曾凡菊　譚永前

摘 要：數(shù)字電子技術(shù)實驗是電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程實驗內(nèi)容部分較抽象，難于理解。采用Multisim仿真軟件對數(shù)字電子技術(shù)實驗進(jìn)行仿真，能及時鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識，便于學(xué)生理解實驗原理。實驗教學(xué)在培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才和全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教育中具有不可替代的地位和作用。本文從實驗類型和實驗軟件、硬件方面，如何提高實驗教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了分析，對實驗教學(xué)方式進(jìn)行了探討。通過對數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)改革的研究，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)試驗；Multisim；教學(xué)改革

基金項目：凱里學(xué)院青年課題（Z1123）

《數(shù)字電子技術(shù)》是高校電子、通信、電氣信息類本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時也是實踐性很強(qiáng)的一門課程?！稊?shù)字電子技術(shù)》在整個課程設(shè)計體系中起著重要作用，為單片機(jī)原理、EDA等后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。其培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生在掌握數(shù)字電路基本理論知識及分析設(shè)計電路的方法同時還要具備對數(shù)字電路分析、設(shè)計、維修、調(diào)試等重要實踐技能，以滿足應(yīng)用型人才的需求。針對以上的培養(yǎng)目標(biāo)，我們在《數(shù)字電子技術(shù)》的實驗教學(xué)過程中引入Multisim仿真軟件，實施仿真教學(xué)。

1. Multisim 仿真軟件介紹

Multisim軟件是NI公司研發(fā)的是一款專門為用戶提供電子電路設(shè)計和測試仿真的軟件。其優(yōu)越性主要包括以下幾個方面：

1、操作界面直觀。整個操作界面就像一個電子實驗臺，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上，點擊鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來，可以靈活、直觀地創(chuàng)建和修改電路。

2、元器件豐富。Multisim提供了當(dāng)前主流的應(yīng)用元件庫，種類多達(dá)17000多種元件。同時能方便地對元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能創(chuàng)建自己的元器件。

3、仿真功能強(qiáng)大。Multisim 可以對數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)模混合電路以及射頻電路進(jìn)行仿真。

4、測試儀器豐富

Multisim提供了多種虛擬分析儀器，例如邏輯分析儀、函數(shù)發(fā)生器、波特儀、示波器等。

2. 實驗教學(xué)改革

現(xiàn)行的數(shù)字電路實驗教學(xué)模式以傳統(tǒng)的硬件搭試為主，采用常規(guī)的TTL邏輯器件（如74LS系列）在數(shù)字實驗箱上進(jìn)行硬件連線搭接，輔之以相關(guān)的外圍電路和器件（如電平開關(guān)、LED 燈、數(shù)碼管等），實現(xiàn)一定的數(shù)字邏輯功能。此方法的優(yōu)點在于學(xué)生直接面對電子器件，操作過程直觀、易懂，能很好地激發(fā)學(xué)生的實驗積極性，鍛煉動手操作能力。缺點是試驗箱容易出現(xiàn)硬件接觸不良、集成芯片容易燒壞、及導(dǎo)線損壞量大、線路復(fù)雜難以調(diào)試等一系列問題。學(xué)生在實驗操

作過程中如出現(xiàn)問題，教師要花費大量時間去幫助學(xué)生檢查連線錯誤，排除一些技術(shù)上、工藝上的故障[1，2]，學(xué)生效率低下，同時，學(xué)生在操作試驗箱的過程中損壞大量導(dǎo)線、芯片損壞、模塊壞死等問題。占用大量的實驗室經(jīng)費，對現(xiàn)有實驗教學(xué)進(jìn)行改革勢在必行。

（1）驗證性實驗

驗證型實驗是傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容，大多數(shù)驗證性實驗都是指在對實驗理論已經(jīng)理解掌握的情況下，為了驗證這些實驗理論的真實性而完成的。

改革實驗方法：在學(xué)生驗證性實驗操作之前教師通過Multisim 仿真環(huán)境先對實驗電路進(jìn)行仿真包括元件的選取、仿真連線、運行、測量、調(diào)試直至獲得實驗測量數(shù)據(jù)等整個實驗過程現(xiàn)場仿真演示，同時為后續(xù)的實驗操作打下基礎(chǔ)。

（2）綜合性實驗

綜合性實驗其目的是培養(yǎng)學(xué)生具備《數(shù)字電子技術(shù)》知識的系統(tǒng)綜合能力和動手能力，要求學(xué)生較好掌握驗證性實驗的內(nèi)容，是學(xué)生對于前期孤立知識點的再一次統(tǒng)籌認(rèn)識的過程。

改革實驗方法：采用實驗箱和Multisim仿真軟件相結(jié)合的方法來完成，對于涉及知識點較少的綜合性實驗，采用實驗箱中的幾個模塊搭建完成，而對于涉及知識點較多的綜合性實驗，采用Multisim仿真軟件來完成。

（3）設(shè)計性實驗

實驗教師給出實驗?zāi)康暮蛯嶒炓?，對學(xué)生進(jìn)行分組，要求學(xué)生利用所學(xué)理論知識和驗證性實驗、綜合性實驗掌握的知識，自行設(shè)計實驗方案，獨立完成操作、記錄實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果。

改革實驗方法：利用Multisim仿真軟件來完成設(shè)計性實驗的教學(xué)，學(xué)生簡單連接所需要的模塊后，即可進(jìn)行仿真和分析。設(shè)計性實驗過程運用了學(xué)生的創(chuàng)新性思維，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。

3.實驗考核標(biāo)準(zhǔn)

實驗考核分為平時考核和期末考核兩個階段。

這三部分在總成績中所占的比例如下：實驗態(tài)度5%；實驗操作25%；實驗報告10%

這兩部分在總成績中所占比例如下：期末實驗抽考30%；設(shè)計作品評測30%。

4.結(jié)束語

數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)采用試驗箱與Multisim仿真軟件相結(jié)合的方式進(jìn)行，克服了學(xué)生采用實驗箱做實驗時損壞大量導(dǎo)線、芯片、模塊等情況。采用Multisim仿真軟件有效地彌補了學(xué)生多，實驗箱數(shù)量少的問題。同時，通過Multisim仿真能及時鞏固所學(xué)理論知識。通過對實驗教學(xué)方法的改革，對綜合、設(shè)計性實驗的開發(fā)和實踐，讓學(xué)生對知識點的理解程度加深，創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力得到了鍛煉。

參考文獻(xiàn)

[1] 施建華， 王弘剛， 梁永輝， 江文杰. 關(guān)于“光學(xué)工程”學(xué)科課程建設(shè)的幾點思考[J]. 光學(xué)技術(shù)， 2007，33 （S1）： 309-310.

[2] 付瑞紅， 王愛冬. 信息化時代高等教育理念及課程模式的探索[J]. 教學(xué)研究. 2013，36 （2）： 8-12.

作者簡介

曾凡菊（1986-），女，貴州省黃平縣人，理學(xué)碩士，講師，研究方向：功能納米材料。