关于数字电子技术基础课程教学改革的探讨

2014-08-01于明军

赤峰学院学报·自然科学版 2014年19期

关键词：逻辑电路模拟信号数字电路

于明军

关于数字电子技术基础课程教学改革的探讨

于明军

（赤峰学院物理与电子信息工程学院，内蒙古赤峰 024000）

本文首先分析数字电子技术基础课程的主要内容，清楚各个章节之间的关系，从整体上对此课程的知识点形成体系，围绕如何改进数字电子技术基础教学方法，着重从课前准备、课堂教学、实验教学等几个方面进行论述.

教学探讨；数字电路；教学方法

1 课程分析

数字电子技术基础课是电子信息工程专业入门性质的课程.电子技术基础课程分为两部分：一部分是模拟电子技术基础，另一部分是数字电子技术基础.在学习具体课程内容之前，先弄清模拟电子技术基础与数字电子技术基础课程内容的区别与联系.模拟电子技术基础课程讲述模拟电路，模拟电路产生和处理模拟信号.数字电子技术基础课程讲述数字电路，数字电路产生和处理数字信号.当然模拟信号和数字信号是可以相互转换的.数字信号转换成模拟信号用D/A转换器，模拟信号转换成数字信号用A/D转换器.像这样的内容用图形描述更加清楚直观，如图1所示.

图1

数字电子技术基础课程重点讲述九个章节的内容，在第一次课要讲清这九个章节之间的关系，便于学生能从整体上对本门课程有初步认识，也使学生能够系统学习数字电子技术基础这门课程.下面具体说明每个章节的内容及各章节之间的关系.第一章数制和码制：日常生活中常用十进制，但数字电路中用二进制，那么不同进制之间是可以相互转换的.在计算机中，二进制的运算都将转换成加法和移位运算，补码运算是二进制运算的基础，所以本章重点讲述数制转换和补码运算.第二章逻辑代数基础：以逻辑代数作为数学工具，分析、研究数字电路输入输出之间的逻辑关系，逻辑代数基础是这门课程最基础的知识，要求学生必须熟练掌握，为学习后面的知识打下基础.第三章门电路：门电路是构成逻辑电路的基本单元电路，掌握各种门电路的逻辑功能和电器特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的，并为在实验中了解、应用芯片打下基础.第四章组合逻辑电路:组合逻辑电路由第三章门电路构成，组合逻辑电路输出只由输入决定，与电路以前的状态无关.本章重点讲述组合逻辑电路的分析与设计以及常用的组合逻辑电路如编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器等.第五章触发器：触发器可以存储一位二进制数，触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路.触发器根据触发方式不同可分为电平触发的触发器、脉冲触发的触发器、边沿触发的触发器.第六章时序逻辑电路：时序逻辑电路的输出不仅取决于电路此刻的输入而且还取决于电路以前的状态，常用的时序逻辑电路有寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路等.第七章半导体存储器：数字电路处理完的信息需要用存储器存储，如果存储器容量不够，可以通过字扩展或位扩展使其容量增加.第八章脉冲波形的产生和整形：时序逻辑电路的工作离不开时钟信号，时钟信号可以利用多谐振荡器产生，也可以通过施密特触发器和单稳态触发器电路整形得到.第九章D/A和A/D转换：数字电路处理模拟信号必须先将模拟信号通过A/D转换器先转化为数字信号，处理完的数字信号经过D/A转换器再转成模拟信号.

2 改革举措

高校教师在承担教学和科研的同时，更重要的是培养学生创新能力和专业素养，将所讲授课程尽量用通俗易懂的方式传授，有利于学生接受的同时，充分调动学生的主观能动性，它是改善教学效果的基本条件.贯穿课程教学始终，应该充分体现人文关怀和注重课堂的安全性，使学生能够舒适的学习，尽量降低压迫感、在欢悦的气氛中学习，避免学生对相对枯燥和单调的专业知识产生抵触和厌烦的感觉，而影响到进一步学习.在教学方法上，将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来，并充分利用多媒体教学手段提高教学效率和教学效果.在教学过程中，注重基本理论、基本概念和基本方法，促进学生的学习积极性，激发学生的潜能，在传授学生课程知识的同时，培养学生认知能力和自主学习能力，以及分析问题和解决问题的能力.

2.1课前准备

教师依据教学大纲充分备课，一方面“备”所讲授的知识，教学方案围绕所讲知识，突出重点，注重实效；教学目的明确，教学思路清晰，注重学生全面发展.教学内容严谨充实，能理论联系实际，反映社会和学科发展.另一方面“备”所面对的学生，了解学生的基础和知识结构，教学组织与编排要符合学生的认知规律.老师是学生的表率，教师仪表要得当，严守职业规范，展现良好的教学风貌和个人魅力.老师的仪态仪表直接影响学生的学习效果.

2.2课上教学

讲课前，利用眼神等交流方式，使学生能够获得一种亲和感，有利于学生为课堂的开始做好准备.教学过程主线清晰、重点突出，逻辑性强，明了易懂.注重突出学生的主体性以及教与学活动有机结合.教学策略选择正确，注重调动学生的学习积极性和创造性思维能力.能根据教学需求选用灵活适当的教学方法.信息技术手段运用合理，正确选择使用各种教学媒体.教学形式新颖，教学过程深入浅出，形象生动，趣味性和启发性强，教学氛围的营造有利于提升学生学习的积极主动性.完成设定的教学目标，有效解决实际教学问题，能促进学生思维能力提高.教师教学语言规范、清晰，富有感染力.

讲课时要明确本章的重点以及考点内容，提高学生上课时的注意力，通过举例使学生更容易理解知识点.例如第一章的主要内容是数制和码制，一个数码既可以表示数量的大小（例如十进制数53大于12，它们之间还可以进行加减乘除等算数运算），又可以表示不同的事物（例如学生的学号、门牌号、运动员的编号、手机号码等等）.一个数码表示数量大小时可以进行算数运算，在数字电路中常用的数制有十进制、二进制、八进制、十六进制.不同进制数之间是可以相互转换的，所以数制转换是本章的重点、考点内容之一.数字电路中用到的是二进制，所以二进制的补码运算是本章的又一重点、考点内容.例如学习第六章寄存器，通过组建有趣的电路提高学生学习积极性.图2为用双向移位寄存器74LS194A组成的节日彩灯控制电路.此电路用两片74LS194A控制8个LED发光二极管.8个LED发光二极管的阳极经8个1千欧姆的限流电阻接到正5伏电源上，8个LED发光二极管的阴极接到74LS194A的Q端.两片74LS194A的S1= 0S0=1实现右移控制.清零开关按下后两个寄存器全部存储低电平，8个发光二极管被点亮.在移位脉冲的作用下，寄存器存储的数据依次右移，经反相器低电平变成高电平，在8个CLK移位脉冲后，二极管从左到右依次熄灭.再经过8个CLK移位脉冲后，二极管从左到右又依次点亮.

讲课结束，总结本节课所学知识点，让学生对本节课有一个整体认识.采用多媒体与板书相结合的教学手法讲授课程，并通过提醒、设计提问、动画演示等方法调动学生课堂积极性，提高学生的注意力，培养学生的兴趣.与此同时，考虑到学生的基础弱、底子薄等特点，适当降低讲授难度，随时考虑学生的反应状态，使学生有能力接收消化所学知识，保证了课堂的安全性.