劉雅楠 李靖宇

摘 要 提出一種基于Multisim10仿真軟件的數(shù)字電子技術(shù)實驗任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模型。統(tǒng)計表明，通過采用該方法，教學(xué)質(zhì)量與效率得到顯著提高，設(shè)備損壞率明顯降低，學(xué)生的實驗興趣與創(chuàng)新意識亦得到增強。

關(guān)鍵詞 任務(wù)驅(qū)動；Multisim10；數(shù)字電子技術(shù)；實驗教學(xué)

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

本文研究如何具體把Multisim10軟件應(yīng)用于任務(wù)驅(qū)動教學(xué)環(huán)境之下[4-5]，在詳細設(shè)計數(shù)字電子技術(shù)實驗課程任務(wù)的基礎(chǔ)之上，針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況適時做出仿真實驗，以了解課堂教學(xué)結(jié)果是否符合預(yù)期目標，并第一時間認識到學(xué)生在任務(wù)完成的時候所暴露出來的問題，防止出現(xiàn)重復(fù)性的無謂工作，大幅提升學(xué)習(xí)效率，最終實現(xiàn)預(yù)期教學(xué)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(fā)成功的，其運行基礎(chǔ)是Window操作系統(tǒng)。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(shù)字電路以及單片機電路等設(shè)計工作提供仿真調(diào)試幫助。在應(yīng)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(yīng)用簡單，可以輕松學(xué)會，從而更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。當前，Multisim被普遍應(yīng)用于高校電子類教學(xué)活動中，并取得較為突出的教學(xué)效果。

3 基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)流程

圖1中針對基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動實驗教學(xué)流程做出描述。在Multisim10環(huán)境中，學(xué)生能夠根據(jù)實驗或任務(wù)要求，有針對性地去選擇元器件設(shè)備，并自主制訂相關(guān)實驗方案，然后確定實驗內(nèi)容以及具體步驟。在此基礎(chǔ)之上可以通過Multisim10軟件完成對電路模型的設(shè)計與建設(shè)，并進行一系列的仿真調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)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(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識。

4 應(yīng)用舉例

在實驗教學(xué)的整個流程中具體有多個階段，比如學(xué)生分組、任務(wù)討論、教師引導(dǎo)、實驗設(shè)計、改進完善、成果表達以及考核評價等。在任務(wù)驅(qū)動之下，教師已經(jīng)不再是教學(xué)主體，而是變成學(xué)習(xí)引導(dǎo)者，圍繞學(xué)生的任務(wù)目標進行闡釋，最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使其能夠采取積極主動的態(tài)度去學(xué)習(xí)，最終獲得理想的教學(xué)效果。在此將會以智力搶答器設(shè)計作為例子，描述任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的具體實施步驟。

任務(wù)設(shè)計 設(shè)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(wù) 針對智力搶答器具體功能做出分析之后能夠發(fā)現(xiàn)，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(yōu)先鎖存電路、數(shù)顯電路以及聲響報警電路等元件構(gòu)成。據(jù)此，應(yīng)該把設(shè)計任務(wù)做出進一步的細化，形成多個子任務(wù)：

1）完成譯碼、數(shù)顯電路設(shè)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(shè)計，選擇器件并進行電路仿真，如圖3所示。

3）完成優(yōu)先鎖存、門控電路、聲響報警電路設(shè)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(xué)生分組。將班級學(xué)生劃分為多個小組，每個小組以3～5人為宜，并按照學(xué)習(xí)成績、動手能力、學(xué)習(xí)能力等進行混編，以確保各個小組的大體實力水平?jīng)]有明顯差距，這樣就可以讓學(xué)優(yōu)生對學(xué)困生產(chǎn)生帶動作用，并充分發(fā)揮出不同學(xué)生在任務(wù)設(shè)計中的優(yōu)勢作用。

第二步：分析報告。各個小組在組長的領(lǐng)導(dǎo)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(dǎo)，確保任務(wù)需求能夠和所學(xué)理論知識密切結(jié)合在一起，比如設(shè)計智力搶答器所需輸入變量以及特殊功能設(shè)計等。

第三步：小組分工。按照具體的任務(wù)需求進行小組內(nèi)部的分工和合作。在實施過程中，經(jīng)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(wù)，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(fā)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(xiàn)“做中學(xué)”與“學(xué)中做”。在實驗室中通過仿真軟件進行主體電路設(shè)計，使得學(xué)生能夠切實感受到智力搶答器逐步改進完善的設(shè)計效果。小組分工與合作要注重充分調(diào)動每個人的積極性，懂得知識分享，促成思維碰撞，以培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識。

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

第五步：考核評價。針對智力搶答器的設(shè)計成果，應(yīng)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(nèi)容不但包括專業(yè)理論知識掌握水平，同時還有學(xué)生表達能力、問題解決能力、團隊合作意識、創(chuàng)新思維等多個方面內(nèi)容。尤其需要注意的一點是，在考核方法中應(yīng)該增加實踐操作的份額，實現(xiàn)對學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)。

5 總結(jié)

本文針對基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用進行介紹，具體是將智力搶答器設(shè)計作為例子，系統(tǒng)分析任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的全過程。通過應(yīng)用Multisim10仿真軟件能夠增加教學(xué)的趣味性與實踐性，激發(fā)學(xué)生積極主動性，并培養(yǎng)良好的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作意識以及實踐動手能力。基于Multisim10的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法能夠在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面發(fā)揮出較好效果，同時這也應(yīng)該是未來數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)改革的一個主流發(fā)展途徑。

參考文獻

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