基于Multisim的数字电子技术应用研究
来源:用户上传
作者:
摘要：基于Multisim的数字电子技术实验教学改革从根本上改变了以验证证性实验教学为主的教学模式，引入了流行的EDA教学软件，以模块化实验内容为载体，进行项目式实验教学，在课程的设计上既重视学生对基础理论知识的认知过程又强调对知识的灵活应用技巧，将自行设计方案、计算机仿真设计和检测、实物制作和调试等综合实验素养培养贯穿于实验之中，使得学生在学习方法、思想方法、工程综合应用能力和创新能力潜质等方面得到了充分的训练。
关键词：Multisim;EDA;电子技术
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0198-02
1 改革前数字电子技术实验模式
改革前闽南理工学院开设的实验以验证性为主。具体项目情况如表1所示。
从表1可以看出，16学时的实验中有12学时是验证性实验，而且实验指导书上已经给出每个实验的接线图，学生只需机械操作即可，具体授课过程是：每堂实验课的前二十分钟由老师进行实验目的、实验原理、实验操作步骤的讲解，后续由学生进行操作，实验现象正确后，学生撰写实验报告上交老师批改，老师评定实验成绩。在整个实验课教学过程中，由于缺乏对预习环节的有力把控，学生对实验原理不理解，在实验过程遇到实验现象出不来的，他们无法通过自主思考排除故障，只能求助老师，他们对实验操作基本属于被动接受学习，没有主动性，这对培养学生的自主思考能力毫无帮助。
而且，由于实验报告是在课后再提交的，所以很多学生存在抄袭的想象，无法真实体现学生的实验水平，所以，这种数字电子技术实验教学模式需要改革。
2 改革后数字电子技术实验模式
现代的电子电气技术无一不是以科学技术为基础展开的，这里不仅包含实践操作，而且包括一定程度的开发和设计内容，基本的电路开发、设计能力[1]，这些是高级工程技术人才实际技术能力的具体体现。以自主研发、技术拓展的设计制作与检测实验取代传统依葫芦画瓢的纯验证型实验已成趋势。改革后的数字电子实验具体能力培养示意图如图1所示。
改革后的数电实验由“基础知识和技术综合应用”、“计算机仿真设计”和“实物搭建”三部曲构成，在重视实践操作能力的同时，更加重视开发设计能力的培养，引入了当下较为流行的Multisim仿真软件，这样电路设计与实验可以同步进行，边设计边实验，直观易学、使用方便，速度快、效率高[2]。
2.1 改革后实验项目设置
改革后数字电子技术实验教学开设项目情况如表2所示。
由表2可知，改革后實验总学时保持16学时不变，实验项目整合成4个，每个4学时，以项目式实验教学方式进行，用的芯片和之前比，涉及到的面更广，实验性质也由验证性转变为综合设计性。
为了发挥学生学习中的主观能动性，激发学生创新意识，努力培养他们的创新实践能力，鼓励和引导学生在实验过程中进行开创性的思维，实验任务中只给出设计要求，而不再给出详细的设计电路图[3]。
2.2 实验改革的成效
改革后的数字电子实验教学收到了较好的成效，具体体现在以下几个方面：
（1）项目式实验教学，所选的实验项目多采用与实际生产生活密切相关，且学生具有直观印象的常用电路，可以更好地激发学生对数字电路的学习兴趣;
（2）一个项目、多种解决方案，引入竞争机制，鼓励创新，人尽其才，激活学习者的内在潜质、强化工程素质培养、提高学习者的创新精神，努力使各个层次的学习者通过学习都能从中获益、都能成功、都有收获;
（3）引入了Multisim作为辅助工具，学生边设计边实验，帮助学生在实际接线调试时发现问题，解决问题，培养他们的排除故障的能力，可以提高学生的自主思考能力和实际动手能力;
（4）重视预习环节，需要学生查找资料确定方案，撰写任务书，把“以教师为主”转变成了“以学生为主”[4]，很大程度地提高了学生的自主能动性，可有效提高教学质量;
（5）小组团队合作形式开展实验，学生自行查找资料，论证实验方案，撰写任务书等，以竞赛形式开展实验，锻炼学生的比赛思维，为学科竞赛做良好的铺垫书等，以竞赛形式。
3 结语
改革后数字电路实验教学提倡由学生根据实验项目自行制定方案，不同学生可以根据设计要求设计出不同的实施方案，从而大大提高学生的自主设计能力[5]，同时要求学生进行计算机Multisim电路仿真设计调试，实验室实际操作调试，编辑设计报告、记录数据、分析总结等要素一应俱全，反对不加思考的抄袭、复制和粘贴，教师检测、验收、更公平，公正，学生学习更有积极性，而且更有助于培养学生的创新的工程思维，目前该实验教学模式在闽南理工学院已经运行了两年，效果良好，值得推广。
参考文献
[1] 王连英，徐璐，陈慕君.电类专业基础课程考核方式与内涵改革的探索——以《数字电子技术》课程为例[J].九江职业技术学院学报，2016（03）：19-20+6.
[2] 吕波，王敏.MULtisim14电路设计与仿真[M].北京：机械工业出版社，2016.
[3] 王波，张岩，王美玲，等.“模拟电子技术实验”课程的改革[J].实验室研究与探索，2013，32（04）：140-143.
[4] 王连英，徐璐.高职模拟电子技术课程教材建设的探索与实践[J].高等职业教育（天津职业大学学报），2011，20（04）：67-69.
[5] 王波，张岩，王美玲.“数字电子技术实验”课程的改革[J].实验室研究与探索，2012，31（09）：121-123+127.
Abstract：The reform of digital electronic technology experiment teaching based on Multisim has fundamentally changed the teaching mode of verification-based experiment teaching， introduced popular EDA teaching software， and carried out project-based experiment teaching with modular experiment content as carrier， in the course design， both the students'cognitive process of basic theoretical knowledge and the flexible application skills of knowledge are emphasized， the cultivation of self-designed scheme， computer simulation design and detection， physical production and debugging， and other comprehensive experimental qualities， is carried out throughout the experiment， so that students in learning methods， thinking methods， engineering comprehensive application ability and innovative potential have been fully trained.
Key words：Multisim;EDA;project-based experimental teaching
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15232747.htm
