《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》中的新課導(dǎo)入方法研究

摘要：新課導(dǎo)入是課堂教學(xué)的一門藝術(shù)，成功的新課導(dǎo)入可以快速吸引學(xué)生注意力，是一節(jié)課成功的一半。文章針對《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程內(nèi)容豐富、理論抽象、跨度大、實踐性強的特點，提出幾種具體的新課導(dǎo)入方法并且應(yīng)用到課堂教學(xué)過程中。實踐證明這些課堂導(dǎo)入方法可以將枯燥的知識傳遞變得活潑、愉快，激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動學(xué)生參與課堂的激情，從而提高教學(xué)質(zhì)量，圓滿完成教學(xué)任務(wù)。

Abstract： The introduction of the new course is an art of teaching， the successful introduction of new course can quickly attract the attention of students， and it is a successful half of the class. According to the characteristics of the course of "digital circuit and logic design"， which is rich in content， theoretical abstraction， large span and strong practicality， this paper puts forward several specific new course introduction methods and applies them to the teaching process. Practice had proved that dull knowledge became lively and cheerful with these methods，and students took part in all discuss in classroom actively to improve the teaching and then successfully fulfill it.

關(guān)鍵詞：新課導(dǎo)入；數(shù)字電路與邏輯設(shè)計；教學(xué)

Key words： the introduction of the new course；digital circuit and logic design；the teaching

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0181-02

0 引言

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程是測控技術(shù)與儀器、電子信息工程、電氣工程及自動化、計算機等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程詳細(xì)介紹了數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)內(nèi)容、邏輯門電路、組合邏輯電路、鎖存器和觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的變換與產(chǎn)生、數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換、存儲器和可編程邏輯器件[1]。該課程結(jié)合集成芯片，進行系統(tǒng)而廣泛的描述，旨在培養(yǎng)學(xué)生了解和掌握典型數(shù)字集成電路的基本知識、使用方法和設(shè)計要點的基本技能。

該課程是許多專業(yè)的學(xué)生接觸的第一門與實際電子、電器緊密相關(guān)的一門課程，更是學(xué)生學(xué)習(xí)今后專業(yè)課的基礎(chǔ)。如何引導(dǎo)學(xué)生盡快入門，并且學(xué)好該課程，是教師需要認(rèn)真考慮的一個重要問題。本文重點從新課導(dǎo)入方法來闡明如何學(xué)好該課程，因為良好的開端是成功的一半。新課導(dǎo)入引人入勝，可以產(chǎn)生凝聚效應(yīng)，即凝聚學(xué)生的注意力、思想、情感，進而對該課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。本人根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗的積累，將多種實用的導(dǎo)入方法總結(jié)歸納，根據(jù)知識點的特點，采用不同的新課導(dǎo)入方式，以期達(dá)到最有效的教學(xué)效果。

1 新課導(dǎo)入方法

1.1 史料法導(dǎo)入

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程比較枯燥，教師如果適時、合理地將與該課程有關(guān)的歷史人物或事件引入該課程，必將為枯燥的課程帶來幾分生動，同時激發(fā)學(xué)生的求知欲。如講授數(shù)字電路與數(shù)字信號基礎(chǔ)知識的時候，首先介紹電子技術(shù)的發(fā)展歷程，從1906年福雷斯特等發(fā)明電子管，到1948年肖克利等發(fā)明晶體管。從60年代初出現(xiàn)的只有4個邏輯門的小規(guī)模集成電路，到目前使用的超大規(guī)模集成電路。每當(dāng)電子器件有一次變革，電子技術(shù)就有一次突破性進展。每當(dāng)電子器件發(fā)生變革的時候都伴隨著與歷史人物有關(guān)的有趣的小故事。通過歷史人物的故事，加深學(xué)生對電子器件的認(rèn)識。這樣，很容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使他們認(rèn)真地去學(xué)習(xí)各種電子器件，并且深深體會每種器件所代表的時代特征，為后續(xù)知識的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

1.2 溫故導(dǎo)入

溫故而知新是一種由已知向未知的導(dǎo)入方法，傳統(tǒng)、簡單、有效。通常以舊知識為鋪墊，采用提問的方式復(fù)習(xí)已學(xué)知識，找出已學(xué)知識與新知識相聯(lián)系的紐帶，自然地過渡到對新知識的學(xué)習(xí)。這樣既可以鞏固所學(xué)知識，又可以幫助學(xué)生全面認(rèn)識事物，提升學(xué)生的分析能力以及對知識的融匯貫通能力。比如講授二進制數(shù)的算數(shù)運算時，先在黑板上給出一個十進制數(shù)，讓學(xué)生轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制數(shù)、八進制數(shù)和十六進制數(shù)，這樣不但復(fù)習(xí)了不同的數(shù)制，而且可以順利引入二進制數(shù)的算數(shù)運算。因為加強了學(xué)生對十進制數(shù)到二進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換之后，再來學(xué)習(xí)二進制數(shù)的運算就會事半功倍。

1.3 實例導(dǎo)入

實例導(dǎo)入即通過舉例子或者練習(xí)題來回憶舊知識，并且很自然地過渡到新知識。比如，在最小項和卡諾圖講解結(jié)束，將要講邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡時。首先，給出一個邏輯函數(shù)表達(dá)式，接著提問學(xué)生“該表達(dá)式是不是最小項表達(dá)式？如果不是則寫出其最小項表達(dá)式的形式和最小項編號的形式”；然后，根據(jù)學(xué)生已經(jīng)寫好的最小項表達(dá)式填寫卡諾圖，這樣就通過一個例子將最小項和卡諾圖的相關(guān)知識回憶和應(yīng)用了一遍；最后，針對題目所給的邏輯函數(shù)表達(dá)式提問學(xué)生“該表達(dá)式是不是最簡的形式呢？若不是該如何化簡？”這時學(xué)生很自然地會用代數(shù)化簡法進行化簡，化簡完成之后告訴學(xué)生代數(shù)化簡法的缺點并引出卡諾圖化簡法。即代數(shù)化簡法要求熟練掌握邏輯代數(shù)的基本定律，而且需要一些技巧，特別是經(jīng)代數(shù)法化簡后得到的邏輯表達(dá)式是否是最簡式較難掌握，這就給使用代數(shù)化簡法帶來一定的困難，使用卡諾圖化簡法可以比較簡單而直觀地得到最簡邏輯表達(dá)式。那么，這個時候?qū)W生自然會被卡諾圖化簡法所吸引，順理成章進入新課程。

再比如，當(dāng)講解到編碼器時，在講解之前先舉一個大家很熟悉的例子，即每個學(xué)生都有一個學(xué)號，名字可以重名，但是學(xué)號是唯一的，這就是用十進制數(shù)將學(xué)生進行了編碼。緊接著提出“在數(shù)字電路里面，什么是編碼呢？”帶著該問題引入到新課的學(xué)習(xí)中。

以實例為橋梁導(dǎo)入新課的方法有很多種方式，都是通過舉例吸引學(xué)生注意力，并且強化學(xué)生對理論知識的運用，使師生之間更容易產(chǎn)生互動。

1.4 對比導(dǎo)入

所謂對比導(dǎo)入就是根據(jù)新舊知識的關(guān)聯(lián)點、異同點，采用正反對比的方式導(dǎo)入新課。《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程中功能相反、思路相反的例子很多。組合邏輯電路的分析與設(shè)計、時序邏輯電路的分析與設(shè)計、編碼器與譯碼器等等。在講授這些內(nèi)容時，應(yīng)用對比法導(dǎo)人可以使學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解與掌握。

比如，組合邏輯電路的分析講解結(jié)束，將要講組合邏輯電路的設(shè)計時。首先，回顧組合邏輯電路的分析，即已知條件是邏輯電路，待求條件是邏輯功能；然后，緊跟著提問學(xué)生“如果反過來，即已知條件是邏輯功能，待求條件是邏輯電路，又該如何解決呢？”由此過渡到新課，即組合邏輯電路的設(shè)計。同樣，同步時序邏輯電路的分析講解結(jié)束之后，依然采用對比導(dǎo)入方式引出并講解同步時序邏輯電路的設(shè)計。

又比如，在講授譯碼器時，通過回顧編碼器的工作過程對比引入譯碼器的工作過程。即先列出三位二進制編碼器的編碼表，然后說明譯碼器和編碼器的工作過程相反，編碼器是將某種信號或十進制數(shù)碼（輸入）編成二進制代碼（輸出），譯碼器則是將二進制碼（輸入）按其編碼時的原意譯成對應(yīng)的信號或十進制數(shù)碼（輸出），從而很容易列出三位二進制譯碼器的狀態(tài)表。這樣，通過對比的方式回顧并學(xué)習(xí)了編碼器的知識和譯碼器的狀態(tài)表之后，再介紹譯碼器的其余知識就會很容易，學(xué)生也會很好地區(qū)別和理解編碼器及譯碼器。同樣，數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)～模轉(zhuǎn)換器和模～數(shù)轉(zhuǎn)換器、鎖存器和觸發(fā)器等很多內(nèi)容的講解都可以采用對比的方式。

1.5 實物導(dǎo)入

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程是一門應(yīng)用性、實用性都很強的課程，如果教師能恰當(dāng)?shù)剡x擇一些與講課內(nèi)容密切相關(guān)又符合學(xué)生認(rèn)知能力的電子小產(chǎn)品來導(dǎo)入新課，也不失為一種引發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)解決實際問題的好方法。在講組合邏輯電路設(shè)計時，筆者以“設(shè)計好的一個切實可行的表決器”為例導(dǎo)入新課，告訴學(xué)生們學(xué)完今天的內(nèi)容，你就會做表決器，甚至更復(fù)雜的電子產(chǎn)品。這樣理論和實際一下子聯(lián)系起來了，學(xué)生們也一下子來了精神。此時，教師適時提問“實際中的表決器有什么特點？它屬于什么電路？怎樣實現(xiàn)呢？”這樣因勢利導(dǎo)地切入正題引入這節(jié)課要講的內(nèi)容。教師要善于引用學(xué)生熟悉的現(xiàn)象、事例來導(dǎo)入新課，使學(xué)生有一種親切感和實用感，從而激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生真正感受到學(xué)習(xí)了此課程我就可以做什么。

再比如，在講授典型的時序邏輯電路的時候，將已經(jīng)設(shè)計好的計數(shù)器帶入教室，讓學(xué)生們先了解一下其功能，以及現(xiàn)實生活中經(jīng)常用到計數(shù)器的地方，加強理論與實際的聯(lián)系；然后通過提問學(xué)生“計數(shù)器的電路是如何來設(shè)計的？怎樣實現(xiàn)呢？”這樣不僅可以有效地吸引學(xué)生注意力，而且很自然地過渡到新知識的講解。需要實物導(dǎo)入的地方很多，再比如單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器等的講解都可以采用實物導(dǎo)入的方式，通過實物加深學(xué)生對理論知識的理解與鞏固，提升學(xué)生的感性認(rèn)識，從而使枯燥的課堂變得活躍、充滿學(xué)習(xí)熱情。

2 結(jié)束語

新課導(dǎo)入是課堂教學(xué)中一個必不可少的環(huán)節(jié)，是教師引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程和手段，也是教師必備的一項基本的教學(xué)技能，有效的課堂導(dǎo)入可以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。通過上述方法的實踐證明：一些成功的、高效的新課導(dǎo)入可以開啟學(xué)生的思維，提高教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]白彥霞，張秋菊.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009.

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[3]王芳芳，郭艷艷，諶靜.《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)容及方法的改革與研究[J].無線互聯(lián)科技，2015（12）.