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
通過多年來從事職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)課的教學(xué),筆者根據(jù)職業(yè)學(xué)校學(xué)生特點。要讓學(xué)生理解抽象的電子專業(yè)理論,掌握基本的操作技能,一個有效的手段就是通過Proteus仿真演示實驗結(jié)果,能夠為學(xué)生提供一個感性的認識平臺,增加學(xué)習(xí)的透明度。
仿真實驗;數(shù)字電路;輔助
在現(xiàn)代的教學(xué)中,特別是在我們電類專業(yè)的基礎(chǔ)課中實驗的驗證是必不可少的,而仿真實驗又是電類專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)實驗的最佳平臺,它不僅優(yōu)化了課堂教學(xué),提高了課堂質(zhì)量,而且學(xué)生知識技能也突破了學(xué)校的瓶頸,開闊了視野。筆者正嘗試著把數(shù)字電路課程的大多數(shù)教學(xué)內(nèi)容都用仿真實驗進行演示教學(xué)?,F(xiàn)在談一下我的一些看法。
在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程中,都涉及到因操作不當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所造成的能源消耗。采用Proteus仿真軟件進行的實驗教學(xué),則不存在上述的問題,其在實驗的過程中是比較安全的,而且也解決了傳統(tǒng)實驗箱實驗內(nèi)容很少且程式化的問題,采用Proteus仿真軟件進行的實驗教學(xué)不僅操作方便,節(jié)省時間而且還效果明顯。
職業(yè)學(xué)校的學(xué)生最大的一個缺點就是缺乏學(xué)習(xí)興趣,理解能力弱,針對這一問題,本人在講《數(shù)字邏輯電路》組合邏輯電路這一章節(jié)的時候,就用形象生動的仿真實驗進行演示。比如:我們在講組合邏輯電路分析的時候我們就可以利用Proteus仿真軟件用74LS00、74LS02等基本的與非門、或非門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)果跟我們仿真實驗的結(jié)果是一致的,再比如我們在講加法器的時候我們也可以利用Proteus仿真軟件用四位加法器74S283連接成我們要的兩個四位二進制數(shù)的加法電路或者是兩片74S283連接成兩個8位二進制數(shù)的加法電路,然后就可以演示它們相加后的結(jié)果,這個結(jié)果再與我們學(xué)生通過筆算的結(jié)果比較,看看是否一致,這樣就能使得學(xué)生對加法器有了感性的認識,學(xué)習(xí)起來也會更有興趣了。再比如我們學(xué)習(xí)比較器的時候我們可以利用Proteus仿真軟件用74LS85連接如下圖所示電路:八個開關(guān)控制另一個8位二進制數(shù),U1的輸出結(jié)果就是這兩個八位二進制數(shù)的比較結(jié)果,還可以通過調(diào)節(jié)開關(guān)的狀態(tài)來改變兩個八位數(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,奇偶校驗器等等,都可以用Proteus仿真軟件來演示實驗結(jié)果,后面章節(jié)的觸發(fā)器,時序邏輯電路等等也都可以通過仿真演示出它們直觀的波形。通過仿真學(xué)生會有成就感,也使學(xué)生建立直觀的仿真思想。同時利用仿真的形象、生動、實在等特性,對教學(xué)產(chǎn)生積極的影響。我想:學(xué)生在驚嘆仿真實驗的同時,更激發(fā)了他們探索先進電子技術(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—SW8八個開關(guān)控制一個8位二進制數(shù),右邊SW9—SW16
Proteus仿真實驗多維化、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)生理解問題和解決問題,也更容易突破教材的重點和難點。從事電子技術(shù)專業(yè)課教學(xué)的教師都知道,《數(shù)字邏輯電路》教材中時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仿真實驗講解,就顯得容易多了??梢园颜麄€實驗過程進行模擬演示,比如我們在講解時序邏輯電路的分析的時候,我們可以在每一個觸發(fā)器的輸出端都接上示波器,仿真演示它們工作時的每一部分的輸出波形,這樣把一個學(xué)生難以理解的問題從感性上讓學(xué)生認識并理解。
電子技術(shù)專業(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,勢必?zé)o法讓師生在課堂上達到省時高效的教與學(xué)的效果。運用傳統(tǒng)實驗教學(xué),太浪費時間和資源。而應(yīng)用Proteus仿真實驗教學(xué)不僅可以節(jié)省時間節(jié)省資源,還能讓學(xué)生動手操作,得出結(jié)論。教師還可以充分調(diào)動學(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。對于一些難以用語言或板書描述的過程,可利用Proteus仿真演示動態(tài)過程,節(jié)約大量的教師口頭講述時間,這樣更具感染力和說服力,學(xué)生也更容易理解接受,收到事半功倍的教學(xué)效果。
實踐證明,這種把仿真實驗應(yīng)用到我們電子技術(shù)專業(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)濟優(yōu)勢明顯。所以具有較高的推廣價值。
[1]朱清慧,張鳳蕊,翟天嵩,王志奎編著.Proteus教程——電子線路設(shè)計、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.中國勞動社會保障出版社,2003年7月第三版.
(作者單位:常州技師學(xué)院)
(編輯 王旸)