數字邏輯電路教學方法的探討

單玉燕

摘 要：數字邏輯電路是電子類專業的一門重要的專業基礎課程，具有很強的實踐性，著重鍛煉的是學生的設計能力和動手能力。本文結合自己的教學經驗對該課程的教學內容和教學模式改革進行一些探討和研究。

關鍵詞：數字邏輯電路；邏輯思維；邏輯芯片

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.198

1 引言

數字邏輯電路是電類專業重要的基礎課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。通過該課程的學習，希望學生能夠具有一定分析問題和解決問題的能力，進一步希望學生能有設計電路的能力。但這個要求對于我們高職院校的學生而言有一定困難，我們的學生理論基礎薄弱，學習能力也較差，所以在學習過程中隨著課程難度的增加，學生對知識的掌握程度變差，學習的積極性會打折扣。所以幫助學生打好基礎，循序漸進的掌握好這門課程就顯得尤為重要。

2 教學體系結構及要求

數字邏輯電路的教學內容主要分成三部分：基本的邏輯門電路和化簡、組合邏輯電路、時序邏輯電路。邏輯門電路和化簡是基礎，只有這一部分的知識掌握扎實了，后面的內容才能靈活應用。所以在這一部分內容上要花較多的課時，幫助甚至強迫學生記憶，可以采用默寫的形式來驗證學生的掌握程度；組合邏輯電路和時序邏輯電路是數字邏輯電路的兩個大塊，其中包括若干芯片的使用和各種功能電路的搭建。這一部分內容更多的是需要學生自己對芯片有深刻的認識并能合理的使用。所以在這兩部分內容上除了教師要詳細講解芯片各引腳和使用外，可以多給學生留一點時間，鼓勵他們自己思考問題，思考解決方法。

3 理論教學

3.1 興趣的培養

任何一門學科，興趣都是第一位的，學生只有對這門課感興趣了，才有可能認真去學。所以如何激發學生的學習興趣也是任課老師需要認真思考的問題。教師要選擇合適的教學方法來吸引學生的注意力。我們在該課程的教學上采用項目驅動的方式進行，也就是在每一堂課的一開始都要將這堂課要完成的任務介紹清楚，當然在任務的選擇上也要保證任務的量以及難度我們的學生可以接受。然后將任務進行分解，讓學生來回答哪些部分是可以完成的，哪些部分目前已有的知識還不能解決，這樣又可以比較自然地過渡到新的教學內容。總之，每一堂課都要讓學生清楚自己這節課要完成什么任務，帶著目的去學。教師在講授過程中不斷提出問題，引導學生主動思考，把問題留給學生，讓他們自己設計提出解決方法。教師可以參與討論，并適時引導，最終形成方案。

3.2 教學思路的把握

數字邏輯電路這門課的重點在于對各種邏輯電路的設計，而一提到設計電路，學生馬上會覺得難，潛意識里開始抵觸。那么這個時候一定要幫助他們建立信心。所以我們一開始選的設計電路都會比較簡單，比方說可以要求學生設計一個一位二進制數的加法器，一位二進制加法是在加數相同的時候為0，不同的時候為1，那么這個特性就和異或運算相同，所以利用一個異或門就可以實現。而這一步學生還是很容易想到的，然后可以在實現了一位加法的基礎上再考慮下是否有進位等問題來完善這個加法器，這樣逐步增加其他功能的設計。

在教學的過程中，項目驅動法是將一個整體的項目分解成幾個小項目，是一種從上至下的思路，這種教學方式適用于比較熟練的學生；而對于初學者而言，從最基本的功能電路開始，一點一點的加入新的功能這種從下而上的教學思路能更激發他們的熱情。在教學的過程中可以靈活的運用這兩種教學手段達到較好的效果。

3.3 教學內容的取舍

前面說過數字邏輯電路包括各種邏輯芯片的使用，而一般學校給這門課安排的課時在72課時左右，所以想要面面俱到是不可能實現的。那么在教學時就要有所側重。一開始的數制碼制就可以一帶而過，卡諾圖化簡是組合邏輯電路設計的基礎所以這里是需要花點時間幫學生打牢基礎，后續的組合邏輯電路、時序邏輯電路是課程的重點和難點，就需要讓學生多多的練習。

4 實驗教學和仿真實驗相結合

數字邏輯電路是一門基于實驗之上的課程，對芯片的使用只有通過實驗才能更深刻的了解和掌握，同時所設計電路的正確與否也只有通過實驗才能夠驗證。所以在教學過程中，實驗是與理論教學相輔相成，必不可少的。我們學校將這門課程安排在了電子實驗室，這樣能夠充分保證該課程的實驗課時。

對于數字邏輯電路這門課程而言，實驗是貫穿始終的。從一開始的邏輯門介紹，到后續的組合邏輯電路的設計、時序邏輯電路的設計，都需要用實驗來驗證。常規的實驗儀器是數字電路實驗箱，實驗箱上可以接若干芯片，然后通過芯片的連接來實現功能電路。但是隨著數字電子技術的發展，芯片種類越來越多，所以，除了實驗之外我們還可以利用仿真軟件進行輔助。我們是利用EWB軟件來實現電路的仿真實驗的，EWB虛擬了一個可對模擬電路、數字電路進行仿真的平臺，具有較完善的各種元件庫和各種實用儀器，它幾乎可以完成教學時用到的所有實驗。在教學過程中，將實驗與仿真相結合，能有效的提高學生的學習效果。

5 小結

本文從課程體系、教學要求和實驗教學三個方面分別闡述筆者從事該課程教學的體會。對一門課程的處理方式，不同的教師有不同的方式，但都希望能以較為恰當的教學方式把最需要最重要的知識傳授給學生。