王鳳華

摘要：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)以及信息技術(shù)等科技理論的發(fā)展，通過計算機(jī)軟件模擬硬件模塊的虛擬實驗已經(jīng)成為中職學(xué)校的電類教學(xué)和實驗的一個必不可少的部分，根據(jù)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的專業(yè)設(shè)置以及對電工電子實驗的需要，我們的實際教學(xué)當(dāng)中經(jīng)常利用軟件來實現(xiàn)虛擬電類線路的搭建、參數(shù)調(diào)整、虛擬仿真、實驗結(jié)果保存與數(shù)據(jù)恢復(fù)，本文將重點(diǎn)以《電子CAD》課程中的EWB軟件中提供的虛擬儀器——“邏輯轉(zhuǎn)換儀”的實踐教學(xué)為主要內(nèi)容，具體說明虛擬儀器的實踐教學(xué)及思考。

關(guān)鍵詞：電子CAD;虛擬儀器儀表;邏輯轉(zhuǎn)換儀

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）23-0132-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

邏輯轉(zhuǎn)換儀是組合邏輯電路設(shè)計與分析過程中非常實用的一種虛擬儀器，也是《電子CAD》課程當(dāng)中一個非常實用的儀表?！峨娮覥AD》又是以計算機(jī)為工作平臺，融合電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果的現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)，為模擬電路、數(shù)字電路和部分強(qiáng)電電路的實驗、分析、設(shè)計提供虛擬實驗和電路分析的，所以好多人會認(rèn)為這門課程因為 “范圍廣、內(nèi)容難、操作細(xì)、知識碎，學(xué)習(xí)起來讓人歡喜讓人憂”，尤其對于基礎(chǔ)較差、參差不齊、接受能力及動手能力都相對較差的中職學(xué)生來說，更會覺得內(nèi)容太難、無處下手?！俏乙詾椋悍彩露家粯樱?“難者不會，會者不難”，如果我們能多想辦法、理清思路，掌握其中的方法與精髓，結(jié)果也可能變得難易皆非。尤其是EWB軟件更是如此，它為大家提供了一個操作簡便且與實際很相似的虛擬實驗平臺，使得整個設(shè)計實驗工作區(qū)如同一塊“面包板”，只要通過在上面建立各種電路就可以進(jìn)行仿真實驗，這一切主要與該軟件平臺上的儀器庫里存放著函數(shù)信號發(fā)生器、雙通道示波器、邏輯轉(zhuǎn)換儀、萬用表等7種虛擬儀器有關(guān)。當(dāng)我們在需要測試時，只需要把各種虛擬儀器拖放到工作區(qū)就可以進(jìn)行測試，并直接顯示有關(guān)數(shù)據(jù)或波形;同時，該軟件還提供了十多種分析功能，像直流工作點(diǎn)分析、交流分析、傅立葉分析、噪聲分析、失真度分析等，幾乎能對電子技術(shù)課程中所有基本電路進(jìn)行虛擬 （仿真 ）實驗，并且實驗過程和儀器操作與實際相似，但比實際方便、省時;所有這一切與單純的理論學(xué)習(xí)相比，實際操作訓(xùn)練更能加深對理論知識的理解，效果更好。所以，我就將以虛擬儀器——邏輯轉(zhuǎn)化儀為主要對象略談虛擬儀器的教學(xué)實踐及思考……

就總體而言，《電子CAD》的教學(xué)大多屬于 “理論講解+實踐操作”課型，當(dāng)然邏輯轉(zhuǎn)化儀也不例外，體現(xiàn)在具體教學(xué)實踐中，我以為從以下幾個方面去考慮：

1 良好的開端

首先在導(dǎo)入邏輯轉(zhuǎn)換儀新儀器之前，可以先以已經(jīng)學(xué)習(xí)過的函數(shù)信號發(fā)生器與邏輯分析儀為例，讓學(xué)生通過實例演示，進(jìn)一步熟悉操作環(huán)境，消除心理上的壓力，在回顧舊知識的同時盡快回歸思想，把注意點(diǎn)集中到虛擬實驗以及儀器仿真與分析上，從感覺上先感受如同實驗室一般的氛圍，再通過其中的一些虛擬實驗簡單操作結(jié)果，在“理論與實踐”之間構(gòu)建橋梁。再在此基礎(chǔ)上，通過提出簡單問題——以分析如圖1（a）電路為目標(biāo)、提出與圖1有關(guān)的組合邏輯電路的分析與設(shè)計流程，提出問題，再引入如圖1（b）所示雖可行、簡單、但存在局限性的虛擬測試方法，從而提出有效地解決問題途徑，引入將要進(jìn)行的新課課題——邏輯轉(zhuǎn)化儀這一虛擬儀器，并通過一些簡單化操作結(jié)果，與復(fù)雜理論形成對比，使得困難且復(fù)雜的問題解決顯得游刃有余，這樣良好的學(xué)習(xí)氛圍即可形成，這時趁熱打鐵，便可以收到良好的學(xué)習(xí)效益。

2 注意要點(diǎn)難點(diǎn)

首先，把握重點(diǎn)內(nèi)容虛擬儀器邏輯轉(zhuǎn)化儀的準(zhǔn)確使用和注意事項，尤其是在3種不同使用前提下，關(guān)鍵在于每一種情況下，需要快速準(zhǔn)確地繪制電路圖搭建電路。要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)電路連接中的技巧：一般只要按照自頂向下、逐步細(xì)化、層次化、模塊化的分析方法和步驟，盡量在繪圖過程中注意分析走長線，避免導(dǎo)線多次彎曲調(diào)整，讓電路中的接點(diǎn)自動生成即可。比如：在由電路導(dǎo)出其他內(nèi)容時，只要心里先有成圖，再整體性分析電路，當(dāng)電路分析過程中存在空懸的元器件端子，外加一條已經(jīng)連接好的導(dǎo)線，即可從空懸端子向已經(jīng)畫好的導(dǎo)線引接點(diǎn)，當(dāng)鼠標(biāo)狀態(tài)顯示為虛圈，松開鼠標(biāo)，這時接點(diǎn)即可自動生成，盡量避免虛接，保證電路的細(xì)節(jié)處理妥當(dāng)，從而保證電路繪制過程的完整性，測試結(jié)果的準(zhǔn)確性;當(dāng)由表達(dá)式導(dǎo)出其他時，其中表達(dá)式準(zhǔn)確輸入是第一步，也是保障后面每一步操作結(jié)果準(zhǔn)確至關(guān)重要的一步;由真值表導(dǎo)出其他時，真值表的輸入選擇與輸出編輯至關(guān)重要……

具體而言，在講解將邏輯轉(zhuǎn)換儀與門電路連接時應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：①連線盡量走長線，避免導(dǎo)線彎曲和調(diào)整;②節(jié)點(diǎn)要通過對電路分析，讓其自動生成，避免斷路;③邏輯轉(zhuǎn)換儀的接入方法：將待測邏輯電路的輸入端連接到邏輯轉(zhuǎn)化儀左側(cè)的輸入端，將邏輯電路的輸出端連接到邏輯轉(zhuǎn)化儀的最右側(cè)的輸出端;同時，對電路連接中學(xué)生容易出現(xiàn)問題的地方設(shè)疑問，先讓學(xué)生自己分析，尋求正確的連接方法，再給定準(zhǔn)確答案，讓學(xué)生進(jìn)一步體會電路連接要點(diǎn)與注意事項，透徹理解正確的電路連接方法和技巧;再講解具體測試操作，尤其是按鈕操作時可由教師借助幻燈片講解并演示操作，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)使用“”按鈕時，必須注意的關(guān)鍵問題：①當(dāng)且僅當(dāng)只單擊按鈕一次：當(dāng)單擊一次按鈕時，即可生成一個所求電路，如若單擊多次，則生成多個電路;②新電路生成以后，一般都在電路工作區(qū)與原來的電路疊加顯示，這時區(qū)分原電路與新電路就只是在顯示顏色上，原電路部分全黑色顯示，而新生成的電路連接全部以紅色顯示，此時一定要注意鼠標(biāo)不能隨便在工作區(qū)亂點(diǎn)擊，因為如果那樣操作，有可能使新電路中的元件全部或部分也同樣以黑色顯示，那樣，原來的電路與新生成的電路就混為一談、亂七八糟，無法區(qū)分;在使用“”按鈕時，只有當(dāng)初次單擊控制按鈕之后，當(dāng)新電路顯示為紅色狀態(tài)，這時輕輕單擊選擇任意紅色元件并拖動，這時新生成的電路就可以整體移動到其他位置，否則，有可能操作失敗……

3 即時課堂鞏固

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。本課題實踐過程中可引入2道課堂練習(xí)，其中1題為本次課題開始集中講解并詳細(xì)操作演示的原內(nèi)容，主要通過練習(xí)把握操作練習(xí)主線——組合邏輯電路的分析與設(shè)計思路，學(xué)會虛擬電路仿真實驗的具體套路——在準(zhǔn)確繪制電路的基礎(chǔ)上，理清每種情況下各按鈕使用的具體功能、操作方法和注意事項，能自然嫻熟地利用計算機(jī)這一操作工具，那么所有問題都會游刃有余，輕松自然得以解決;第2道練習(xí)，可作為理論部分的練習(xí)，主要圍繞“實踐檢驗真理”而設(shè)計，由教師事先給定參考答案，主要幫助學(xué)生在遇到困難和迷惑時，可以通過預(yù)先給定的參考答案，進(jìn)一步分析去尋找自己的不足之處，取長補(bǔ)短，使理論和實踐統(tǒng)一結(jié)合。

4 內(nèi)容總結(jié)及反思

為了進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，盡力使學(xué)生對所教知識能規(guī)律化的盡量規(guī)律化，能結(jié)論化處理的盡量結(jié)論化，做到由點(diǎn)到線、由線及面的統(tǒng)一處理，尤其強(qiáng)調(diào)知識的整體性和系統(tǒng)性。本次課程主要圍繞1種虛擬儀器、9個輸入/輸出端子、6個操作控制按鈕、3種操作使用前提和2個基本工作流程，即：1種虛擬儀器——邏輯轉(zhuǎn)換儀;9個端子——8輸入1輸出;6個控制操作按鈕——鼠標(biāo)單擊;3種使用前提——①由電路導(dǎo)出;②由表達(dá)式導(dǎo)出;③由真值表導(dǎo)出;2個基本工作流程——組合邏輯電路的分析與設(shè)計步驟。

總之，通過對虛擬儀器邏輯轉(zhuǎn)換儀的使用與教學(xué)實踐，要是大家對虛擬仿真教學(xué)儀器這種新興教學(xué)模式為教學(xué)及實踐提供新的平臺，發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢更感興趣，尤其在組合邏輯電路分析和設(shè)計方面的作用更要毋庸置疑。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電子類職業(yè)通用教材.脈沖與數(shù)字電路[M].勞動和社會保障廳出版.

【通聯(lián)編輯：李雅琪】