multisim应用在数字电子技术课程中的教学成果研究①

江天亮

[摘           要]  虚拟仿真软件在教学过程的应用增强了教学活力、提升了教学效率、提高了教学质量;引入multisim 与数字电子技术课程同时进行教学后，学生的学习兴趣更浓、学习主动性更强、学习效果更好、学习质量更高，增强了学生的理论分析能力，提高了学生的操作动手能力。

[关    键   词]  multisim;授课方式;教学效果;教学质量;学习质量

[中图分类号]  G712              [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）17-0224-02

随着高职院校虚拟仿真实验室的不断升级完善，处在民族落后地区的高职学校也紧跟时代的要求，加大了电子仿真实验室的建设步伐，开设了电子专业大类所需的虚拟仿真实验室教学环节，要求专业基础课尽量在一体化教学实验室进行，保证学生一人一台电脑，上课时做到学生有课可听、有事做。在引入multisim及时仿真教学方法的设计上，开展形式多样的“课前预习活动”，激发学生的主体意识和求知欲望，教学中注重“讲解、示范、讨论、点评、实践”五结合的教学模式，遵循学生对知识的认知规律和认知水平，在课堂上做到了突出重点、突破难点、澄清疑点、把握基本点，让学生学有所获、学有所乐，提高教师的授课质量和学生的学习质量，在教与学的双边活动中取得可喜的教学成果，现以multisim 在数字技术课程中的成果为例进行研究。

一、传统数字技术课程授课方式剖析

（一）数字技术课程主要授课内容分析

数字电子技术课程是一门电子大类专业基础课，是为以后学生学习专业课程打下坚实基础，主要学习的内容有数制与码制。数字电路产品需要处理的各种数字信号通常是用数码的形式给出，而数码之间的进位规则和表示事物状态是逻辑前提，是数字电路学习、分析的基础;逻辑门电路，逻辑门是组成数字电路和数字系统的基本单元，以TTL系列和CMOS系列学习目标;数字逻辑基础，逻辑代数是分析和设计数字电路的基本数学工具，它的基本运算和常用复合运算是数字电路实现中的重要操作，是分析、改进、设计数字逻辑能力的基础;组合逻辑电路，组合逻辑电路是由门电路构成，常见的电路有编码与译码电路、数据选择与分配电路、加法电路、比较电路等;触发器及电路，触发器是构成时序逻辑电路的基本单元;时序逻辑电路，是由组合逻辑电路和存储电路构成，是学习与理解数字电子技术的关键;A/D与D/A转换器，主要包括模数和数模转换的基本概念、常用的模数和数模转换技术、集成模数和数模转换器的主要性能指标;半导体存储器，半导体存储器的种类、应用及存储器的扩展方法;脉冲信号产生电路，脉冲信号的产生、处理、调试等。

（二）数字电子技术课程的授课方式

在虚拟仿真实验室还没有建学生之前，学院所授数字电子技术课程就是在教室里以项目为导向给几十位学生讲授纯理论，课后做部分理论分析习题，加以巩固，再加上在实验室做很少的理论验证实验。由于缺少相关器件实体，学生不能及时上手操作，没有形成真正意义上的项目导向，于是导致数字电子技术课堂教师理论分析头头是道，只有少部分学生紧跟教师思维，出现上课质量不高、学生配合较少、呈现空洞乏力的表现。分析原因主要有三个。

1.高职学生文化基础较薄、学习自觉性不高，高职学生大多数是高考分数十分不理想，特别是民族落后地区的高职学院招收的学生大多数只有200分左右，刚刚上最低分数线。这些学生能安心的坐在教室里上课就是任课教师的最大安慰，能有少数几个学生与老师一起思考，一起配合教学活动就是一种荣耀。

2.学院能够提供的器件、设备、场所实在是十分有限，随着学院招生规模的扩大，学生人数的增多，班级的增加，出现了原有的实训场所、设备不够用，再加上原有设备、器材的老化、损耗，更加显现出使用机会更小。

3.理论与实操严重脱节，实验场所、器材的不足，不能及时满足教学需要，理论不能及时验证，出现学生实操动手能力不够，导致学生课堂积极性不高。

二、multisim在数字技术课堂必要性分析

随着电子技术的迅速发展，传统电子产品升级、换代的节奏十分之快，并出现了大量的新型普适化和个性化的电子产品。这些电子产品快速走进了国防军队建设、工业生产制造、民众生活生产之中，因为产品具有一个共同特性，那就是数字化、集成化、智能化，其中数字技术就是重要支撑之一。让学生及时掌握更新的数字电子技术，是高职学院培养学生的目标，是学生学好新知识的前提，而职业院校不能及时提供数字电子技术所需的所有器件器材，但是multisim 仿真软件能够提供多达17000余种的元件和多种虚拟仪器仪表，能够满足数字电子技术课程所需的实验实训。学生在学数字电子技术课程的同时又能实操练习EDA技术，把multisim 应用到实际项目中，增强学生的动手能力。

三、multisim 在数字技术课堂应用表现分析

数字电子技术是研究数字电路的理论、分析和设计方法的学科，主要包括组合逻辑电路和时序逻辑电路，现用multisim 仿真软件对数字电路的基本器件及电路进行仿真。

（一）multisim 原理图绘制

打开multisim 软件，在电路仿真工作区创建仿真电路图如图1所示。

（二）multisim电路仿真

在原理图绘制完成后，从虚拟仪器仪表工具栏选取示波器接入原理图，通道A接输入，通道B接输出，如图1所示。左键双击虚拟示波器，再打开仿真电源开关，或者点击运行按鈕，出现仿真结果，如图2所示。

（三）课堂反应表现

在引入multisim 及时仿真后，学生课堂表现积极，认真听讲，主动思考，对不懂的知识点自己及时查漏补缺，复习相关知识。用仿真结果去验证理论知识，用理论知识分析仿真结果，课堂上分组讨论热烈，主动分享学习心得，课堂生机勃勃，秩序井然，大多数学生能够在课堂上及时消化所学知识。

四、multisim 在数字技术课堂效果分析

自从把multisim 仿真软件的使用和数字电子技术课程同时进行教学后，学生在课堂上变得更加自信，能够主动分析问题、回答问题，并且分享思考过程。大多数能够自觉做好课前预习，特别是对mulsim软件的使用，课中能够紧跟教师步伐，掌握课堂所学内容，课后能够独立完成相关作业。

五、结语

在multisim 与数字电子技术课程完美结合后，不仅提高了学生的学习积极性、主动性，更重要的是让学生及时掌握了所学知识，增强了学生的实际操作动手能力。教师在数字电子技术课程的教学过程把中multisim 仿真作为教学工具，不仅是丰富了课堂内容，更重要的是吸引了学生，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习质量、学习效率，让教学过程变得高效、更有活力。

参考文献：

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[2]梁青等.Multisim 11电路仿真与实践[M].北京：清华大学出版社，2012.

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[5]周良权等.数字电子技术基础[M].第二版.北京：高等教育出版社，2002.

编辑 陈鲜艳