組合邏輯電路設(shè)計的課堂教學(xué)組織與實施

何倩

摘 要： 本文基于任務(wù)驅(qū)動的“教學(xué)實踐一體化”教學(xué)模式，充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過層層深入的電路設(shè)計任務(wù)，對組合邏輯電路設(shè)計教學(xué)組織和實施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞： 組合邏輯電路設(shè)計 任務(wù)驅(qū)動 教學(xué)組織實施

《數(shù)字電子技術(shù)》是高職機(jī)電、數(shù)控加工、電子信息等專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得適應(yīng)信息時代的數(shù)字電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力，為深入學(xué)習(xí)單片機(jī)、數(shù)控電路、微機(jī)原理、儀器儀表等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)，在培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生基本技能和應(yīng)用和創(chuàng)新能力等方面具有不可或缺的作用。

組合邏輯電路設(shè)計是數(shù)字電子技術(shù)中承上啟下的重要環(huán)節(jié)。然而知識點多，概念深奧難懂，邏輯性強(qiáng)，前后緊密相連，環(huán)環(huán)相扣，理論與實踐結(jié)合密切，使得很多學(xué)生望而卻步，害怕甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒，教學(xué)效果可想而知。在教學(xué)組織和實施過程中要適當(dāng)變些“戲法”，變傳統(tǒng)知識內(nèi)容為具體的“工作任務(wù)”，以任務(wù)為主線進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，將理論知識的學(xué)習(xí)與任務(wù)的層層深入進(jìn)行對接，將教、學(xué)與“實踐”結(jié)合起來，使學(xué)生全程參與、體驗、感悟、論證和探究，充分調(diào)動學(xué)生積極性，從根本上提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識。下面我圍繞組合邏輯電路設(shè)計的課堂教學(xué)組織和實施談?wù)剛€人做法和體會。

一、確定教學(xué)目標(biāo)

我所任教班級為高職機(jī)電類二年級學(xué)生，有一定電子產(chǎn)品裝配實習(xí)經(jīng)歷，對新鮮事物接受能力較強(qiáng)，喜歡動手操作。根據(jù)對教材和學(xué)情的深入分析，確定項目教學(xué)目標(biāo)為了解組合邏輯電路的設(shè)計思路與步驟，學(xué)生能夠根據(jù)實際需求設(shè)計簡單的組合邏輯電路，并制作出最終電子產(chǎn)品。在工作任務(wù)實施過程中，小組分工協(xié)作、各司其職，體驗職場不同工種的工作內(nèi)容和職責(zé)，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神及樂觀不怕挫折的情感和價值觀。

二、教法與學(xué)法

“教無定法，貴在得法”。所謂教無定法指教學(xué)方法必須機(jī)動靈活，課有常而教法無常；而“貴在得法”要求教師將各種教學(xué)方法、手段、技巧恰如其分、靈活巧妙地應(yīng)用于具體教學(xué)情境中。結(jié)合課程內(nèi)容和學(xué)生情況確定以任務(wù)驅(qū)動法和情境教學(xué)法為主，任務(wù)實施過程中穿插設(shè)疑法、啟發(fā)教學(xué)法、比較法、討論法等。學(xué)法綜合采用自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)法，分工明確，共同進(jìn)步。

三、教學(xué)組織與實施

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入任務(wù)

1.通過視頻圖片直觀展示

展示中國達(dá)人秀選手及評委的視頻和圖片，說明海選選手的過關(guān)與否由三位評委手中的表決器來決定。借助圖片說明表決器的實用性：表決器不僅用于各類選秀節(jié)目中評委和大眾評委的表決，在各種體育競技甚至在人民大會堂的決策表決中都能看到表決器的身影。通過直觀視頻和圖片，導(dǎo)入任務(wù)，幫助學(xué)生理解，進(jìn)一步提高學(xué)生興趣。

2.三人表決器操作

千言未如一圖，百聞不如一見，教師事先制作好三人表決器并運(yùn)用電腦和攝像頭同步投影在多媒體上。透過現(xiàn)象看本質(zhì)，進(jìn)一步提出工作任務(wù)，教師邊操作邊引導(dǎo)學(xué)生觀察總結(jié)三人表決器的任務(wù)要求，明確少數(shù)服從多數(shù)的原則，引導(dǎo)學(xué)生用組合邏輯電路設(shè)計表決器，使學(xué)生帶著任務(wù)要求在探索中學(xué)習(xí)。

（二）任務(wù)實施

1.組合邏輯電路設(shè)計步驟

在教學(xué)過程中使用啟發(fā)式教學(xué)法，有意識地提出問題，啟發(fā)學(xué)生多想、多思，是發(fā)展學(xué)生思維，打開學(xué)生智慧之門的“金鑰匙”。如在講解組合邏輯電路設(shè)計步驟時，設(shè)置兩個問題：

（1）組合邏輯電路分析是分析邏輯圖的功能，而設(shè)計過程是根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計出符合要求的邏輯電路，分析和設(shè)計的關(guān)系？

（2）從節(jié)約資源和產(chǎn)品功能兩方面考慮，設(shè)計的電路應(yīng)該是最簡邏輯電路，什么是最簡呢？

2.分組制訂計劃及自主學(xué)習(xí)

學(xué)生以小組為單位按照職業(yè)崗位進(jìn)行分工，具體崗位有產(chǎn)品研發(fā)部、采購部、組裝部和銷售部。產(chǎn)品研發(fā)部肩負(fù)查閱資料、研制、開發(fā)新產(chǎn)品，完善產(chǎn)品功能并根據(jù)市場反饋及時改良設(shè)計的任務(wù)，使產(chǎn)品適應(yīng)市場需求，增強(qiáng)競爭力。采購部負(fù)責(zé)元器件的選擇和采購，以及元器件和成品的檢測。組裝部根據(jù)研發(fā)部的圖紙資料對元器件進(jìn)行組裝。銷售部負(fù)責(zé)產(chǎn)品介紹及營銷策劃及組織市場調(diào)研，收集市場信息。通過職能分配，充分發(fā)揮學(xué)生動手、動腦和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，調(diào)動學(xué)生主觀能動性。

3.計劃實施

在推進(jìn)任務(wù)的每一個環(huán)節(jié)，教師要充分考慮學(xué)生的理論分析和實踐操作能力，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體開展教學(xué)。教師適時通過板書講解、多媒體演示、示范等方式有針對性地引導(dǎo)學(xué)生，重難點分析得當(dāng)、透徹，操作中容易出錯的地方給予學(xué)生提示，并總結(jié)歸納操作技巧，讓學(xué)生充分體會、理解教學(xué)內(nèi)容。如產(chǎn)品研發(fā)部在進(jìn)行理論分析過程中沒有設(shè)計電路的經(jīng)驗，需要教師幫助學(xué)生構(gòu)建輸入和輸出變量之間的關(guān)系，將實際問題量化處理，便于任務(wù)進(jìn)一步開展。真值表、邏輯表達(dá)式、卡諾圖之間的轉(zhuǎn)化，以及卡諾圖的化簡是學(xué)習(xí)的重難點，另外邏輯表達(dá)式的化簡直接決定了設(shè)計的邏輯圖是不是最簡及芯片的選擇，學(xué)生通過對這些問題的思考、分析，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行消化，給出各個問題的答案，權(quán)衡各種方案的利弊，使知識和技能進(jìn)一步綜合化與系統(tǒng)化。組內(nèi)各個部門協(xié)同工作，整個任務(wù)下來，學(xué)生收獲頗豐，對電路的設(shè)計、電路圖的識讀、電子元器件的識別與檢測、元器件布局安裝、焊接工藝、調(diào)試電路及電子產(chǎn)品的營銷等各個環(huán)節(jié)技能的掌握使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和對自我的認(rèn)同和肯定有了極大提升。

4.展示評價

任務(wù)完成以后，組長帶領(lǐng)小組成員總結(jié)和交流經(jīng)驗，分析任務(wù)實施過程中出現(xiàn)的問題，各成員總結(jié)任務(wù)分配的合理性及完成情況，產(chǎn)品功能是否滿足設(shè)計要求，等等。小組調(diào)試成功后進(jìn)行成果展示，各小組指派一名代表對產(chǎn)品設(shè)計思路、焊接工藝、元器件的選擇、產(chǎn)品性能等進(jìn)行介紹，并進(jìn)行小組評分、小組互評，最后由教師對各組進(jìn)行過程評價和成果評價，并對任務(wù)實施中出現(xiàn)的典型問題進(jìn)行解惑，適時給予賞識教育，增強(qiáng)學(xué)生動手實踐的自信心。

（三）舉一反三，任務(wù)升級

除了表決器，生活中還有很多電子產(chǎn)品可以用組合邏輯電路進(jìn)行設(shè)計，如紅綠燈監(jiān)測、病房呼叫器、安全報警系統(tǒng)等。這些電路設(shè)計都可以運(yùn)用本次課所學(xué)知識順利完成，生活處處有學(xué)問，引導(dǎo)同學(xué)們做生活的有心人，善于動腦，勤于思考，樂于動手。

四、教學(xué)總結(jié)

采用情境導(dǎo)入法及任務(wù)驅(qū)動等教學(xué)方法，以布置任務(wù)為開端，以任務(wù)的完成，滿足產(chǎn)品功能結(jié)束，整個過程中實現(xiàn)了兩個“統(tǒng)一”，任務(wù)驅(qū)動過程中理論與實踐一體化，教、學(xué)、做的統(tǒng)一，以及教師啟發(fā)式教學(xué)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)的統(tǒng)一，既體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用，又發(fā)揮了學(xué)生的主體作用。通過本次教學(xué)組織和實施，全面提高學(xué)生的理論與實踐能力、分工與協(xié)作能力及解決實際問題的綜合能力。

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