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基于Multisim的任务驱动教学法在电工电子实训教学中的应用

范文

李正晓，黄珍贵

[摘要] 任务驱动教学法是教员和学员双方共同参与的一种教学方法，它和Multisim仿真软件的结合使用是根据教学对象的岗位任职需要，设计出的适合于导弹专业基础课程的教学模式。这种教学方法能满足学员的求知欲，教学互动性和学员的主观能动作用强，对提高教学质量和学员的岗位任职能力具有较大的促进作用。

[关键词] 任务驱动教学；Multisim；电路仿真

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）12-0182-02

任务驱动教学法是实施探究式教学的一种教学方法，特点是“学员以学为主，教员指导为辅”，强调充分发挥学员的主观能动作用，适合于对学员进行操作知识和技能的传授。任务驱动教学法最鲜明的特点是围绕目标任务展开教学，把教学任务细化为多个子任务或目标，学员在强烈的问题动机驱动下和老师的指导下，进行自主探索和相互协作，根据课程需要不断探究新知识经验，运用原有知识和新知识提出任务方案、解决问题。

用Multisim仿真软件进行课堂虚拟实验演示、实验验证，能及时地把抽象深奥的理论知识直观形象地展现在学员面前，是一种较好的教学方法。学员可以在任意装有该软件的计算机上进行验证性实验及课外的辅助设计。Multisim能显著减小没有购置实训设备的职业技术学校开设电工电子实训课程的压力，是电工电子教学的一款优秀工具。

一、任务驱动教学法的实施

（一）基本步骤

任务驱动教学法的基本步骤如下所示：

以电子线路课程为例，可以将本课程划分为以下任务：

以子任务“单相桥式整流电路的分析与检测”为例来说明教学过程。

1.布置任务

（1）分析单相桥式整流电路的工作原理、熟悉其组成、特点和基本应用。（2）利用Multisim对单相桥式整流电路进行仿真并测量输出电压和波形。（3）进行实验，利用万用表等仪器测量单相桥式整流电路的输出电压和波形。

2.知识点学习

采取学员自学和教员授课的方式学习以下内容：（1）单相半波整流（包括电路结构、工作原理）。（2）单相桥式整流（包括电路结构、工作原理）。（3）仿真与实验。

依次采用Multisim仿真和实物实验的方法完成，包括以下内容：（1）电路的识别与连接。（2）电路检查。（3）参数和波形观察。

（4）电路故障分析与排除。（5）分析总结仿真和实物实验。

3.能力拓展

（1）学员利用Multisim进行个人感兴趣的电路设计与仿真和实物实验。（2）结合设备相关电路进行学习。

（二）教学特点

1.提高了学习的主动性

在任务驱动教学过程中，每个学员都有自己的事情要做，要求学员主动地寻找答案才能有结果。任务驱动教学法能激发学员的学习热情，激发学员的潜能，在学员主动学习、摄取知识的同时，培养其学习能力和创新精神。

2.提高了学习兴趣

教员不再是一言堂，而是帮助学员完成任务。学员在分析、思考、讨论、交流中得出结论。学员会遇到很多问题，有的可以通过查阅资料解决，或者通过同学间相互交流、讨论来解决，有的则需要教员加以点拨指导。这样，完全打破了“教员一言堂”的局面，学员有新鲜感，在探究、思考、实践、创造的过程中不断地获得满足感和成就感，从而充分激发求知欲望，大大地提高了学习的兴趣和效果。

3.提高了教学效果

任务驱动教学法最鲜明的特点是围绕明确的目标任务展开教学，学员学习动机强烈，有利于提高学习效率，比如在完成整流滤波电路的任务时，学员会发现必须掌握变压器、二极管和电容的原理和工作过程，才能正确搭接电路和知道如何排除故障。

4.提高了独立思考问题的能力

教员事先并不直接提出观点，也不直接告诉学员解决问题的思路，创造了学员主动参与、自主探究和相互协作的新型教学模式，有利于提高学员思考问题、分析问题和解决问题的能力。

二、Multisim仿真软件在教学中的应用

Multisim仿真软件可以在教员授课中用来进行演示，有助于学员理解教材中的抽象内容，有着PowerPoint演示达不到的效果。學员采用了Multisim设计与仿真，从元器件库中选择需要的元器件搭接电路图，设计不同的元件参数，用虚拟仪器测试电路性能，完成电子电路的设计定型。仿真通过后，再在实验室搭建硬件电路，并将虚拟仿真的结果与硬件实验的结果进行对照分析，学员在较短时间内完成了理论、原理图、仿真、原型设计到测试这样一个完整的电路设计流程。本文以Multisim对电容滤波电路进行仿真，并观测输出电压和波形的过程为例来说明Multisim的应用。

（一）创建电路图

利用Multisim提供的元器件及虚拟仪器等在工作区中建立电路，设定元件参数和标号，选择仪器设备工作模式等；加入输入器件，连入适当的测试仪器（万用表、示波器）。

（二）电路的仿真分析

Multisim软件仿真的开始和停止非常简单，只需按下软件右上角的“启动”“停止”开关，即可对仿真的过程进行控制。观察变压器输入端及整流电路输出端波形：（1）将J1开关置于断开状态，观察示波器XSC1显示波形，如图2（左）所示：同时打开万用表读取数据：XMM1测量的是整流电路输入的交流电压，约44V，XMM2测量的是整流电路输出的脉动直流电压，约38.3V。（2）将J1闭合，再次观察示波器XSC1显示的输入波形（正弦波）和输出波形，如图2（右）所示，同时万用表读XMM1，读数仍为约44V，XMM2读数变为约54.3V。

通过分析图2的波形和万用表的读数，就能验证教材上的结论：整流电路能将交流电转换成脉动直流电，同时整流电路的输出电压约为输入电压的0.9倍；加入电容滤波后，输出电压波形变得更平滑，电压的平均值也提高了，约为输入电压的1.2倍。

运用Multisim对电路进行诸如开路、短路和漏电等故障设置，进行电路仿真，进行故障复现，可以进一步拓展学员的专业技术素养。

三、结束语

本文提出的基于Multisim仿真软件的任务驱动教学法，非常适合职业技术学校专业基础培训，实践表明，其应用极大地提高了学员的学习热情和积极性，促进了自学能力和动手能力的提高，提高了学员的创造性思维能力。

参考文献：

[1]董玉冰.Muhisim 9在电工电子技术中的应用[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2]曳永芳，行小帅，景彦君.MultisimlO仿真软件在电子线路教学中的应用[J].中国现代教育装备，2010（11）.

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