摘 要：隨著仿真軟件等信息技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字電路課程抽象的邏輯關(guān)系和概念可以通過(guò)具體的形象和操作展現(xiàn)出來(lái)，有利于基礎(chǔ)弱的同學(xué)掌握基本的概念和方法，也有利于能力強(qiáng)的同學(xué)通過(guò)軟件操作深化理解和培養(yǎng)鉆研探索的精神。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；仿真；分層教學(xué)

數(shù)字電路是中職電子和計(jì)算機(jī)專業(yè)重要基礎(chǔ)課，在教學(xué)中靈活運(yùn)用仿真等信息技術(shù)手段，既可以為理解抽象概念和邏輯關(guān)系提供直觀的背景，也可以作為實(shí)際實(shí)驗(yàn)的輔助工具，提高教學(xué)效果。

一、 把抽象內(nèi)容在課程整合環(huán)境中展開(kāi)

一些抽象的概念原理在課程整合的背景下展開(kāi)，容易理解而且能夠理解得更深刻。

以數(shù)字信號(hào)的講解為例，可以選擇單片機(jī)控制的流水燈仿真電路圖作為切入點(diǎn)。之所以選擇這個(gè)表面上看起來(lái)似乎對(duì)初學(xué)者有難度的電路，是因?yàn)檫@是一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用電路，它包含了電工基礎(chǔ)、模擬電路以及單片機(jī)應(yīng)用等方面的知識(shí)，在這個(gè)大背景下更能理解數(shù)字信號(hào)特點(diǎn)。學(xué)生首先對(duì)流水燈的表現(xiàn)效果感興趣，讓他們觀察燈的明滅與圖中電壓表讀數(shù)的變化關(guān)系，不難發(fā)現(xiàn)亮的燈對(duì)應(yīng)的電壓接近0伏（仿真軟件自動(dòng)標(biāo)識(shí)為藍(lán)色），而其他不亮的對(duì)應(yīng)電壓接近5伏（仿真軟件自動(dòng)標(biāo)識(shí)為紅色），由此入手，可以順理成章地先復(fù)習(xí)二極管和電工基礎(chǔ)的有關(guān)知識(shí)。然后，讓學(xué)生觀察這個(gè)電路圖，幾乎所有的點(diǎn)不是紅色就是藍(lán)色，測(cè)量結(jié)果都是接近5伏或者接近0伏。最后，在仿真圖上調(diào)用示波器測(cè)量發(fā)光二極管的電壓波形，數(shù)字信號(hào)的概念自然而然就出來(lái)了。

這種教法的好處在于，學(xué)生在理解抽象概念時(shí)，是在一個(gè)具體有趣的案例中，通過(guò)形象直觀的展示實(shí)現(xiàn)，容易理解問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，即使基礎(chǔ)比較弱的同學(xué)也能接受。而對(duì)于勤奮好學(xué)的學(xué)生，在整合的環(huán)境中有利于知識(shí)的深化，為進(jìn)一步理解較復(fù)雜的知識(shí)作好鋪墊。信息技術(shù)的應(yīng)用為分層教學(xué)提供了條件。

二、 有利于抽象邏輯關(guān)系理解

一般教材是先講與或非邏輯關(guān)系概念，然后真值表，再邏輯門。這樣的教法理論性較強(qiáng)，但有部分學(xué)生覺(jué)得抽象而難以理解。使用仿真電路，學(xué)生可以按照先感性，后抽象的思路，通過(guò)仿真軟件完成真值表的驗(yàn)證，強(qiáng)化信號(hào)邏輯關(guān)系的認(rèn)識(shí)，得到和教材上一致的結(jié)論，形成與、或、非概念，并在此基礎(chǔ)上再通過(guò)仿真軟件操作，進(jìn)一步理解復(fù)合邏輯門和邏輯關(guān)系的表達(dá)方法。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，有大量的仿真練習(xí)。老師布置任務(wù)以后，學(xué)生可以自由發(fā)揮。在運(yùn)用仿真電路幫助分析邏輯功能過(guò)程中，對(duì)于學(xué)習(xí)比較好的同學(xué)，可以大大提高他們的綜合能力。而對(duì)于基礎(chǔ)弱的同學(xué)，通過(guò)仿真操作，觀察各種效果，客觀上也能學(xué)到知識(shí)，達(dá)到分層教學(xué)目的。

在仿真操作時(shí)，并不需要學(xué)生在掌握理論知識(shí)以后才進(jìn)行，而是讓學(xué)生帶著疑問(wèn)進(jìn)行操作，在操作過(guò)程中尋求問(wèn)題的解決，并在操作后進(jìn)行歸納深化。

三、 實(shí)驗(yàn)與仿真相輔相成

如果在開(kāi)始階段進(jìn)行實(shí)物電路的操作，有的學(xué)生往往知識(shí)還沒(méi)有掌握好，覺(jué)得電路太復(fù)雜而做不下去。勉強(qiáng)進(jìn)行連線，容易出錯(cuò)，損壞設(shè)備，打擊自信心，影響學(xué)習(xí)效果。針對(duì)這種情況，老師可以準(zhǔn)備好一系列由淺入深的仿真電路，讓學(xué)生先仿真再具體實(shí)驗(yàn)，最后實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜電路的連接。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生實(shí)際上對(duì)有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行了一次很好的復(fù)習(xí)。例如在異或門實(shí)驗(yàn)中，可以先對(duì)簡(jiǎn)單與、或、非門電路進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，在實(shí)際芯片中連接。然后，在仿真中對(duì)剛才簡(jiǎn)單的與、或、非門電路進(jìn)行連接。學(xué)生在仿真上連接成功后，實(shí)物連線時(shí)基本上就不會(huì)怎么錯(cuò)。

對(duì)于程度好的同學(xué)，仿真電路還有利于實(shí)驗(yàn)的拓展。上述實(shí)驗(yàn)中，完成了基本實(shí)驗(yàn)后，再進(jìn)行不同邏輯門之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，對(duì)初學(xué)者較難。為此，可借助仿真電路幫助啟發(fā)思路和檢驗(yàn)其結(jié)果是否正確，最后再在具體芯片上實(shí)現(xiàn)。仿真實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可以達(dá)到事半功倍的效果。

四、 結(jié)論

仿真電路具有靈活方便的特點(diǎn)。教師可以預(yù)先設(shè)計(jì)一系列典型電路，然后根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的抽象程度和學(xué)生水平，有針對(duì)性地組合搭配。每一堂課的知識(shí)點(diǎn)都可以建立在一個(gè)精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)上。學(xué)生觀察和參與電路的搭配，并在仿真電路中進(jìn)行和知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的操作，是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)方法。仿真電路和真實(shí)實(shí)驗(yàn)配合，還提高了實(shí)踐教學(xué)的效果。

作者簡(jiǎn)介：

陳丁惠，廣東省廣州市信息工程職業(yè)學(xué)校。endprint