卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用

【摘 要】在當(dāng)前技校生的數(shù)字電路教學(xué)中，其需要培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)新形式對(duì)此教學(xué)的要求。本文首先概述了《數(shù)字邏輯電路》的教學(xué)特點(diǎn)，分析了《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中存在的問題，提出了卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用措施。

【關(guān)鍵詞】卡諾圖；《數(shù)字邏輯電路》；教學(xué)措施

《數(shù)字邏輯電路》是計(jì)算機(jī)技術(shù)中的基礎(chǔ)知識(shí)，是很多中職院校的電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)各專業(yè)必修的學(xué)科基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課。但是在教學(xué)中，如何使得數(shù)字邏輯課程學(xué)習(xí)中不借助任何實(shí)驗(yàn)儀器， 從而能直觀地看到邏輯電路設(shè)計(jì)的結(jié)果，是教學(xué)中的難點(diǎn)與重點(diǎn)。隨著教學(xué)技術(shù)的發(fā)展與教學(xué)理念的概念，在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中，卡諾圖的運(yùn)用廣泛而靈活。本文具體探討了卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用情況，現(xiàn)報(bào)告如下。

一 .《數(shù)字邏輯電路》的教學(xué)特點(diǎn)

（一）《數(shù)字邏輯電路》的內(nèi)容特點(diǎn)

由于《數(shù)字邏輯電路》有易于集成、傳輸質(zhì)量高、有運(yùn)算和邏輯推理能力等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信、測(cè)量等領(lǐng)域。而《數(shù)字邏輯電路》的第一個(gè)內(nèi)容特點(diǎn)是為了突出“邏輯”兩個(gè)字，使用的是獨(dú)特的圖形符號(hào)。當(dāng)前最新教學(xué)版本的《數(shù)字邏輯電路》中有門電路和觸發(fā)器兩種基本單元電路，其是以晶體管和電阻等元件組成的。比如在 TTL 電路還是 CMOS 電路中，按邏輯功能要求把這些圖形符號(hào)組合起來畫成的圖就是邏輯電路圖。

（二）《數(shù)字邏輯電路》的教學(xué)目的

本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握《數(shù)字邏輯電路》方面的基本理論，基本知識(shí)和基本技能；了解《數(shù)字邏輯電路》技術(shù)和實(shí)際器件的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力；與實(shí)驗(yàn)課配合，通過實(shí)驗(yàn)課的基本訓(xùn)練，理論聯(lián)系實(shí)際。掌握典型《數(shù)字邏輯電路》的基本分析方法、設(shè)計(jì)步驟、實(shí)驗(yàn)手段和調(diào)試技能；為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)以及電子技術(shù)在相關(guān)專業(yè)中的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)；具有較強(qiáng)的查閱電子技術(shù)資料的能力和從網(wǎng)絡(luò)上獲取有關(guān)信息的能力。

（三）《數(shù)字邏輯電路》的教學(xué)要求

在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，學(xué)生要想真正理解這些電子產(chǎn)品的工作原理，作為基礎(chǔ)，數(shù)字邏輯課程的學(xué)習(xí)也是必不可少的。比如在邏輯門電路中，其教學(xué)的內(nèi)容主要為三種基本邏輯門（與、或、非）電路及幾種復(fù)合邏輯門電路（與非、或非、異或、與或非門）的特性、二極管及三極管的開關(guān)特點(diǎn)、二極管（三極管的開關(guān)特性），分立元件組成與工作原理、TTL反相器的工作原理，靜態(tài)輸入輸及輸入端負(fù)載特性與開關(guān)特性。

二.《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中存在的問題

長期以來，中職院校的《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)由于受“重理論、輕實(shí)踐”的傳統(tǒng)觀念影響，理論教學(xué)成分居多，學(xué)生普遍不重視實(shí)驗(yàn)?！稊?shù)字邏輯電路》實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開發(fā)也受此因素影響，滯后于現(xiàn)代教學(xué)的需要。同時(shí)我們知道，數(shù)字電子技術(shù)的功能是通過邏輯函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，而邏輯函數(shù)一般是基本邏輯或、與、非的復(fù)合表達(dá)，導(dǎo)致教學(xué)難度加大。同時(shí)《數(shù)字邏輯電路》的理論教學(xué)教法單一，只側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)的傳授，理論和實(shí)踐結(jié)合少，缺乏實(shí)物的展示，難于理解，控制邏輯電路的分析單調(diào)，而在實(shí)習(xí)操作時(shí)又要從頭學(xué)起，很難達(dá)到素質(zhì)教育的要求，不但給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成很大困難，也造成了重復(fù)教學(xué)和資源浪費(fèi)，更影響了教學(xué)質(zhì)量的提高和應(yīng)用性、技能型人才的培養(yǎng)。

三. 卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用措施

（一）卡諾圖的應(yīng)用價(jià)值

在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中，為了實(shí)現(xiàn)某種復(fù)合邏輯的最簡(jiǎn)數(shù)學(xué)表達(dá)意味著對(duì)應(yīng)的技術(shù)成本較低；所以化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)既具有理論價(jià)值，也具有現(xiàn)實(shí)意義，其具體方法包括公式化簡(jiǎn)法與卡諾圖化簡(jiǎn)法。在教學(xué)中，為使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)卡諾圖，我們需要依據(jù)《數(shù)字邏輯電路》課程的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生應(yīng)具有的能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)，從卡諾圖的常規(guī)用法和特殊用法兩方面探討了卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用，為今后的教學(xué)起到更好的參考和借鑒作用。其能形象直觀地為使用者演示其工作原理，即使其面對(duì)的展示對(duì)象是毫無相關(guān)知識(shí)的相關(guān)學(xué)生，也能讓他們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi) 了解簡(jiǎn)單的邏輯電路，在寓教于樂中發(fā)現(xiàn)數(shù)字邏輯的無限趣味和魅力，從小培養(yǎng)對(duì)科學(xué)熱愛和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真處事的態(tài)度。

（二）卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用方法

力求使學(xué)生立于主體地位，教師必須進(jìn)行角色的轉(zhuǎn)換和地位的改變，從傳統(tǒng)的講授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者、主持人，轉(zhuǎn)變?yōu)樽叩綄W(xué)生中間指導(dǎo)、交流、討論和共同學(xué)習(xí)的朋友；要對(duì)學(xué)生充滿信任和理解，遇到困難時(shí)，應(yīng)適時(shí)點(diǎn)撥。在課堂上應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)想，有發(fā)現(xiàn)，有創(chuàng)新，敢于別出心裁，標(biāo)新立異。同時(shí)學(xué)生參與課堂并非只有提問一種形式，也可以采用分組討論或?qū)W生之間提出問題、解決問題等多種教學(xué)方法，在今后的教學(xué)中還需根據(jù)實(shí)際情況考慮設(shè)計(jì)。其次是積極進(jìn)行職業(yè)活動(dòng)導(dǎo)向法教學(xué)，其核心是要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅要用腦，而且要“腦、心、口、手”并用，共同參與活動(dòng)來完成學(xué)習(xí)將學(xué)生認(rèn)為枯燥的《數(shù)字邏輯電路》知識(shí)通過活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?dòng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。第三是備學(xué)生不足，多設(shè)計(jì)幾種學(xué)生回答的可能性，一定能使師生之間的溝通更好。也需要強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)際訓(xùn)練，比如在數(shù)字邏輯電路的控制線路中，先分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式和電氣動(dòng)作要求，再把常用數(shù)字邏輯電路的控制線路化整為零.同時(shí)靈活借助多媒體教學(xué)資源，把每個(gè)基本控制線路不同控制要求講清楚，這樣就把基本控制線路和數(shù)字邏輯電路控制有機(jī)地結(jié)合起來了，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且實(shí)際訓(xùn)練時(shí)間增多了，有利于教學(xué)目標(biāo)的完成。

總之，卡諾圖在《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)中的運(yùn)用以實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)為線索，把理論教學(xué)內(nèi)容溶于每一個(gè)活動(dòng)之中，充分挖掘和激活學(xué)生的潛能，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和參與性，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需要的高素質(zhì)人才。

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