《數字邏輯》實驗課教學方法探討

李小蓮

一 緒論

數字邏輯課程是理工科很多專業的一門必修課程，該課程的教學分為理論課和實驗課兩個部分，歷年以來學校較重視理論課教學，故在理論課程的教學方面教師們已經積累了一定教學的經驗，也積累了一些優質教學資料。但是，對于實驗課，近些年來才開始比較重視，實驗室也是最近幾年建立好的，所以在實驗課教學這一塊教師們正在積極努力地進行教學研究。通過這兩年的研究，我們有了比較明確的教學方向，建立比較完善的實驗課程體系。

二 建立完善的實驗課程體系

該實驗課程的教學體系共分為以下幾個方面：開發自己的校本實驗教材，新增實驗設備和實驗室，給每個專業設置綜合性實驗教學，開展實驗課程的教學討論會。第一，在開發建立自己的校本教材方面，首先是對實驗內容的調整，然后結合近年來我院實際情況，教師們的通過多次交流討論，最后對實驗內容做出修改，確定好實驗內容，如下表1所示。第二，由于每學期學生 人數有所增加，實驗室不夠用，需要及時新增實驗設備和實驗室，保證學生有好的實驗室和實驗設備實驗，保證教師能夠很好地完成教學任務。第三，設置綜合性實驗教學，讓學生分組完成該綜合性實驗。綜合性實驗可供學生選擇的實驗項目有8個，在每學期末的時候進行，每組學生選一個實驗在教師的指導下完成并要撰寫相關的實驗論文。第四，定期開展教師教學經驗交流會，對教學進行深入的探討，對存在問題討論解決，以提高教學質量，提高學生的動手能力。

表1 實驗課教學內容

三 實驗課教學——以全加器及其邏輯運算為例

（一）教學目標設計

在進行教學設計時，對課程的教學目標這一塊進行細分，分為情感目標、知識目標、實驗技能目，每一次課完成后要進行回顧，看看是否達到各個目標的要求。本次課的教學目標如下。

第一，知識目標，使學生掌握數字邏輯電路半加器全加器電路設計中的基本概念、基本原理。

第二，情感目標，培養學生的團隊合作精神，培養學生的電路設計意識。

第三，技能目標，使學生掌握實現半加器全加器電路的方法，培養學生分析問題與解決問題的能力。

（二）實驗內容

用74LS86和74SL00組成全加器電路，用異或門、與非門組成的全加電路如圖1所示，輸入A、B、CI分別接開關K1、K2、K3，輸出S、CO分別接LED指示燈LE0、LE1。連接好電路圖，觀察指示燈的亮燈情況并記錄下來。

圖1 由74LS00、74LS86組成的全加器

（三）教學過程設計

1. 課程準備

在課前要做好兩個準備，一是分好小組（一般在上理論課時采取自愿分組形式分組，每組2-3人）；二是在實驗前各組組長領取相關實驗器材并檢查領取的實驗器材是否完好可用，本次實驗器材：74LS00（四2輸入與非門）2片，74LS68（四2輸入異或門）1片。

2. 教師演示與講解

教師邊演示邊講解，按圖1所示接好電路。這是關鍵一步，一步情況下學生對上圖是看得懂，不會接線。 教師要做每接一條線的時候給同學們分析為什么這樣接線，這是圖上那個標志，表示什么意思。教師講解到位，學生才能很好理解。

3. 巡回指導

教師演示完后到學生自己來做實驗。在觀看教師演示時，有些同學會開小差，到自己做實驗時就不會了。還有個別同學雖然認真聽了，可是到了自己座位還是無從下手，這時教師要巡回指導個別組，同時鼓勵同學互相交流，不要羞于問他人。巡回指導直到全部組都能完成實驗為止。

表2 全加器實驗結果表

4. 實驗結果

線路接好后，實驗基本趨向成功，把測試結果填于表2內。有些組的測試可能沒有結果或者結果與理論得到的結果不一致，那需要重新檢查線路或檢查實驗器件，可能是線路松或者某個器件壞了。

5. 課堂思考與實驗總結

學生思考題：由實驗結果能夠得到下面邏輯表達式？

學生實驗完成后需寫實驗報告，回顧實驗過程，總結分析實驗中出現的問題以及最后如何解決問題，還有哪些值得自己深入的。

四 結語

通過近段時間的努力，在認真梳理數字邏輯課程中的實驗內容后，我們對該門課程的實驗內容進行了調整和設計。在實驗課程的教學中增加了課程設計，即綜合性實驗的教學，還較好地設計實驗教學環節，同時還購置了新的實驗教學設備，建立了新的實驗室。在教師們的努力下，學生的動手能力有所提高，學習興趣也在不斷提高。有的學生在實驗室做過的實驗還會到仿真軟件上再進行模擬一次，以加深鞏固，有的學生在有了實驗興趣后還會自己去做一些沒有要求做的課外實驗。