《組合邏輯電路設(shè)計(jì)》的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

劉海燕 賈燕茹

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南鄭州 450052)

《數(shù)字電子技術(shù)》是高職院校電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。它的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生具備高素質(zhì)勞動(dòng)者和中、初級(jí)專門人才必須的電子技術(shù)的基本知識(shí)和基本技能,為增強(qiáng)適應(yīng)職業(yè)變化的能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力打下一定的基礎(chǔ)。它是一門理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程。隨著社會(huì)的發(fā)展,教育改革的不斷深入,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展要求。我們的教學(xué)模式應(yīng)適應(yīng)形勢(shì)的變化進(jìn)行改革,適應(yīng)社會(huì)對(duì)職業(yè)技術(shù)教育的要求。

《數(shù)字電子技術(shù)》課程特點(diǎn)是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多和更新速度快。課程的授課重點(diǎn)是以數(shù)字基本理論為基礎(chǔ)、基本技能為橋梁、綜合創(chuàng)新為目的,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力;淡化電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)電路的外部特性;淡化邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn),強(qiáng)調(diào)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的優(yōu)化作用。《組合邏輯電路的設(shè)計(jì)》這節(jié)課是組合邏輯電路的重要組成部分,它在課程中起著承前啟后的作用,既是對(duì)前面所學(xué)的邏輯電路、真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式以及邏輯代數(shù)等知識(shí)的綜合應(yīng)用,又為后續(xù)編碼器、譯碼器等中規(guī)模組合邏輯電路的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在實(shí)際教學(xué)過程中,學(xué)生學(xué)習(xí)這節(jié)還是有很大難度。傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法很難適應(yīng)教學(xué)要求,除了運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)法向?qū)W生講授知識(shí)、學(xué)生記筆記、做練習(xí)、考試等方法外,在新的的教學(xué)模式中我們又提出了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)加小組合作的教學(xué)模式。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是指在教學(xué)過程中以一個(gè)個(gè)項(xiàng)目為主線來展開,把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)中去,層層推進(jìn)項(xiàng)目。通過對(duì)問題的深化或功能擴(kuò)充,來拓寬知識(shí)的廣度和深度,直至得到一個(gè)完整的項(xiàng)目解決方案,從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的目的?！督M合邏輯電路的設(shè)計(jì)》一節(jié)課實(shí)施了以解決問題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式教學(xué),經(jīng)過不斷研討與實(shí)踐,取得了良好的教學(xué)效果。

一、創(chuàng)建情景,導(dǎo)入新知

以創(chuàng)建問題情景激發(fā)學(xué)生興趣為導(dǎo)入新課的指導(dǎo)思想。從學(xué)生身邊事件引入,創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的學(xué)習(xí)情境,引導(dǎo)學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)進(jìn)入學(xué)習(xí)情境,使學(xué)習(xí)直觀化和形象化,使學(xué)生始終在和諧愉快的情境中自主、能動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。本課以制作“3人表決器”為主要任務(wù)線索,讓學(xué)生明確任務(wù),并完成任務(wù)。通過情景的創(chuàng)立,既可以讓學(xué)生積極思考,也吸引學(xué)生跟上授課節(jié)奏,將學(xué)生自然而然地引入到學(xué)習(xí)氛圍中。表決器如圖 1所示。

授課中師生共同參與活動(dòng):教師主持、學(xué)生活動(dòng)。

1.活動(dòng)內(nèi)容:由 3名學(xué)生組成評(píng)判小組表決班級(jí)事務(wù)。

2.活動(dòng)要求:評(píng)判小組由班長(zhǎng)、副班長(zhǎng)、體育委員組成;評(píng)判小組成員通過按表決器進(jìn)行評(píng)判;由教師提供符合評(píng)判要求的表決器。

圖1 表決器實(shí)物

活動(dòng)結(jié)束,老師可以提出問題:活動(dòng)中使用的表決器有什么特點(diǎn)?屬于什么電路?以此引起學(xué)生的興趣,引起學(xué)生的思考,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。在活動(dòng)中學(xué)生不再是學(xué)習(xí)的被動(dòng)接收者,而成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體。學(xué)生通過思考及師生互動(dòng)提出問題布置任務(wù)。

二、案例分析,傳授新知

通過活動(dòng)引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù):設(shè)計(jì)一個(gè)三人表決器。老師通過課件演示的形式,啟發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析,并設(shè)置輸入輸出變量。

圖2 表決器輸入輸出邏輯關(guān)系

在引導(dǎo)過程中教師可以提出:要設(shè)計(jì)組合邏輯電路,必須找出輸出變量和輸入變量直接的邏輯關(guān)系,要找出邏輯關(guān)系必須列出什么表格呢?真值表中幾個(gè)輸出變量和幾個(gè)輸入變量?每組輸入變量的組合,輸出變量的狀態(tài)是“0”還是“1”呢?等一系列啟發(fā)性問題。學(xué)生通過教師的啟發(fā)先列出輸入輸出的邏輯關(guān)系表,如圖 2所示。根據(jù)邏輯關(guān)系表格演化出真值表,如圖 3所示。

圖3 表決器真值表

學(xué)生根據(jù)真值表寫出輸入輸出變量之間最簡(jiǎn)函數(shù)表達(dá)式并畫出邏輯電路圖:F=AB+AC+BC

圖4 邏輯電路圖

三、仿真實(shí)驗(yàn),鞏固新知

將學(xué)生設(shè)計(jì)好的邏輯電路通過 EWB仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電路的正確性。EWB軟件是一種電子線路仿真軟件,它不僅可以方便的設(shè)計(jì)出常見的各種電路,更可以在電腦上顯示電路的信號(hào)傳輸?shù)娜^程?？梢苑奖愕姆治鲭娐返男阅?。演示出實(shí)驗(yàn)的過程同時(shí)彌補(bǔ)演示時(shí)間的不足,同時(shí)讓學(xué)生學(xué)習(xí)輔助實(shí)驗(yàn)軟件,開闊學(xué)生眼界,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

圖5 EWB邏輯電路演示圖

四、演示實(shí)驗(yàn),拓展新知

為了將理論知識(shí)和學(xué)生的生活實(shí)際有機(jī)結(jié)合,繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生把它做成一個(gè)實(shí)際可用的表決電路。在課堂上以小組為單位用 74LS00芯片搭接 3人表決器并展示小組效果。在活動(dòng)過程中讓學(xué)生初步接觸用芯片搭接實(shí)際電路,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

五、交流反思,共同提高

在活動(dòng)結(jié)束后,請(qǐng)每個(gè)小組同學(xué)談?wù)勗趯?shí)際操作過程中的注意事項(xiàng)及出現(xiàn)的問題以及你對(duì)實(shí)際問題是如何解決的?通過總結(jié)感想和體會(huì),培養(yǎng)學(xué)生自我反思和自我評(píng)價(jià)意識(shí),也增進(jìn)了師生之間的感情。

六、結(jié)論

本節(jié)課采用“虛實(shí)結(jié)合”、“軟硬結(jié)合”教學(xué)方式,在教學(xué)中加入實(shí)踐技能操作,把理論知識(shí)同實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來,讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中獲得知識(shí)提高能力,實(shí)踐證明應(yīng)用多種教學(xué)方法并行,對(duì)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)課程的興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力等方面具有良好的效果。

[1]劉剛.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)技術(shù)教育,2007/23.

[2]錢曉菁,馬玉娟.試論“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”[J].中國(guó)電化教育,2002/9.

[3]劉夢(mèng)龍.運(yùn)用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力[J].包頭職大學(xué)報(bào),2003/2.