《數字邏輯電路》課程教學改革與實踐

《數字邏輯電路》是電子類專業的一門基礎課，也是實踐性很強的課程。在當今的數字化社會中，它對培養“技能型、應用型、創新型、創業型”人才有非常重要的作用。由于EDA技術、大規模集成電路尤其是可編程器件的高度發展，數字技術知識的更新速度遠遠領先于整個科技領域發展的速度，這對以數字電路邏輯設計和應用為主要教學內容的《數字邏輯電路》課程提出了更高的要求。

一、教學內容的改革

1.以應用為目的，以必需夠用為度

根據專業培養目標和大綱任務，確定必需的內容和夠用的尺度，才能保證教材質量，提高教學效益。數字邏輯電路教學轉入以集成電路為主，帶來了本課程在基礎理論、基本技能和基本分析方法上的變化，據此教師根據本專業的特點，刪減陳舊的知識，增加現代電子技術的內容。例如，各種邏輯部件是組成數字邏輯電路的基礎，所以在教學中應重點強調其外部特性和應用，對內部結構及其分析盡量淡化，甚至可以刪除。

2.增加集成電路的有關內容

中規模、大規模、超大規模集成電路的出現，使數字電路系統的設計簡化；工作可靠，成本降低，也是開發應用的發展方向。所以我們在教學中增加了目前市場應用較多卻未進入教材的集成電路芯片，如MCl46818實時時鐘芯片、Interl7109A/D轉換器等，收到很好的效果。

3.突出分析方法的介紹，培養學生綜合分析能力

數字電子技術發展很快，學生在學校里不可能掌握所有的知識和技術，重要的是教給他們分析問題和解決問題的方法，更重要的是提高學生綜合分析能力。如在介紹門電路、觸發器、計數器、A/D、D/A轉換器等電路時，讓學生綜合分析，了解其用途，找出通路，畫出單元電路圖，分析功能，寫出報告。

二、教學手段的改革

1.利用多媒體技術

將多媒體適時、合理地引入課堂教學，利用其對視覺、聽覺等多渠道、多感官地綜合刺激，不僅有利于激發學生的學習興趣，營造和諧互動的課堂氣氛，而且能夠有效地提高教學效率和學生學習效果。

2.利用“板書式”的多媒體課件

根據教學思路，將復雜器件的內部結構、電路原理圖、時序圖、圖表等，按照其內在邏輯聯系、時序關系，以動畫的形式分步、逐層呈現。這樣既能節省大量板書畫圖表的時間，提高了教學效率，又利用了多媒體形象、動態、多彩的特點，彌補了傳統板書的不足，可以使教學生動、直觀，活躍課堂氣氛，有利于學生學習能力、思維能力的提高。

3.合理設計課件內容

設計多媒體課件，應深入研究教學內容之間內在、本質的聯系，分析學生的認知規律。在此基礎上，根據教學內容的不同特點，將那些用傳統教學方法費時、費力，又很難講清、學生難以理解的內容，如大規模集成電路的工作原理、復雜的時序關系、EDA仿真演示以及應用實例等，用多媒體課件講解，往往形象、生動，能夠很快吸引學生。而對于重要概念、定理及關鍵步驟的推導，采用傳統板書效果會更好，學生印象深刻。

4.合理利用課堂上的仿真實例

讓學生了解EDA技術，幫助他們加深對抽象概念的理解，增加授課的生動性和靈活性，激發學生的學習興趣，大大提高教學的效率，達到事半功倍的效果。

三、實踐教學的改革

1.加強對學生綜合運用能力的培養

在實驗中注重學生的主動參與以及對綜合運用能力的培養，要求在每次實驗中，學生要明確實驗目的，掌握實驗原理，按規則操作儀器、儀表、工具。尤其重要的是強調獨立思考和創造性地操作，鼓勵學生在完成規定實驗后，就地取材，用同一種器件構成不同功能的邏輯電路，用不同器件靈活實現各種邏輯功能，從而加強對設計能力的培養，提高學生分析、解決實際問題的能力，強化創新意識。

2.加強綜合能力的訓練

掌握對電路組成、控制的分析是不可缺少的重要教學內容，學生基本掌握數字電路基礎知識和基本技能之后，就可以在教師指導下按課題要求自行查找資料，獨立完成電路原理圖及接線圖的繪制；并每兩人發一組元器件進行實物焊接，焊接過程中出現的問題教師不給出答案，而由學生自行運用所學知識進行分析，找出問題并加以解決。學生一時無法解決的問題，由指導教師適當點撥，啟發引導。對表現突出、提前完成課題任務的學生還可激發其積極性，讓他們幫助有困難的同學排查故障，使其所學理論知識得以融會貫通。

3.加強邏輯電路的設計訓練

作為邏輯電路設計的教學，除了組合邏輯電路的設計外，難度最大的就是時序邏輯電路了。對于難點的教學，力求在講述過程中有一個清晰的思路，教給學生簡單、有效的設計方法，盡量避免繁瑣的推導和計算。時序邏輯電路最常見的是寄存器、移位寄存器、計數器、脈沖發生器和序列信號發生器，在設計時要求根據給定的具體邏輯問題，求出相應的邏輯電路，所得到的結果力求簡單，如采用“根據二進制狀態表示指定觸發器激勵表”的簡化方法。另外，可設計一些與實際聯系緊密的電路，如搶答器設計、可調式數字鐘設計、汽車尾燈控制設計等。

四、教學方法的改革

1.加強課堂討論

傳統的教學活動僅是教師一人唱獨角戲的過程，是一種灌輸式、填鴨式教學，不利于對學生思維和創新能力的挖掘，教學效果不夠理想。當講完每堂課的內容后，有計劃性、有針對性地對重要知識點提出相關的討論和思考內容，如講授定時器的應用電路，在分析完門鈴電路的工作原理后，提出相應的故障讓學生分組討淪：電鈴一直響或是按下按鈕后不響分別是什么原因造成的?在講到搶答器時可以問：搶答后遇到多個指示燈亮或燈不亮是由哪些器件不正常引起的?由于所提問題在生活中很常見，甚至是學生自己碰到過的現象，因此他們的熱情很高，討論非常活躍。在其思考較為成熟后，每組請出代表上臺講解，不足之處由教師進行分析、歸納，使問題得以解決。這樣既鞏固了所學知識，又提高了學生分析問題、解決問題的能力。學生對于這樣的教學形式十分歡迎，教師也可從中了解學生的掌握情況。

2.采用啟發式教學

如果對一些重要內容能夠從器件、電路產生的背景和需求談起，然后講清其在系統中的作用、結構的構思方法、適用場合以及存在的問題等，完全可以使課堂氣氛活躍起來，從而激發起學生的學習熱情和求知欲，還可以為解決新問題作好鋪墊。例如，在講解觸發器這一章時，可以先從觸發器構成的簡單搶答器電路引入，使學生初步了解觸發器的功能和作用，激發他們的好奇心，為正課的講授做好鋪墊。在講述定時器的應用時，可以以日常生活中常見的門鈴電路和延時報警器電路為例，精心設計課堂討論，激發學生的學習興趣，引導其思維。

總之，通過對《數字邏輯電路》課程的探索，本文從教學內容、教學手段、實踐教學、教學方法等環節對該課程的教學改革提出了一些看法和建議。但教學改革是一個長期過程，需要在實踐中不斷深入與完善。今后我們將努力保持現有改革成果，繼續提升本課程的教學和實踐水平。

（作者單位：山西省忻州市技工學校）