獨(dú)立學(xué)院數(shù)字邏輯電路的教學(xué)改革探索

王迷迷++黃麗薇++陸清茹

摘 要：針對(duì)培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)院特色的具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，結(jié)合作者與教學(xué)組的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了數(shù)字邏輯電路的教學(xué)改革探索。注重學(xué)科體系化，課程內(nèi)容系統(tǒng)化貫穿本科教學(xué)，強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，實(shí)現(xiàn)“學(xué)生為主體，教師為指導(dǎo)”的啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考。充分利用多媒體教學(xué)手段及各種專業(yè)教學(xué)平臺(tái)，把它們和傳統(tǒng)的教學(xué)手段結(jié)合起來(lái)共同使用，實(shí)施形象化應(yīng)用型教學(xué)。實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，鍛煉學(xué)生運(yùn)用知識(shí)綜合解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字邏輯電路 教學(xué)改革 創(chuàng)新能力 獨(dú)立學(xué)院

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（c）-0094-02

獨(dú)立學(xué)院是我國(guó)高等教育的重要組成部分，在人才培養(yǎng)方面起著重要的作用[1]。隨著社會(huì)的發(fā)展需求，獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，這決定了必須形成具有獨(dú)立學(xué)院特色的人才培養(yǎng)模式，歸根結(jié)底，必須進(jìn)行相應(yīng)意義的教學(xué)改革。

數(shù)字邏輯電路是本科電類、信息類等專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究常用半導(dǎo)體元器件的工作原理、基本電子電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性[2]。數(shù)字邏輯電路在整個(gè)體系中有相當(dāng)重要的地位，對(duì)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)有著重要的影響[3]。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念，基本電路，具備對(duì)數(shù)字電路的分析能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力[4]，實(shí)踐創(chuàng)新的能力。這要求教師應(yīng)該統(tǒng)籌、系統(tǒng)的安排教學(xué)內(nèi)容；應(yīng)該從根本上改變教學(xué)思想，由傳統(tǒng)的講授型教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為主體，教師為指導(dǎo)”的啟發(fā)式教學(xué)；應(yīng)該充分利用多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)手段，以及各種專業(yè)工具平臺(tái)，更形象、具體的將知識(shí)傳授予學(xué)生。做到將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)貫穿于每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中。

1 注重學(xué)科體系化，課程內(nèi)容系統(tǒng)化的教學(xué)

首先，注重學(xué)科體系化教學(xué)，注重貫穿學(xué)科之間的關(guān)系。數(shù)字邏輯電路是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)完全沒(méi)有專業(yè)概念的，一切都很抽象，教師不應(yīng)急于去講這門(mén)課程所學(xué)的知識(shí)，而是應(yīng)該先引導(dǎo)學(xué)生了解數(shù)字邏輯電路這門(mén)課程在整個(gè)學(xué)科體系中的地位及其與其他課程如《微機(jī)原理》、《數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)》等相互之間的關(guān)系，幫助學(xué)生從宏觀或整體上去認(rèn)知這門(mén)課程；另外，給學(xué)生們普及這門(mén)課程所應(yīng)用的領(lǐng)域，如：儀器儀表、通信設(shè)備、智能終端、精密設(shè)備制造等，進(jìn)而從宏觀上實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，使得學(xué)生更加形象的了解數(shù)字邏輯電路這門(mén)課程的用途，將這門(mén)課程靠近于我們的實(shí)際生活，從而很好的引起學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的興趣，非常有利于今后的學(xué)習(xí)和進(jìn)步。

其次，注重?cái)?shù)字邏輯電路內(nèi)部知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的教學(xué)。數(shù)字邏輯電路包含很多基本概念，基本邏輯門(mén)、各種類型的邏輯電路及相關(guān)的電路原理等。教師逐步有序的引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)每一章節(jié)的內(nèi)容及其在這門(mén)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)中的角色，讓學(xué)生了解每個(gè)章節(jié)與前后章節(jié)的關(guān)系，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)點(diǎn)—線—面的融匯貫通。

2 轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)

數(shù)字邏輯電路是邏輯推理性很強(qiáng)的課程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中貫徹執(zhí)行“學(xué)生為主體，教師為指導(dǎo)”的啟發(fā)式教學(xué)思想。教師精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，以多種方式，如質(zhì)疑法、示錯(cuò)法等導(dǎo)入問(wèn)題，以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，不斷引導(dǎo)學(xué)生思考，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，分析、解決問(wèn)題的能力。

數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的步驟如圖1所示。教師在講解邏輯電路設(shè)計(jì)的過(guò)程時(shí)，不應(yīng)該平鋪直敘的按照求解步驟講述求解過(guò)程，而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逆向思考，設(shè)計(jì)的最終目的是什么設(shè)計(jì)出符合要求的數(shù)字邏輯電路圖，構(gòu)造數(shù)字邏輯電路圖的根據(jù)是什么邏輯函數(shù)表達(dá)式，得到邏輯函數(shù)表達(dá)式的根據(jù)是什么

真值表（邏輯語(yǔ)言），真值表反應(yīng)的是輸出與輸入之間的關(guān)系，表中幾個(gè)輸入，有幾個(gè)輸出及其意義確定電路輸入端、輸出端的個(gè)數(shù)及其意義。最終，整理推導(dǎo)思路得出邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟，這樣更有助于學(xué)生理解每個(gè)步驟之間的推理關(guān)系，更形象的思考邏輯電路設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

例如，關(guān)于“裁判表決器電路的設(shè)計(jì)”，首先，教師采用現(xiàn)代化教學(xué)手段再現(xiàn)表決器的應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生們直觀、形象的看到表決器的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考裁判表決器由幾部分電路組成？在實(shí)際的構(gòu)造中又需要哪些硬件？其次，教師按照上述設(shè)計(jì)電路的思想逐步的引導(dǎo)學(xué)生思考，同時(shí)給學(xué)生留有一定的時(shí)間整理思路，最終設(shè)計(jì)出邏輯電路圖。另外，進(jìn)一步提出新的設(shè)計(jì)要求，若多個(gè)裁判中有一位主裁判，其余為副裁判，那么電路又該如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)？以這種啟發(fā)式教學(xué)來(lái)逐步引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。

3 充分利用多媒體教學(xué)手段及各種專業(yè)教學(xué)平臺(tái)

數(shù)字邏輯電路中很多圖、表，僅僅傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這門(mén)課程教學(xué)的需求，影響教學(xué)進(jìn)度且展示效果不夠形象鮮明。應(yīng)該將多媒體課件和板書(shū)兩種教學(xué)手段有機(jī)的結(jié)合，以多媒體課件為主，板書(shū)為輔。教師課前精心制作課件，首先，外觀簡(jiǎn)單美觀，能夠靈活有序的展示教學(xué)內(nèi)容；其次，課件中要體現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)思想；另外，課件中應(yīng)該突出理論與實(shí)踐的結(jié)合，突出對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

下面以“舉重裁判表決器電路的設(shè)計(jì)”為例。

課件整潔美觀，分塊清晰，有助于吸引學(xué)生的目光，實(shí)時(shí)放映時(shí)教學(xué)內(nèi)容會(huì)跟隨教學(xué)步驟和教學(xué)思想逐步顯示，以學(xué)生的角度展示，很好的引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題。如圖1所示，“舉重裁判表決器電路的設(shè)計(jì)”，分析步驟明確，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題，得出化簡(jiǎn)變換后的函數(shù)式。

在得出函數(shù)式的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用基本邏輯門(mén)進(jìn)行舉重裁判表決器電路的設(shè)計(jì)，如圖2中所示，引導(dǎo)學(xué)生們思考如何利用與門(mén)、或門(mén)和與非門(mén)分別設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)舉重裁判表決器電路。

進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)際電路的設(shè)計(jì)和構(gòu)造，實(shí)際的舉重裁判表決器應(yīng)該包含幾部分電路？分別是哪些？那么所用到的與非門(mén)實(shí)際是什么構(gòu)造，如何利用？等等一系列的問(wèn)題將學(xué)生們帶入到實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)和制造上。如圖3所示，74LS00是與非門(mén)的集成芯片，為了幫助學(xué)生們結(jié)合實(shí)際，在課件中首先展示74LS00的封裝，及實(shí)際的管腳順序，其次，展示了74LS00的內(nèi)部電路組成，是由4個(gè)兩輸入與非門(mén)構(gòu)成，最后，本例中結(jié)合最終函數(shù)表達(dá)式構(gòu)造邏輯電路圖，需要用到3個(gè)與非門(mén)，引導(dǎo)學(xué)生思考電路該如何設(shè)計(jì)？課件中以燈的亮與滅的形式表示了裁判表決結(jié)果，展示了完整的實(shí)際應(yīng)用電路的構(gòu)造。因此，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字邏輯電路的教學(xué)改革緊緊圍繞培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)院特色的具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。第一，注重學(xué)科體系化和教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)遵循由整體到局部，再由局部回歸至整體的過(guò)程。第二，采用新型的啟發(fā)式教學(xué)思想，很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考。第三，改變傳統(tǒng)單一的教學(xué)手段，將板書(shū)與多媒體設(shè)備和各種專業(yè)教學(xué)平臺(tái)有機(jī)的結(jié)合，充分利用課堂時(shí)間，且更形象的將實(shí)際應(yīng)用電路引入到課堂中，更好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 魯敏.獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探析[J].科教縱橫，2012（2） .

[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2004：40-55.

[3] 郭玉華，龐學(xué)民，岳彩青.“數(shù)字邏輯電路”理論實(shí)踐一體化教學(xué)改革初探[J] .課程教材改革，2012（237）.

[4] 于亞萍，杜艷紅，衛(wèi)勇，等.《數(shù)字邏輯電路》案例教學(xué)對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（19）.endprint