項目教學(xué)法在數(shù)字邏輯電路中的實踐與研究

[摘 要] 隨著計算機及電子等技術(shù)的飛快發(fā)展，其專業(yè)所學(xué)數(shù)字邏輯電路的教材內(nèi)容更新速度相應(yīng)的也較快，并且還具有較強的實踐性。在具體教學(xué)中，以項目教學(xué)法的方式進行教學(xué)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力及提高學(xué)生分析解決問題的能力。

[關(guān)鍵詞] 項目教學(xué)法；邏輯思維；實踐；研究

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 23. 122

[中圖分類號] F301.2；F321.42 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2016）23- 0226- 02

1 課程改進研究

項目教學(xué)一般在數(shù)字電路實驗室進行，需具備一定的硬件設(shè)施，如黑板、投影儀等。項目教學(xué)過程可以將學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性及積極性充分調(diào)動起來，還可以挖掘?qū)W生的潛能，培養(yǎng)起創(chuàng)新能力。將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)有機融合于一體。在教學(xué)活動中，教師將需要解決的問題或需要完成的任務(wù)以項目的形式交給學(xué)生，通過一定的指導(dǎo)，以個人或小組為單位，由學(xué)生自己按照實際工作的完整程序，共同制訂計劃、共同或分工完成整個項目。此種教學(xué)方法使得每一名學(xué)生都得以參加實踐過程，并在此過程種對所學(xué)的基本理論進一步掌握與理解，體驗出創(chuàng)新的艱辛及樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力及團隊合作精神等。

2 教學(xué)實例過程

2.1 項目的確定

以教學(xué)大綱要求為基礎(chǔ)，所選擇的項目具備一定的趣味性，所涉及的內(nèi)容具有一定的熟知度，并在項目進行的過程中，能有效培養(yǎng)出學(xué)生的情感態(tài)度教育。下面以隨機數(shù)生成器作為教學(xué)案例。

2.2 分析與設(shè)計

以設(shè)計隨機數(shù)生成器作為一個項目，并對學(xué)生分派了四個教學(xué)任務(wù)作為項目參考。

任務(wù)一：掌握時序邏輯電路的設(shè)計方法；

任務(wù)二：領(lǐng)會555定時器芯片的功能及應(yīng)用方法；

任務(wù)三：掌握常見集成計數(shù)器芯片的功能和應(yīng)用方法；

任務(wù)四：掌握基準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的設(shè)計方法。

實驗要求：本隨機數(shù)生成器通過7個LED實現(xiàn)隨機數(shù)字1-6的顯示，當(dāng)按下鍵后，7個LED循環(huán)點亮，之后循環(huán)速度越來越慢，并最終隨機停止在某個點上，這時LED點亮的個數(shù)就是當(dāng)前的數(shù)值。

圖1為經(jīng)由學(xué)生共同商討合作以后隨機數(shù)發(fā)生器的電路設(shè)計圖。

2.3 隨機發(fā)生器的主要相關(guān)設(shè)計

本電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進制計數(shù)器/脈沖分配器組成。7顆發(fā)光二極管模擬骰子的點數(shù)，當(dāng)按下啟動鍵1秒以上時，發(fā)光二極管骰子的不同點數(shù)高速循環(huán)點亮，幾秒鐘后循環(huán)速度越來越慢并最終隨機停止于某個點上、C1的數(shù)值決定延遲時間，C2的數(shù)值決定循環(huán)速度。電源供電電壓為直流5V，也可采用3節(jié)1.5 V電池供電。

（1）LED布局。按照電路設(shè)計圖中LED布局，依次將其擺放，當(dāng)開關(guān)按下一定時間再復(fù)原時，往返每一次LED燈均會顯示不同的數(shù)字，比如，顯示數(shù)字1時，則LED4亮。顯示數(shù)字2時，則LED2與LED6亮。顯示數(shù)字3時，則LED2、LED4、LED6亮。顯示數(shù)字5時，則LED1、LED2、LED4、LED6、LED7量。顯示數(shù)字6時，則其它的燈均會亮。

（2）555芯片功能。555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。其成本較低，性能可靠。只需外界幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。

實驗中使用的NE555集成電路芯片組建一個多諧振蕩器，它的作用是用來產(chǎn)生脈沖信號。

（3）CD4017C芯片功能。實驗中使用CD4017C芯片主要用來實現(xiàn)計算功能，當(dāng)有脈沖信號進入CD4017的CLK端時，CD4017進行計數(shù)，當(dāng)脈沖計數(shù)單元停止輸出時，CD4017的輸出也得以穩(wěn)定下來。

（4）三極管的功能。實驗中用到的三極管分別是9012/9013。其中9012為PNP型三極管，9013為NPN型三極管。它們在電路中主要起到放大電路的作用。

3 結(jié) 語

項目教學(xué)法是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的影響下，通過選取“工程項目”來創(chuàng)設(shè)“情景”，通過“協(xié)作學(xué)習(xí)”的方式開展學(xué)習(xí)，通過完成“工程項目”來達到“意義建構(gòu)”，是一種比較有效的教學(xué)方法。項目時實踐是在對課本知識予以鞏固和加強的同時，增強了學(xué)生實踐操作和動手應(yīng)用的能力，提高了獨立思考的能力，一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

主要參考文獻

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[2]鮑寧寧.關(guān)于優(yōu)化數(shù)字電路實驗教學(xué)體系對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探討[J].實驗室科學(xué)，2011，14（2）：193-195.