關(guān)于數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探討

于明軍

關(guān)于數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探討

于明軍

（赤峰學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

本文首先分析數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的主要內(nèi)容，清楚各個(gè)章節(jié)之間的關(guān)系，從整體上對(duì)此課程的知識(shí)點(diǎn)形成體系，圍繞如何改進(jìn)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)方法，著重從課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述.

教學(xué)探討；數(shù)字電路；教學(xué)方法

1 課程分析

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課是電子信息工程專(zhuān)業(yè)入門(mén)性質(zhì)的課程.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程分為兩部分：一部分是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，另一部分是數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).在學(xué)習(xí)具體課程內(nèi)容之前，先弄清模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)與數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的區(qū)別與聯(lián)系.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程講述模擬電路，模擬電路產(chǎn)生和處理模擬信號(hào).數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程講述數(shù)字電路，數(shù)字電路產(chǎn)生和處理數(shù)字信號(hào).當(dāng)然模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)是可以相互轉(zhuǎn)換的.數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)用D/A轉(zhuǎn)換器，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)用A/D轉(zhuǎn)換器.像這樣的內(nèi)容用圖形描述更加清楚直觀，如圖1所示.

圖1

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程重點(diǎn)講述九個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，在第一次課要講清這九個(gè)章節(jié)之間的關(guān)系，便于學(xué)生能從整體上對(duì)本門(mén)課程有初步認(rèn)識(shí)，也使學(xué)生能夠系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)這門(mén)課程.下面具體說(shuō)明每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容及各章節(jié)之間的關(guān)系.第一章數(shù)制和碼制：日常生活中常用十進(jìn)制，但數(shù)字電路中用二進(jìn)制，那么不同進(jìn)制之間是可以相互轉(zhuǎn)換的.在計(jì)算機(jī)中，二進(jìn)制的運(yùn)算都將轉(zhuǎn)換成加法和移位運(yùn)算，補(bǔ)碼運(yùn)算是二進(jìn)制運(yùn)算的基礎(chǔ)，所以本章重點(diǎn)講述數(shù)制轉(zhuǎn)換和補(bǔ)碼運(yùn)算.第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)：以邏輯代數(shù)作為數(shù)學(xué)工具，分析、研究數(shù)字電路輸入輸出之間的邏輯關(guān)系，邏輯代數(shù)基礎(chǔ)是這門(mén)課程最基礎(chǔ)的知識(shí)，要求學(xué)生必須熟練掌握，為學(xué)習(xí)后面的知識(shí)打下基礎(chǔ).第三章門(mén)電路：門(mén)電路是構(gòu)成邏輯電路的基本單元電路，掌握各種門(mén)電路的邏輯功能和電器特性，對(duì)于正確使用數(shù)字集成電路是十分必要的，并為在實(shí)驗(yàn)中了解、應(yīng)用芯片打下基礎(chǔ).第四章組合邏輯電路:組合邏輯電路由第三章門(mén)電路構(gòu)成，組合邏輯電路輸出只由輸入決定，與電路以前的狀態(tài)無(wú)關(guān).本章重點(diǎn)講述組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)以及常用的組合邏輯電路如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、加法器等.第五章觸發(fā)器：觸發(fā)器可以存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)，觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元電路.觸發(fā)器根據(jù)觸發(fā)方式不同可分為電平觸發(fā)的觸發(fā)器、脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器.第六章時(shí)序邏輯電路：時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于電路此刻的輸入而且還取決于電路以前的狀態(tài)，常用的時(shí)序邏輯電路有寄存器、計(jì)數(shù)器、脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路等.第七章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：數(shù)字電路處理完的信息需要用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，如果存儲(chǔ)器容量不夠，可以通過(guò)字?jǐn)U展或位擴(kuò)展使其容量增加.第八章脈沖波形的產(chǎn)生和整形：時(shí)序邏輯電路的工作離不開(kāi)時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)可以利用多諧振蕩器產(chǎn)生，也可以通過(guò)施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路整形得到.第九章D/A和A/D轉(zhuǎn)換：數(shù)字電路處理模擬信號(hào)必須先將模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器先轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，處理完的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器再轉(zhuǎn)成模擬信號(hào).

2 改革舉措

高校教師在承擔(dān)教學(xué)和科研的同時(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，將所講授課程盡量用通俗易懂的方式傳授，有利于學(xué)生接受的同時(shí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，它是改善教學(xué)效果的基本條件.貫穿課程教學(xué)始終，應(yīng)該充分體現(xiàn)人文關(guān)懷和注重課堂的安全性，使學(xué)生能夠舒適的學(xué)習(xí)，盡量降低壓迫感、在歡悅的氣氛中學(xué)習(xí)，避免學(xué)生對(duì)相對(duì)枯燥和單調(diào)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)產(chǎn)生抵觸和厭煩的感覺(jué)，而影響到進(jìn)一步學(xué)習(xí).在教學(xué)方法上，將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程研討、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并充分利用多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效率和教學(xué)效果.在教學(xué)過(guò)程中，注重基本理論、基本概念和基本方法，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的潛能，在傳授學(xué)生課程知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力和自主學(xué)習(xí)能力，以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.

2.1課 前準(zhǔn)備

教師依據(jù)教學(xué)大綱充分備課，一方面“備”所講授的知識(shí)，教學(xué)方案圍繞所講知識(shí)，突出重點(diǎn)，注重實(shí)效；教學(xué)目的明確，教學(xué)思路清晰，注重學(xué)生全面發(fā)展.教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)充實(shí)，能理論聯(lián)系實(shí)際，反映社會(huì)和學(xué)科發(fā)展.另一方面“備”所面對(duì)的學(xué)生，了解學(xué)生的基礎(chǔ)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，教學(xué)組織與編排要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.老師是學(xué)生的表率，教師儀表要得當(dāng)，嚴(yán)守職業(yè)規(guī)范，展現(xiàn)良好的教學(xué)風(fēng)貌和個(gè)人魅力.老師的儀態(tài)儀表直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.

2.2課 上教學(xué)

講課前，利用眼神等交流方式，使學(xué)生能夠獲得一種親和感，有利于學(xué)生為課堂的開(kāi)始做好準(zhǔn)備.教學(xué)過(guò)程主線清晰、重點(diǎn)突出，邏輯性強(qiáng)，明了易懂.注重突出學(xué)生的主體性以及教與學(xué)活動(dòng)有機(jī)結(jié)合.教學(xué)策略選擇正確，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性思維能力.能根據(jù)教學(xué)需求選用靈活適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法.信息技術(shù)手段運(yùn)用合理，正確選擇使用各種教學(xué)媒體.教學(xué)形式新穎，教學(xué)過(guò)程深入淺出，形象生動(dòng)，趣味性和啟發(fā)性強(qiáng)，教學(xué)氛圍的營(yíng)造有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性.完成設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，有效解決實(shí)際教學(xué)問(wèn)題，能促進(jìn)學(xué)生思維能力提高.教師教學(xué)語(yǔ)言規(guī)范、清晰，富有感染力.

講課時(shí)要明確本章的重點(diǎn)以及考點(diǎn)內(nèi)容，提高學(xué)生上課時(shí)的注意力，通過(guò)舉例使學(xué)生更容易理解知識(shí)點(diǎn).例如第一章的主要內(nèi)容是數(shù)制和碼制，一個(gè)數(shù)碼既可以表示數(shù)量的大小（例如十進(jìn)制數(shù)53大于12，它們之間還可以進(jìn)行加減乘除等算數(shù)運(yùn)算），又可以表示不同的事物（例如學(xué)生的學(xué)號(hào)、門(mén)牌號(hào)、運(yùn)動(dòng)員的編號(hào)、手機(jī)號(hào)碼等等）.一個(gè)數(shù)碼表示數(shù)量大小時(shí)可以進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算，在數(shù)字電路中常用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制.不同進(jìn)制數(shù)之間是可以相互轉(zhuǎn)換的，所以數(shù)制轉(zhuǎn)換是本章的重點(diǎn)、考點(diǎn)內(nèi)容之一.數(shù)字電路中用到的是二進(jìn)制，所以二進(jìn)制的補(bǔ)碼運(yùn)算是本章的又一重點(diǎn)、考點(diǎn)內(nèi)容.例如學(xué)習(xí)第六章寄存器，通過(guò)組建有趣的電路提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性.圖2為用雙向移位寄存器74LS194A組成的節(jié)日彩燈控制電路.此電路用兩片74LS194A控制8個(gè)LED發(fā)光二極管.8個(gè)LED發(fā)光二極管的陽(yáng)極經(jīng)8個(gè)1千歐姆的限流電阻接到正5伏電源上，8個(gè)LED發(fā)光二極管的陰極接到74LS194A的Q端.兩片74LS194A的S1= 0S0=1實(shí)現(xiàn)右移控制.清零開(kāi)關(guān)按下后兩個(gè)寄存器全部存儲(chǔ)低電平，8個(gè)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮.在移位脈沖的作用下，寄存器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)依次右移，經(jīng)反相器低電平變成高電平，在8個(gè)CLK移位脈沖后，二極管從左到右依次熄滅.再經(jīng)過(guò)8個(gè)CLK移位脈沖后，二極管從左到右又依次點(diǎn)亮.

講課結(jié)束，總結(jié)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課有一個(gè)整體認(rèn)識(shí).采用多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)手法講授課程，并通過(guò)提醒、設(shè)計(jì)提問(wèn)、動(dòng)畫(huà)演示等方法調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂積極性，提高學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生的興趣.與此同時(shí)，考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)弱、底子薄等特點(diǎn)，適當(dāng)降低講授難度，隨時(shí)考慮學(xué)生的反應(yīng)狀態(tài)，使學(xué)生有能力接收消化所學(xué)知識(shí)，保證了課堂的安全性.

圖2

2.3實(shí) 驗(yàn)改革

實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之外，還要求學(xué)生自己選擇一個(gè)感興趣的題目分析設(shè)計(jì)電路，并通過(guò)學(xué)生自己組建電路驗(yàn)證其正確性.通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一方面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，另一方面對(duì)所學(xué)知識(shí)有所應(yīng)用，消除有些學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)這門(mén)課程無(wú)意義的消極心理.

〔1〕劉培植.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2011.

〔2〕閆石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.

〔3〕王毓銀.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2006.

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1673-260X（2014）10-0031-02