Multisim10在数字电路项目教学中的应用
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【摘要】在数字电路教学中应用项目教学法，能够使学生对所学知识加以深化理解、融会贯通，获得综合运用所学知识解决实际问题的能力，同时能够有效地激发主动学习的热情。将仿真软件multisim10引入项目教学过程中，可以提高电路设计的效率和准确性。
【关键词】Multisim10；数字电路；项目教学
一、引言
《数字电路》是高校电子信息类专业的一门重要专业基础课，随着集成电路制造技术的迅速发展，中、大规模和超大规模数字集成电路在各个领域获得广泛应用，它已成为国民经济的强大推力，这对相关专业技术人才的培养提出了更高的要求。因此，在实际教学过程中，不宜采用传统教学方式，应该尝试一种新的教学方法，我们在对传统的数字电路教学进行了深入的分析、研究之后，在数字电路教学中引入了德国“以培养关键能力为核心”的项目教学法。在项目教学的实施过程中，辅以仿真软件Multisim10，通过计算机强大的辅助设计计算能力，提高电路设计的效率和准确性；通过仿真，学生可以根据需要任意调整所设计电路的各项参数，极大的提高了学生的学习兴趣。
项目教学法萌芽于欧洲的劳动教育思想，最早的雏形是18世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育，经过发展到20世纪中后期逐渐趋于完善，并成为一种重要的理论思潮。2003年7月德国联邦职教所制定以行动为导向的项目教学法，其特点是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个项目教学方案，按行动回路设计教学思路，不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力。
《数字电路》的主要知识点包括：组合逻辑电路、时序逻辑电路、555定时器极其所构成的电路、A/D转换器和D/A转换器、存储器等[1]，在传统的教学模式中，数字电路课程都是按照上述知识点授课，这样的授课体系由于目标不明确，学生普遍反映数字电路课程内容庞杂、头绪纷乱、枯燥无味、无所适从，因此在学习过程中容易丧失兴趣与信心。而在项目教学中，我们结合数字电路课程实践性强的特点，将整门课程围绕项目展开，根据项目的开发过程来安排授课内容，将数字电路的各个知识点拆开，插入到项目的开发过程中，引导学生边做边学，在实践中学习理论知识。教师不再把知识技能的传递作为教育的唯一目标，或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，让学生边做边学，把看到的、听到的、手上做的结合起来，通过在数字电路课程中采用项目教学法有效地建立起课堂与生产实践之间的联系。我们在设计项目时，力求教学过程模拟真实的工作过程，体现项目教学法整个过程的真实性，从而使学生的学习更有针对性和实用性。以组合逻辑电路的学习为例，我们针对知识点和学生实际情况提出两个项目：项目一、三人表决器的设计与制作；项目二、抢答器的设计与制作。项目一比项目二容易，涉及的知识点较少，用到学生原有的知识较多，便于学生接受。项目一的主要作用是引入数字电路，让学生对数字电路有一个初步的认识和了解，熟悉数字电路的分析、设计和制作步骤，为项目二的进行打下基础；项目二则是一个综合的组合逻辑电路实例，扩宽了知识面和项目深度。当然，我们还可根据学生的实际情况拓展其他相关的一些项目。学生在项目产品的制作过程中，通过自行设计电路，安装，调试电路，提高运用理论解决实际问题的能力，使每个成员专业知识、专业技能、工作能力和团队精神得到提高和发挥，因此在数字电路课程中实施项目教学法可以更好地完成高职院校的培养目标，提高学生的实践能力和专业技能。
三、Multisim10软件介绍
Muhisim10软件是一种专门用于电子电路设计与仿真的软件，以Windows为操作平台，具有丰富的元件型，可以进行电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入，能够完成仿真和分析功能，适用于模拟/数字电路板的设计[2]。
Multisim10具有以下特点：系统高度集成，界面直观，操作方便；支持模拟电路、数字电路以及模拟/数字混合电路的设计仿真；电路分析手段完备；提供多种输入/输出接口。
四、Multisim10在数字电路项目式教学中的应用
针对高职学生基础薄弱的特点，我们在设计教学项目的时候遵循由简到繁、由易到难的原则，通过分析课程知识和操作技能的要求，并结合学情，确立最合适的项目。在初学时可以用一些比较简单的项目，随着学习的深入，逐步增加项目的复杂度，在保持学生的自信心的基础上，激发学生的兴趣和求知欲。应用Multisim10软件可以经济方便的进行项目开发，很好的支持了数字电路项目式教学。
下面以“四人智力竞赛抢答器电路的设计”为例，介绍在Multisim10软件中如何完成数字电路项目。
1.下达项目教学任务
设计一个四人智力竞赛抢答器电路，要求智力竞赛抢答器电路能识别出4位数据中的第一位到来的数据，而对随后到来的其它数据不再作出响应，至于哪一位数据到来，通过LED指示。
2.学生通过查资料、自学、相互讨论、合作协调，完成
（1）四人智力竞赛抢答器电路设计；
（2）Multism10仿真，验证设计电路的正确性。
在项目的实施过程中，教师一定要把握好指导的尺度，更多地放开手让学生成为项目完成的主体，这样能充分锻炼学生的发散思维，培养其创新能力，并指导学生对项目进行拓展和延伸。
图1是学生设计的四人智力竞赛抢答器电路，通过此仿真电路优化了电路结构，形象地模拟四人抢答，学生学习热情高涨，效果良好。通过实际电路的焊接调试，培养了学生的操作技能。整个过程培养了学生从理论到实际、理论联系实际的能力，实现了理论实践一体化的教学目标.充分调动了学生的学习积极性，大大提高了学生的动手能力。
总之，通过Multisim10仿真，学生不仅明白了设计方法，更清楚了数字电路的功能，加深了对理论的理解，建立起动态、形象、直观的感性认识；所以，在项目实施过程中要求学生设计好电路之后，使用仿真软件进行电路仿真、调试，优化电路结构和参数，可以以得出最佳、最优的电路设计方案。
参考文献
[1]刘勇.数字电路（第二版）[M].北京：机械工业出版社， 2013.
[2]王冠华.Multisim10电路设计及应用[M].北京：国防工业出版牡，2008.