数字逻辑电路基础课的教学体会

1 引言

数字逻辑电路是电类专业重要的基础课程, 是一门理论性和实践性都很强的课程。通过该课程的学习, 希望学生能够具有一定分析问题和解决问题的能力, 进一步希望学生能有设计电路的能力。但这个要求对于我们高职院校的学生而言有一定困难, 我们的学生理论基础薄弱, 学习能力也较差, 所以在学习过程中随着课程难度的增加, 学生对知识的掌握程度变差, 学习的积极性会打折扣。所以帮助学生打好基础, 循序渐进的掌握好这门课程就显得尤为重要。

2 教学体系结构及要求

数字逻辑电路的教学内容主要分成三部分:基本的逻辑门电路和化简、组合逻辑电路、时序逻辑电路。逻辑门电路和化简是基础, 只有这一部分的知识掌握扎实了, 后面的内容才能灵活应用。所以在这一部分内容上要花较多的课时, 帮助甚至强迫学生记忆, 可以采用默写的形式来验证学生的掌握程度;组合逻辑电路和时序逻辑电路是数字逻辑电路的两个大块, 其中包括若干芯片的使用和各种功能电路的搭建。这一部分内容更多的是需要学生自己对芯片有深刻的认识并能合理的使用。所以在这两部分内容上除了教师要详细讲解芯片各引脚和使用外, 可以多给学生留一点时间, 鼓励他们自己思考问题, 思考解决方法。

3 理论教学

3.1 兴趣的培养

任何一门学科, 兴趣都是第一位的, 学生只有对这门课感兴趣了, 才有可能认真去学。所以如何激发学生的学习兴趣也是任课老师需要认真思考的问题。教师要选择合适的教学方法来吸引学生的注意力。我们在该课程的教学上采用项目驱动的方式进行, 也就是在每一堂课的一开始都要将这堂课要完成的任务介绍清楚, 当然在任务的选择上也要保证任务的量以及难度我们的学生可以接受。然后将任务进行分解, 让学生来回答哪些部分是可以完成的, 哪些部分目前已有的知识还不能解决, 这样又可以比较自然地过渡到新的教学内容。总之, 每一堂课都要让学生清楚自己这节课要完成什么任务, 带着目的去学。教师在讲授过程中不断提出问题, 引导学生主动思考, 把问题留给学生, 让他们自己设计提出解决方法。教师可以参与讨论, 并适时引导, 最终形成方案。

3.2 教学思路的把握

数字逻辑电路这门课的重点在于对各种逻辑电路的设计, 而一提到设计电路, 学生马上会觉得难, 潜意识里开始抵触。那么这个时候一定要帮助他们建立信心。所以我们一开始选的设计电路都会比较简单, 比方说可以要求学生设计一个一位二进制数的加法器, 一位二进制加法是在加数相同的时候为0, 不同的时候为1, 那么这个特性就和异或运算相同, 所以利用一个异或门就可以实现。而这一步学生还是很容易想到的, 然后可以在实现了一位加法的基础上再考虑下是否有进位等问题来完善这个加法器, 这样逐步增加其他功能的设计。

在教学的过程中, 项目驱动法是将一个整体的项目分解成几个小项目, 是一种从上至下的思路, 这种教学方式适用于比较熟练的学生;而对于初学者而言, 从最基本的功能电路开始, 一点一点的加入新的功能这种从下而上的教学思路能更激发他们的热情。在教学的过程中可以灵活的运用这两种教学手段达到较好的效果。

3.3 教学内容的取舍

前面说过数字逻辑电路包括各种逻辑芯片的使用, 而一般学校给这门课安排的课时在72课时左右, 所以想要面面俱到是不可能实现的。那么在教学时就要有所侧重。一开始的数制码制就可以一带而过, 卡诺图化简是组合逻辑电路设计的基础所以这里是需要花点时间帮学生打牢基础, 后续的组合逻辑电路、时序逻辑电路是课程的重点和难点, 就需要让学生多多的练习。

4 实验教学和仿真实验相结合

数字逻辑电路是一门基于实验之上的课程, 对芯片的使用只有通过实验才能更深刻的了解和掌握, 同时所设计电路的正确与否也只有通过实验才能够验证。所以在教学过程中, 实验是与理论教学相辅相成, 必不可少的。我们学校将这门课程安排在了电子实验室, 这样能够充分保证该课程的实验课时。

对于数字逻辑电路这门课程而言, 实验是贯穿始终的。从一开始的逻辑门介绍, 到后续的组合逻辑电路的设计、时序逻辑电路的设计, 都需要用实验来验证。常规的实验仪器是数字电路实验箱, 实验箱上可以接若干芯片, 然后通过芯片的连接来实现功能电路。但是随着数字电子技术的发展, 芯片种类越来越多, 所以, 除了实验之外我们还可以利用仿真软件进行辅助。我们是利用EWB软件来实现电路的仿真实验的, EWB虚拟了一个可对模拟电路、数字电路进行仿真的平台, 具有较完善的各种元件库和各种实用仪器, 它几乎可以完成教学时用到的所有实验。在教学过程中, 将实验与仿真相结合, 能有效的提高学生的学习效果。

5 小结

本文从课程体系、教学要求和实验教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式, 不同的教师有不同的方式, 但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。