江蘇 莫玉華

Proteus在數(shù)字邏輯電路課程教學(xué)中的重要性

江蘇 莫玉華

通過(guò)多年來(lái)從事職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)，筆者根據(jù)職業(yè)學(xué)校學(xué)生特點(diǎn)。要讓學(xué)生理解抽象的電子專(zhuān)業(yè)理論，掌握基本的操作技能，一個(gè)有效的手段就是通過(guò)Proteus仿真演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)平臺(tái)，增加學(xué)習(xí)的透明度。

仿真實(shí)驗(yàn)；數(shù)字電路；輔助

在現(xiàn)代的教學(xué)中，特別是在我們電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課中實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證是必不可少的，而仿真實(shí)驗(yàn)又是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)的最佳平臺(tái)，它不僅優(yōu)化了課堂教學(xué)，提高了課堂質(zhì)量，而且學(xué)生知識(shí)技能也突破了學(xué)校的瓶頸，開(kāi)闊了視野。筆者正嘗試著把數(shù)字電路課程的大多數(shù)教學(xué)內(nèi)容都用仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示教學(xué)。現(xiàn)在談一下我的一些看法。

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，都涉及到因操作不當(dāng)而造成的元器件和儀器儀表的損毀，也涉及到儀器儀表等工作時(shí)所造成的能源消耗。采用Proteus仿真軟件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則不存在上述的問(wèn)題，其在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中是比較安全的，而且也解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很少且程式化的問(wèn)題，采用Proteus仿真軟件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅操作方便，節(jié)省時(shí)間而且還效果明顯。

一、實(shí)驗(yàn)證實(shí)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們求知欲望，提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力

職業(yè)學(xué)校的學(xué)生最大的一個(gè)缺點(diǎn)就是缺乏學(xué)習(xí)興趣，理解能力弱，針對(duì)這一問(wèn)題，本人在講《數(shù)字邏輯電路》組合邏輯電路這一章節(jié)的時(shí)候，就用形象生動(dòng)的仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示。比如：我們?cè)谥v組合邏輯電路分析的時(shí)候我們就可以利用Proteus仿真軟件用74LS00、74LS02等基本的與非門(mén)、或非門(mén)等組合連接成我們要的電路，然后演示結(jié)果，讓學(xué)生看到我們理論分析得到的結(jié)果跟我們仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是一致的，再比如我們?cè)谥v加法器的時(shí)候我們也可以利用Proteus仿真軟件用四位加法器74S283連接成我們要的兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)的加法電路或者是兩片74S283連接成兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的加法電路，然后就可以演示它們相加后的結(jié)果，這個(gè)結(jié)果再與我們學(xué)生通過(guò)筆算的結(jié)果比較，看看是否一致，這樣就能使得學(xué)生對(duì)加法器有了感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)起來(lái)也會(huì)更有興趣了。再比如我們學(xué)習(xí)比較器的時(shí)候我們可以利用Proteus仿真軟件用74LS85連接如下圖所示電路：八個(gè)開(kāi)關(guān)控制另一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，U1的輸出結(jié)果就是這兩個(gè)八位二進(jìn)制數(shù)的比較結(jié)果，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)改變兩個(gè)八位數(shù)，從而可以得到任意兩組數(shù)的比較。編碼器，譯碼器，數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)分配器，奇偶校驗(yàn)器等等，都可以用Proteus仿真軟件來(lái)演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，后面章節(jié)的觸發(fā)器，時(shí)序邏輯電路等等也都可以通過(guò)仿真演示出它們直觀的波形。通過(guò)仿真學(xué)生會(huì)有成就感，也使學(xué)生建立直觀的仿真思想。同時(shí)利用仿真的形象、生動(dòng)、實(shí)在等特性，對(duì)教學(xué)產(chǎn)生積極的影響。我想：學(xué)生在驚嘆仿真實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，更激發(fā)了他們探索先進(jìn)電子技術(shù)的欲望，而由學(xué)生自己的分析得出的結(jié)論，形成的概念也是很難遺忘的。

左邊SW1—SW8八個(gè)開(kāi)關(guān)控制一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，右邊SW9—SW16

二、仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，更利于突破教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)

Proteus仿真實(shí)驗(yàn)多維化、集成化、交互化特征，能大大豐富表現(xiàn)力，更有利于信息加工，便于學(xué)生理解問(wèn)題和解決問(wèn)題，也更容易突破教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)。從事電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的教師都知道，《數(shù)字邏輯電路》教材中時(shí)序邏輯電路這部分的內(nèi)容是學(xué)生感到難度最大，但如果我們配合Proteus仿真實(shí)驗(yàn)講解，就顯得容易多了?？梢园颜麄€(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬演示，比如我們?cè)谥v解時(shí)序邏輯電路的分析的時(shí)候，我們可以在每一個(gè)觸發(fā)器的輸出端都接上示波器，仿真演示它們工作時(shí)的每一部分的輸出波形，這樣把一個(gè)學(xué)生難以理解的問(wèn)題從感性上讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并理解。

三、Proteus仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于組織課堂教學(xué)

電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課，理論極為抽象，若不以一定程度的具體化、形象化的方式呈現(xiàn)給職校學(xué)生，勢(shì)必?zé)o法讓師生在課堂上達(dá)到省時(shí)高效的教與學(xué)的效果。運(yùn)用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，太浪費(fèi)時(shí)間和資源。而應(yīng)用Proteus仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以節(jié)省時(shí)間節(jié)省資源，還能讓學(xué)生動(dòng)手操作，得出結(jié)論。教師還可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生各種感官，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。對(duì)于一些難以用語(yǔ)言或板書(shū)描述的過(guò)程，可利用Proteus仿真演示動(dòng)態(tài)過(guò)程，節(jié)約大量的教師口頭講述時(shí)間，這樣更具感染力和說(shuō)服力，學(xué)生也更容易理解接受，收到事半功倍的教學(xué)效果。

實(shí)踐證明，這種把仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到我們電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課的每一節(jié)課堂上的教學(xué)方法不僅教學(xué)效果明顯而且可以降低成本，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。所以具有較高的推廣價(jià)值。

[1]朱清慧，張鳳蕊，翟天嵩，王志奎編著.Proteus教程——電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)、制版與仿真.清華大學(xué)出版社，2008年9月第一版.

[2]肖明耀主編.數(shù)字邏輯電路.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2003年7月第三版.

（作者單位：常州技師學(xué)院）

（編輯 王旸）