數(shù)字邏輯電路教學(xué)方法的探討

單玉燕

摘 要：數(shù)字邏輯電路是電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，著重鍛煉的是學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。本文結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式改革進(jìn)行一些探討和研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字邏輯電路；邏輯思維；邏輯芯片

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.198

1 引言

數(shù)字邏輯電路是電類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠具有一定分析問題和解決問題的能力，進(jìn)一步希望學(xué)生能有設(shè)計(jì)電路的能力。但這個(gè)要求對(duì)于我們高職院校的學(xué)生而言有一定困難，我們的學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)能力也較差，所以在學(xué)習(xí)過程中隨著課程難度的增加，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度變差，學(xué)習(xí)的積極性會(huì)打折扣。所以幫助學(xué)生打好基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)的掌握好這門課程就顯得尤為重要。

2 教學(xué)體系結(jié)構(gòu)及要求

數(shù)字邏輯電路的教學(xué)內(nèi)容主要分成三部分：基本的邏輯門電路和化簡(jiǎn)、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路。邏輯門電路和化簡(jiǎn)是基礎(chǔ)，只有這一部分的知識(shí)掌握扎實(shí)了，后面的內(nèi)容才能靈活應(yīng)用。所以在這一部分內(nèi)容上要花較多的課時(shí)，幫助甚至強(qiáng)迫學(xué)生記憶，可以采用默寫的形式來驗(yàn)證學(xué)生的掌握程度；組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路是數(shù)字邏輯電路的兩個(gè)大塊，其中包括若干芯片的使用和各種功能電路的搭建。這一部分內(nèi)容更多的是需要學(xué)生自己對(duì)芯片有深刻的認(rèn)識(shí)并能合理的使用。所以在這兩部分內(nèi)容上除了教師要詳細(xì)講解芯片各引腳和使用外，可以多給學(xué)生留一點(diǎn)時(shí)間，鼓勵(lì)他們自己思考問題，思考解決方法。

3 理論教學(xué)

3.1 興趣的培養(yǎng)

任何一門學(xué)科，興趣都是第一位的，學(xué)生只有對(duì)這門課感興趣了，才有可能認(rèn)真去學(xué)。所以如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也是任課老師需要認(rèn)真思考的問題。教師要選擇合適的教學(xué)方法來吸引學(xué)生的注意力。我們?cè)谠撜n程的教學(xué)上采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行，也就是在每一堂課的一開始都要將這堂課要完成的任務(wù)介紹清楚，當(dāng)然在任務(wù)的選擇上也要保證任務(wù)的量以及難度我們的學(xué)生可以接受。然后將任務(wù)進(jìn)行分解，讓學(xué)生來回答哪些部分是可以完成的，哪些部分目前已有的知識(shí)還不能解決，這樣又可以比較自然地過渡到新的教學(xué)內(nèi)容?？傊恳惶谜n都要讓學(xué)生清楚自己這節(jié)課要完成什么任務(wù)，帶著目的去學(xué)。教師在講授過程中不斷提出問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，把問題留給學(xué)生，讓他們自己設(shè)計(jì)提出解決方法。教師可以參與討論，并適時(shí)引導(dǎo)，最終形成方案。

3.2 教學(xué)思路的把握

數(shù)字邏輯電路這門課的重點(diǎn)在于對(duì)各種邏輯電路的設(shè)計(jì)，而一提到設(shè)計(jì)電路，學(xué)生馬上會(huì)覺得難，潛意識(shí)里開始抵觸。那么這個(gè)時(shí)候一定要幫助他們建立信心。所以我們一開始選的設(shè)計(jì)電路都會(huì)比較簡(jiǎn)單，比方說可以要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法器，一位二進(jìn)制加法是在加數(shù)相同的時(shí)候?yàn)?，不同的時(shí)候?yàn)?，那么這個(gè)特性就和異或運(yùn)算相同，所以利用一個(gè)異或門就可以實(shí)現(xiàn)。而這一步學(xué)生還是很容易想到的，然后可以在實(shí)現(xiàn)了一位加法的基礎(chǔ)上再考慮下是否有進(jìn)位等問題來完善這個(gè)加法器，這樣逐步增加其他功能的設(shè)計(jì)。

在教學(xué)的過程中，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法是將一個(gè)整體的項(xiàng)目分解成幾個(gè)小項(xiàng)目，是一種從上至下的思路，這種教學(xué)方式適用于比較熟練的學(xué)生；而對(duì)于初學(xué)者而言，從最基本的功能電路開始，一點(diǎn)一點(diǎn)的加入新的功能這種從下而上的教學(xué)思路能更激發(fā)他們的熱情。在教學(xué)的過程中可以靈活的運(yùn)用這兩種教學(xué)手段達(dá)到較好的效果。

3.3 教學(xué)內(nèi)容的取舍

前面說過數(shù)字邏輯電路包括各種邏輯芯片的使用，而一般學(xué)校給這門課安排的課時(shí)在72課時(shí)左右，所以想要面面俱到是不可能實(shí)現(xiàn)的。那么在教學(xué)時(shí)就要有所側(cè)重。一開始的數(shù)制碼制就可以一帶而過，卡諾圖化簡(jiǎn)是組合邏輯電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)所以這里是需要花點(diǎn)時(shí)間幫學(xué)生打牢基礎(chǔ)，后續(xù)的組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路是課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，就需要讓學(xué)生多多的練習(xí)。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)和仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

數(shù)字邏輯電路是一門基于實(shí)驗(yàn)之上的課程，對(duì)芯片的使用只有通過實(shí)驗(yàn)才能更深刻的了解和掌握，同時(shí)所設(shè)計(jì)電路的正確與否也只有通過實(shí)驗(yàn)才能夠驗(yàn)證。所以在教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)是與理論教學(xué)相輔相成，必不可少的。我們學(xué)校將這門課程安排在了電子實(shí)驗(yàn)室，這樣能夠充分保證該課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)。

對(duì)于數(shù)字邏輯電路這門課程而言，實(shí)驗(yàn)是貫穿始終的。從一開始的邏輯門介紹，到后續(xù)的組合邏輯電路的設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)，都需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)儀器是數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)箱上可以接若干芯片，然后通過芯片的連接來實(shí)現(xiàn)功能電路。但是隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，芯片種類越來越多，所以，除了實(shí)驗(yàn)之外我們還可以利用仿真軟件進(jìn)行輔助。我們是利用EWB軟件來實(shí)現(xiàn)電路的仿真實(shí)驗(yàn)的，EWB虛擬了一個(gè)可對(duì)模擬電路、數(shù)字電路進(jìn)行仿真的平臺(tái)，具有較完善的各種元件庫和各種實(shí)用儀器，它幾乎可以完成教學(xué)時(shí)用到的所有實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)過程中，將實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合，能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

5 小結(jié)

本文從課程體系、教學(xué)要求和實(shí)驗(yàn)教學(xué)三個(gè)方面分別闡述筆者從事該課程教學(xué)的體會(huì)。對(duì)一門課程的處理方式，不同的教師有不同的方式，但都希望能以較為恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式把最需要最重要的知識(shí)傳授給學(xué)生。