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

于明軍

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

于明軍

（赤峰學院 物理與電子信息工程學院，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，清楚各個章節(jié)之間的關(guān)系，從整體上對此課程的知識點形成體系，圍繞如何改進數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教學方法，著重從課前準備、課堂教學、實驗教學等幾個方面進行論述.

教學探討；數(shù)字電路；教學方法

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業(yè)入門性質(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).在學習具體課程內(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.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.當然模擬信號和數(shù)字信號是可以相互轉(zhuǎn)換的.數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號用D/A轉(zhuǎn)換器，模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用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)課程重點講述九個章節(jié)的內(nèi)容，在第一次課要講清這九個章節(jié)之間的關(guān)系，便于學生能從整體上對本門課程有初步認識，也使學生能夠系統(tǒng)學習數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課程.下面具體說明每個章節(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制，但數(shù)字電路中用二進制，那么不同進制之間是可以相互轉(zhuǎn)換的.在計算機中，二進制的運算都將轉(zhuǎn)換成加法和移位運算，補碼運算是二進制運算的基礎(chǔ)，所以本章重點講述數(shù)制轉(zhuǎn)換和補碼運算.第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)：以邏輯代數(shù)作為數(shù)學工具，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)是這門課程最基礎(chǔ)的知識，要求學生必須熟練掌握，為學習后面的知識打下基礎(chǔ).第三章門電路：門電路是構(gòu)成邏輯電路的基本單元電路，掌握各種門電路的邏輯功能和電器特性，對于正確使用數(shù)字集成電路是十分必要的，并為在實驗中了解、應用芯片打下基礎(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)無關(guān).本章重點講述組合邏輯電路的分析與設(shè)計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)器可以存儲一位二進制數(shù)，觸發(fā)器是構(gòu)成時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.第六章時序邏輯電路：時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)，常用的時序邏輯電路有寄存器、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路等.第七章半導體存儲器：數(shù)字電路處理完的信息需要用存儲器存儲，如果存儲器容量不夠，可以通過字擴展或位擴展使其容量增加.第八章脈沖波形的產(chǎn)生和整形：時序邏輯電路的工作離不開時鐘信號，時鐘信號可以利用多諧振蕩器產(chǎn)生，也可以通過施密特觸發(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必須先將模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器先轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，處理完的數(shù)字信號經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器再轉(zhuǎn)成模擬信號.

2 改革舉措

高校教師在承擔教學和科研的同時，更重要的是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和專業(yè)素養(yǎng)，將所講授課程盡量用通俗易懂的方式傳授，有利于學生接受的同時，充分調(diào)動學生的主觀能動性，它是改善教學效果的基本條件.貫穿課程教學始終，應該充分體現(xiàn)人文關(guān)懷和注重課堂的安全性，使學生能夠舒適的學習，盡量降低壓迫感、在歡悅的氣氛中學習，避免學生對相對枯燥和單調(diào)的專業(yè)知識產(chǎn)生抵觸和厭煩的感覺，而影響到進一步學習.在教學方法上，將課堂教學、實驗教學、課程研討、網(wǎng)絡(luò)教學等有機地結(jié)合起來，并充分利用多媒體教學手段提高教學效率和教學效果.在教學過程中，注重基本理論、基本概念和基本方法，促進學生的學習積極性，激發(fā)學生的潛能，在傳授學生課程知識的同時，培養(yǎng)學生認知能力和自主學習能力，以及分析問題和解決問題的能力.

2.1課 前準備

教師依據(jù)教學大綱充分備課，一方面“備”所講授的知識，教學方案圍繞所講知識，突出重點，注重實效；教學目的明確，教學思路清晰，注重學生全面發(fā)展.教學內(nèi)容嚴謹充實，能理論聯(lián)系實際，反映社會和學科發(fā)展.另一方面“備”所面對的學生，了解學生的基礎(chǔ)和知識結(jié)構(gòu)，教學組織與編排要符合學生的認知規(guī)律.老師是學生的表率，教師儀表要得當，嚴守職業(yè)規(guī)范，展現(xiàn)良好的教學風貌和個人魅力.老師的儀態(tài)儀表直接影響學生的學習效果.

2.2課 上教學

講課前，利用眼神等交流方式，使學生能夠獲得一種親和感，有利于學生為課堂的開始做好準備.教學過程主線清晰、重點突出，邏輯性強，明了易懂.注重突出學生的主體性以及教與學活動有機結(jié)合.教學策略選擇正確，注重調(diào)動學生的學習積極性和創(chuàng)造性思維能力.能根據(jù)教學需求選用靈活適當?shù)慕虒W方法.信息技術(shù)手段運用合理，正確選擇使用各種教學媒體.教學形式新穎，教學過程深入淺出，形象生動，趣味性和啟發(fā)性強，教學氛圍的營造有利于提升學生學習的積極主動性.完成設(shè)定的教學目標，有效解決實際教學問題，能促進學生思維能力提高.教師教學語言規(guī)范、清晰，富有感染力.

講課時要明確本章的重點以及考點內(nèi)容，提高學生上課時的注意力，通過舉例使學生更容易理解知識點.例如第一章的主要內(nèi)容是數(shù)制和碼制，一個數(shù)碼既可以表示數(shù)量的大小（例如十進制數(shù)53大于12，它們之間還可以進行加減乘除等算數(shù)運算），又可以表示不同的事物（例如學生的學號、門牌號、運動員的編號、手機號碼等等）.一個數(shù)碼表示數(shù)量大小時可以進行算數(shù)運算，在數(shù)字電路中常用的數(shù)制有十進制、二進制、八進制、十六進制.不同進制數(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、考點內(nèi)容之一.數(shù)字電路中用到的是二進制，所以二進制的補碼運算是本章的又一重點、考點內(nèi)容.例如學習第六章寄存器，通過組建有趣的電路提高學生學習積極性.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LED發(fā)光二極管.8個LED發(fā)光二極管的陽極經(jīng)8個1千歐姆的限流電阻接到正5伏電源上，8個LED發(fā)光二極管的陰極接到74LS194A的Q端.兩片74LS194A的S1= 0S0=1實現(xiàn)右移控制.清零開關(guān)按下后兩個寄存器全部存儲低電平，8個發(fā)光二極管被點亮.在移位脈沖的作用下，寄存器存儲的數(shù)據(jù)依次右移，經(jīng)反相器低電平變成高電平，在8個CLK移位脈沖后，二極管從左到右依次熄滅.再經(jīng)過8個CLK移位脈沖后，二極管從左到右又依次點亮.

講課結(jié)束，總結(jié)本節(jié)課所學知識點，讓學生對本節(jié)課有一個整體認識.采用多媒體與板書相結(jié)合的教學手法講授課程，并通過提醒、設(shè)計提問、動畫演示等方法調(diào)動學生課堂積極性，提高學生的注意力，培養(yǎng)學生的興趣.與此同時，考慮到學生的基礎(chǔ)弱、底子薄等特點，適當降低講授難度，隨時考慮學生的反應狀態(tài)，使學生有能力接收消化所學知識，保證了課堂的安全性.

圖2

2.3實 驗改革

實驗課在教學大綱要求的基本實驗內(nèi)容之外，還要求學生自己選擇一個感興趣的題目分析設(shè)計電路，并通過學生自己組建電路驗證其正確性.通過學生自己設(shè)計實驗一方面培養(yǎng)學生學習的積極性，另一方面對所學知識有所應用，消除有些學生認為學習這門課程無意義的消極心理.

〔1〕劉培植.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計學習指導[M].北京郵電大學出版社，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[M].北京：高等教育出版社，2006.

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