《组合逻辑电路设计》的课堂教学设计与实践

刘海燕 贾燕茹

(郑州铁路职业技术学院 河南郑州 450052)

《数字电子技术》是高职院校电类专业的一门技术基础课程。它的教学任务是使学生具备高素质劳动者和中、初级专门人才必须的电子技术的基本知识和基本技能,为增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下一定的基础。它是一门理论性和实践性都较强的课程。随着社会的发展,教育改革的不断深入,传统的教学方法已越来越不适应现代教育发展要求。我们的教学模式应适应形势的变化进行改革,适应社会对职业技术教育的要求。

《数字电子技术》课程特点是理论性和实践性都很强、知识点多和更新速度快。课程的授课重点是以数字基本理论为基础、基本技能为桥梁、综合创新为目的,培养学生分析问题、解决问题的能力;淡化电路的内部结构,强调电路的外部特性;淡化逻辑表达式的化简,强调电子设计自动化的优化作用。《组合逻辑电路的设计》这节课是组合逻辑电路的重要组成部分,它在课程中起着承前启后的作用,既是对前面所学的逻辑电路、真值表、逻辑函数表达式以及逻辑代数等知识的综合应用,又为后续编码器、译码器等中规模组合逻辑电路的学习奠定基础。在实际教学过程中,学生学习这节还是有很大难度。传统的教学模式和教学方法很难适应教学要求,除了运用传统教学法向学生讲授知识、学生记笔记、做练习、考试等方法外,在新的的教学模式中我们又提出了项目驱动加小组合作的教学模式。

项目驱动教学法是指在教学过程中以一个个项目为主线来展开,把相关的知识点融入到项目的各个环节中去,层层推进项目。通过对问题的深化或功能扩充,来拓宽知识的广度和深度,直至得到一个完整的项目解决方案,从而达到学习知识、培养能力的目的。《组合逻辑电路的设计》一节课实施了以解决问题、完成任务为主的多维互动式教学,经过不断研讨与实践,取得了良好的教学效果。

一、创建情景,导入新知

以创建问题情景激发学生兴趣为导入新课的指导思想。从学生身边事件引入,创设了真实的学习情境,引导学生带着真实的任务进入学习情境,使学习直观化和形象化,使学生始终在和谐愉快的情境中自主、能动地进行学习。本课以制作“3人表决器”为主要任务线索,让学生明确任务,并完成任务。通过情景的创立,既可以让学生积极思考,也吸引学生跟上授课节奏,将学生自然而然地引入到学习氛围中。表决器如图 1所示。

授课中师生共同参与活动:教师主持、学生活动。

1.活动内容:由 3名学生组成评判小组表决班级事务。

2.活动要求:评判小组由班长、副班长、体育委员组成;评判小组成员通过按表决器进行评判;由教师提供符合评判要求的表决器。

图1 表决器实物

活动结束,老师可以提出问题:活动中使用的表决器有什么特点?属于什么电路?以此引起学生的兴趣,引起学生的思考,激发学生的好奇心和求知欲。在活动中学生不再是学习的被动接收者,而成为学习活动的主体。学生通过思考及师生互动提出问题布置任务。

二、案例分析,传授新知

通过活动引出本节课的学习任务:设计一个三人表决器。老师通过课件演示的形式,启发学生对实际问题进行分析,并设置输入输出变量。

图2 表决器输入输出逻辑关系

在引导过程中教师可以提出:要设计组合逻辑电路,必须找出输出变量和输入变量直接的逻辑关系,要找出逻辑关系必须列出什么表格呢?真值表中几个输出变量和几个输入变量?每组输入变量的组合,输出变量的状态是“0”还是“1”呢?等一系列启发性问题。学生通过教师的启发先列出输入输出的逻辑关系表,如图 2所示。根据逻辑关系表格演化出真值表,如图 3所示。

图3 表决器真值表

学生根据真值表写出输入输出变量之间最简函数表达式并画出逻辑电路图:F=AB+AC+BC

图4 逻辑电路图

三、仿真实验,巩固新知

将学生设计好的逻辑电路通过 EWB仿真实验验证电路的正确性。EWB软件是一种电子线路仿真软件,它不仅可以方便的设计出常见的各种电路,更可以在电脑上显示电路的信号传输的全过程。可以方便的分析电路的性能。演示出实验的过程同时弥补演示时间的不足,同时让学生学习辅助实验软件,开阔学生眼界,激发学生的学习兴趣。

图5 EWB逻辑电路演示图

四、演示实验,拓展新知

为了将理论知识和学生的生活实际有机结合,继续引导学生把它做成一个实际可用的表决电路。在课堂上以小组为单位用 74LS00芯片搭接 3人表决器并展示小组效果。在活动过程中让学生初步接触用芯片搭接实际电路,培养学生解决实际问题的能力。

五、交流反思,共同提高

在活动结束后,请每个小组同学谈谈在实际操作过程中的注意事项及出现的问题以及你对实际问题是如何解决的?通过总结感想和体会,培养学生自我反思和自我评价意识,也增进了师生之间的感情。

六、结论

本节课采用“虚实结合”、“软硬结合”教学方式,在教学中加入实践技能操作,把理论知识同实际应用有机结合起来,让学生在实践活动中获得知识提高能力,实践证明应用多种教学方法并行,对改进教学质量、提高学生学习电子技术课程的兴趣、培养学生创新能力等方面具有良好的效果。

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[2]钱晓菁,马玉娟.试论“任务驱动”[J].中国电化教育,2002/9.

[3]刘梦龙.运用“任务驱动法”培养学生自主学习和协作学习的能力[J].包头职大学报,2003/2.