計算機專業中電學的有效課堂研究

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(江蘇錫山中等專業學校)

計算機專業中，電學是最為基礎的一門必修課，通過這一門課程，學生能夠深入地學習計算機，也能夠為之后的計算機系統奠定詳細分析方法和硬件設計的基礎，這也是計算機組成原理、單片機的技術、計算機體系結構、微機的原理、微機接口技術等等硬件課程的基礎課程，當然，它還是計算機硬件系統里面基礎部件的邏輯組成。鑒于此，學生學好這一門課程，對于計算機整個專業知識的把握是至關重要的。如何打造有效的計算機電學有效課程？本文將提成幾點做法進行探討。

一、激發學生學習興趣，把握學習內容

學生對于計算機專業電學這一門課程的學習興趣從以往的經驗來看，學習積極性并不是很高，但這一門必修課是至關重要的。所以，老師在對于這一門課的教學一定要培養學生對此學科的興趣，這是十分有必要的。因此在第一節課上，首先至關重要的一點就是一定要給學生闡述這門學科的重要性，突出強調這門學科在整個計算機專業的硬件課程體系中的基礎的地位，接著還應該列舉出一些通俗易懂的例子，讓學生能夠深切感受到自己身邊的數碼電子產品與計算機電學都有著十分密切的聯系，再從這其中詳細地舉出一個例子，簡單有趣地講述其中所包含的電學原理知識，這樣一來，學生就能夠真正認識到這門學科的重要性，后面的學習自然也就更加上心。老師在后面要做的，就是給學生講解介紹這門課程各個板塊之間直接間接的關系，再明確其具體的學習任務，由此一來，學生學習這門學科的積極性就明顯地被調動起來了。

二、運用啟發式的教學方法

計算機專業里面電學是一門對于實踐要求很高的課程，怎樣讓這門課的課程是有效的呢？老師在課堂上就應該多啟發學生，鼓勵其自己動手，通過動手實踐得出結論。例如，對于電路的分析和設計時，就可以在講述原理知識的過程中，穿插一系列學生感興趣的例子或者學生實際生活中所接觸到的例子，由此再一步一步地引導學生利用理論的知識來解決實踐會遇到的問題，與此同時，在引導的過程中，也要注意學生對于問題分析的能力和思維的培養與訓練。例如，在分析這一案例的時候，在組合這一邏輯電路設計的時候，給出這樣一個題目：某地方有甲乙丙三個水位的傳感器，如果這些水位傳感器浸沒在水中的時候，甲乙丙輸出1，不然就輸出0，如果總體水位低于甲時，大小閘門GA，GB都將關閉以儲水用，而如果總體水位超過甲，但又沒有到乙的時候，就開小閘門GA，水都放出去以降低水位，但總體水位超過丙時，就應該打開大閘門GB，這時候小閘門處于關閉狀態，如果水位先超過丙的話，機會必須大閘門和小閘門同時打開，來取到泄洪的作用。這里面設計的兩個閘門來控制整體電路，學生可以按照這樣的邏輯順序組合電路，跟著步驟一步一步來，然后再加以老師的引導，學生很快就能過運用這種方法掌握并且鞏固這樣的組合邏輯的電路的設計方法，也能夠讓他們把學習和實際生活相結合，更加增添學習的樂趣和深度。

三、運用對比的方法來講授時序的邏輯電路

時序的邏輯電路指的是在電路的邏輯組合的基礎上增加了一系列的記憶元件和一些觸發器，所以在時序電路的設計與分析上與前文所提到的組合電路的分析與設計的大致步驟是所差無幾的只是在時序電路中，增加了記憶元件觸發器，以至于時序電路的設計步驟顯得更為細化了。

接下來說說時序邏輯分析電路問題，在這之前我們先回顧一下組合電路的分析思路。首先，是輸出邏輯函數的導出，這是根據電路圖分析后得到的一個函數式；其次，列出該電路圖的真值表，根據真值表的直觀反映，我們就可以分析判斷，得出該電路圖的邏輯功能。時序邏輯電路分析的思路只是在以上步驟上進一步擴展，首先，也是根據電路圖，分析得到電路的函數式，不過我們不僅要得到它的輸出函數式，同時還需要得到含驅動方程、狀態方程、時鐘方程(異步時序電路含)等與觸發器關聯的多個方程式組合；其次，我們需要根據分析電路寫出狀態真值表，這是一個能直觀反映各個觸發器的輸出狀態隨輸入變化的表；再然后，是時序邏輯電路分析的核心、獨有步驟，根據電路圖和狀態真值表的反映，列出狀態轉換圖；最后，再把以上的狀態轉換圖作為判斷電路邏輯功能的依據，分析總結得出電路的功能。學生在這樣一種方法的指引下，能夠更快更輕易的學會分析時序電路問題，再經過理論與實踐的結合環節，強化學生在這方面的學習能力和理論知識的掌握。

四、增加語言建模內容的學習

對于計算機專業來說，硬件語言的建模必不可少，而Veeilog HDL作為一種可以表示邏輯電路圖與一種邏輯表達方式的語言，它也是一種用文本的形式來描述數字系統硬件行為和結構的一種語言，不僅如此，它還能夠表示更為復雜的數字邏輯系統里面所可能完成的邏輯的功能。增加學生對于VeeilogHDL的興趣，不僅僅能夠幫助學生熟練地學會并且應用好這門語言，更加能夠讓學生結合一系列相關的硬件設施，培養學生獨自開發設計電路芯片等設計的能力，還能夠為后面所學的一系列課程做好鋪墊，更好地學習其他課程。

五、加強學生的實踐教學環節

對于工科生來說，不管哪一門學科都需要與實踐的環節相輔相成，計算機專業的電路也同樣是如此，只有做到了理論與實踐相結合，才能夠更深更透徹地加深對于理論知識的理解與掌握。要想這一門課堂成為有效課堂，其中一個方法計劃書要加大實驗課的安排，在上實驗課的時候，老師應當根據學生的具體操作能力來進行分層，對于基礎一般的、基礎較差的以及相對來說基礎較好的同學，他們的側重點和實驗內容是不一樣的，這樣不僅僅提高了他們的動手實踐能力，也不斷的強化他們對于理論知識的了解與掌握，還培養了他們自身的素質和能力。

六、加強學校的網絡課程建設

現如今，以“課程教學”為核心的網絡教學平臺獲得了更多的支持，由于其課程的長期滾動建設、支持教學過程跟蹤統計，教學過程能夠更加完美地與評價展示相結合。以學校的網絡教學綜合平臺為依托，已建設的數字電路課程資源包括課程介紹、教學大綱、教學課件、試題庫、在線測試等這一系列都，極大方便了學生的自主學習，同時通過教學郵箱對學生輔導答疑，促進了師生間的交流。所以對于計算機專業的電學課程來說，完全可以借助這一方式來進行教學。

七、結語

近年來，課堂教學方式的改革和常年的實踐結合，伴隨科學技術的飛速發展，多元化的教學手段誕生，學生在學習方面的興趣也越加濃厚，與此同時，數字電路的教學方式與授課內容應當根據教育行業反饋，及時做出相應調整或加入新的方式或內容，在新型人才培養道路上，貢獻自己的一份微薄之力。