式在實驗教學中的應用研究[J].大學物理實驗，2010，23（5）：92-94.

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