李娜

摘要： 在工程化教育背景下需要培養(yǎng)具有工程化思維能力的人才，本文在工程化背景下將數(shù)字電子技術(shù)課程中以工程實例引入課堂，探討如何在課程教學(xué)中使學(xué)生真正能夠發(fā)揮自我學(xué)習(xí)和思考及解決問題的能力，促進學(xué)生個性化發(fā)展，強化工程人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。

Abstract： It is necessary to cultivate talents with engineering thinking ability in the background of engineering education. An engineering example was introduced into the class in digital electronic technology curriculum under the background of engineering， to explore how to enable students to truly learn and think and solve problems in the course teaching， to promote the individualized development of students and strengthen the innovation and entrepreneurial ability of engineering talents.

關(guān)鍵詞： 數(shù)字電子技術(shù)；工程化教育；創(chuàng)新

Key words： digital electronic technology；engineering background；innovation

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）12-0252-02

0 引言

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程[1]是高校電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時又是一門應(yīng)用性很強的工程性質(zhì)的課程。工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)不僅要具備扎實的理論基礎(chǔ)，還要有很強的實踐能力。實踐能力的培養(yǎng)對學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)造能力的發(fā)展有很重要的意義。

時序邏輯電路的設(shè)計與應(yīng)用是數(shù)字電子技術(shù)課程中很重要的組成部分。本文以此內(nèi)容為例通過實際工程案例和課堂教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，探討一下本課程在培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力所起的作用，為構(gòu)建應(yīng)用型人才教學(xué)模式提供探索的一些理論依據(jù)。

1 各類觸發(fā)器及其特點

觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的最基本單元，因此掌握和理解各種類型觸發(fā)器的特性方程、觸發(fā)方式是進行分析和設(shè)計的基礎(chǔ)。

圖1給出常用于時序電路中D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的邏輯符號，

D觸發(fā)器的特性方程：Qn+1=D，觸發(fā)方式有主從觸發(fā)、邊沿觸發(fā)、鐘控觸發(fā)。

JK觸發(fā)器的特性方程：Qn+1=J+Qn，觸發(fā)方式有出從觸發(fā)、邊沿觸發(fā)、鐘控觸發(fā)。

通常在設(shè)計電路時觸發(fā)器多為邊沿觸發(fā)。

2 計數(shù)器中的應(yīng)用電路設(shè)計

計數(shù)器是日常生活中隨處可見的，對于計數(shù)器的設(shè)計，特別是假設(shè)在面粉廠工作場景下設(shè)計一個用于面粉廠裝運統(tǒng)計的計數(shù)器是把理論和實際內(nèi)容有機融合在一起的工程案例。

2.1 案例分析，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

案例：用D觸發(fā)器設(shè)計一個用于面粉廠統(tǒng)計的8421碼十進制同步加計數(shù)器。

對于設(shè)計問題讀題是關(guān)鍵，即分析問題的能力。題中是設(shè)計計數(shù)器，這里可以提問大家計數(shù)器的概念幫助學(xué)生回憶前面的知識，然后進一步分析計數(shù)器所采用的類型是D觸發(fā)器，按照學(xué)生的思維方式自然要想到用幾個D觸發(fā)器可以完成這個設(shè)計，題中給出的信息是十進制計數(shù)器，引導(dǎo)學(xué)生分析計算出所需要的觸發(fā)器的個數(shù)。個數(shù)問題解決完繼續(xù)返回題中，由觸發(fā)器的個數(shù)可以確定狀態(tài)數(shù)是可知的，再依題意8421碼是取前十個狀態(tài)，繼而狀態(tài)表可畫出，同時引導(dǎo)學(xué)生對同步的概念理解是所有觸發(fā)器的脈沖端接至同一CP端，最后依據(jù)狀態(tài)表得出次態(tài)表，由次態(tài)表得出D觸發(fā)器的驅(qū)動表，從而畫卡諾圖，得D觸發(fā)器的驅(qū)動方程，最后設(shè)計出此電路。這樣一步步完全按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律完成了這個例題的分析，因此題目的分析環(huán)節(jié)是解題的重要步驟，而且是環(huán)環(huán)相扣，采用的遞進式的方式由淺入深，由表及里，層層剖開，最終找到解決問題的方法。也是培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決問題能力的重要途徑。到此為止是計數(shù)電路本身的設(shè)計就完成了，但實際的案例是要應(yīng)用于面粉裝運統(tǒng)計的，所以還要有外圍的電路設(shè)計。

2.2 實際的計數(shù)器電路設(shè)計

用于面粉裝運統(tǒng)計還需要有清零復(fù)位電路、譯碼顯示電路、脈沖形成電路，所以我們還要把其他的電路設(shè)計出來，最終構(gòu)成一個實際應(yīng)用的計數(shù)器。清零復(fù)位電路是用來進行清零的，所采用的是RC組成的微分電路的低電平復(fù)位電路，譯碼顯示電路是用來把計數(shù)結(jié)果顯示出來，所采用的是74HC4511構(gòu)成的譯碼顯示電路，脈沖形成電路是將通過傳送帶上的面粉袋轉(zhuǎn)換為脈沖形式，所采用的是一個由發(fā)光管控制的射極輸出器設(shè)計的脈沖電路。這部分電路的給出是說明通過對比不難發(fā)現(xiàn)，實際工程案例要綜合考慮因素較多，通過設(shè)計學(xué)生能在實際問題中獨立思考，分析，調(diào)試完成的過程也提升了工程應(yīng)用能力。

2.3 仿真環(huán)節(jié)

計數(shù)器最終是要應(yīng)用于實際生活中，仿真軟件能夠通過計算機強大的輔助設(shè)計和計算能力方便地繪制電路原理圖、更改元器件參數(shù)，并模擬測試電路性能，測試成功后再進行電路板制作。這樣既提高了電路設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性，又減少了元器件材料的浪費，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。計數(shù)器的仿真調(diào)試如圖3所示，實現(xiàn)了計數(shù)的功能。

3 結(jié)語

本文以計數(shù)器的工程實際案例出發(fā)，探討了數(shù)字電子技術(shù)課程中如何對學(xué)生的工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過課堂實踐，學(xué)生的聽課效果、與教師的互動都有顯著提高，調(diào)動了學(xué)生主觀學(xué)習(xí)的熱情。

參考文獻：

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[2]張鵬，楊潔.獨立學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革探索[J].西部素質(zhì)教育，2017（11）.

[3]劉明玲，孫美玲，趙月紅.“電子技術(shù)”課程教學(xué)改革的探究[J].經(jīng)營管理者，2016（24）.