基本RS触发器的理实一体化教学

摘要：在基本RS触发器的教学中，摒弃传统的“说教式”授课，引入理实一体化教学，使学员在“做中学，学中做”， 即动脑又动手，有效调动学员的学习积极性，收到了良好的教学效果。

关键词：基本RS触发器；理实一体化教学；实验；设计

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）21-5044-03

目前士官学校学员文化课基础薄弱，使用传统的“说教式”授课方式讲授抽象的电类课程，学员学起来摸不到头脑，不仅严重挫伤了学员的学习热情，导致学习兴趣低下，还容易产生厌学情绪。一堂课下来，教员使尽浑身解数，而真正能掌握课堂教学内容的学员却寥寥无几。理实一体化教学，可以有效地克服上述教学弊端。

“理实一体化”教学是指在同一空间和时间同步进行的教学，理论和实践交替进行，直观和抽象交替出现，没有固定的先理后实或先实后理顺序，而是理中有式，实中有理。具体来说，就是在实验室中，两个学时内完成基本RS触发器的理论讲解及其电路设计过程，整个过程中理论分析、实验验证及电路设计相互交织，不强调理论、实践教学的先后顺序。

本次授课由浅入深，循序渐进，在整个教学过程中学员实验箱不离手，充分发挥实验箱的最大使用效果。在课前给学员发放学习资料，学习资料的内容包括课前预习题目、课堂重难点、课堂练习及课后作业等。在组长的带领下，学员可以根据的自己的学习情况对照课本进行自主学习。课堂上，采用理实一体化的教学方式，让学员在“做中学，学中做”，极大的挖掘学员的学习潜能，真正做到即动脑又动手。

根据教学内容的难易程度分为四个环节，现逐一介绍。

1 牛刀小试

课前设置预习题目3个，分别是：

1）什么是触发器？在生活中哪些产品使用了触发器？

2）触发器有哪些类型？

3）基本RS触发器可以由什么电路组成？它有哪些功能（状态）？

题目的内容涉及触发器的概念、应用、种类、基本RS触发器的组成及功能。这些题目通过预习课本后可以较容易的找到答案。对于触发器在生活中的应用，学员在理解触发器的概念后通过教员的引导联系到生活中的各种存储设备，贴近学员的工作生活。

在课堂中使用答对问题加分的方式，短短的五分钟时间，在活跃课堂气氛的同时，也有助于教员掌握学员的预习情况。

2 实验探究

讲解基本RS触发器时，并不急于讲解其复杂的电路结构图，而是先讲解其图形符号，让学员明白外部输入信号的状态直接影响基本RS触发器的输出状态，这一点和组合逻辑电路是相同的。

基本RS触发器有两个输入端，两个输出端。两个输入端用于输入外部信号。输入端[SD]是直接置位端，且低电平有效，当给[SD]输入低电平，触发器的输出端Q就为高电平，对应触发器的状态1。输入端[RD]是直接复位端，给其输入低电平，输出端Q会输出低电平，对应触发器的状态0。Q和[Q]是两个互补的输出端。Q输出为1的话，[Q]输出就为0，同样，Q输出为0的话，[Q]输出就为1。规定使用输出端Q的输出状态来表示触发器的输出状态。在学员明白了触发器的外部输入信号可以改变触发器的输出状态后，教员给出基本RS触发器的电路结构图，引导学员思考触发器的输出状态是不是仅仅取决于这两个输入端的信号？

通过观察基本RS触发器的电路结构图，学员发现其输出状态不仅和外部输入信号有关，还与触发器前一时刻的输出状态有关。这一点是和组合逻辑电路不同的，教员在分析时要反复强调。紧接着引出基本RS触发器的次态、现态等概念以及其状态转换真值表。让学员在试验箱上使用与非门搭建基本RS触发器电路，通过实验现象完成状态转换真值表的填写并归纳逻辑功能。实际上，学员通过观察实验现象并不能够得出完整的基本RS触发器的状态转换真值表，只能得出部分状态转换真值表。该表内容如下：

3 追根究底

通过做实验验证基本RS触发器的逻辑功能和其输入信号，现态，次态三者之间的关系，加深了学员对触发器逻辑功能和状态转换真值表的理解。整个过程中，既有教员的理论讲解，又有学员的动手操作，真正做到“教学做合一”。在实验中，由于触发器的输入端接的是拨码开端，又需要考虑到实验的连贯性，因此只能考虑一种现态对次态的影响。实际上现态有两种情况，因此需要教员结合基本RS触发器的电路结构图，引导学员发现输入信号，现态，次态三者之间的关系，得出包含两种现态情况的状态转换真值表。该表内容如下：

4 大显身手

在完成了基本RS触发器的教学内容后，要求学员使用所学知识自己动手设计两人抢答电路。电路的设计可以分三个阶段完成。第一阶段，学员在教员的引导下先在草稿纸上设计电路草图，小组间互相讨论交流。第二阶段，设计好的小组利用多媒体设备在仿真软件Multisim10上搭建电路，看能否实现抢答功能。若不能，由教员改正。第三阶段，将修改好的电路在试验箱上进行搭建，实现抢答。

该电路由与非门组成低电平触发的基本RS触发器、开关、发光二极管组成。抢答前，，先将代表选手的开关A、B均拨至低电平位置，再接通电源开关J1，这时触发器的两个输出端均为高电平，与选手相对应的指示灯均熄灭。抢答时，若A先将开关拨至高电平，这时B慢一拍，开关还处于低电平的位置，[SD]为1，[RD]为0，触发器置0， Q输出低电平，[Q]输出高电平，与A相对应的指示灯LED1被点亮，说明选手A抢答成功。即使这时选手B将开关拨至了高电平，电路也处于保持状态，不会改变抢答结果。同样，若B先将开关拨至高电平，那与B相对应的指示灯LED2就会被点亮。需要注意的是，每次抢答后应及时将开关A、B均拨至低电平位置，以免影响下次抢答。

图2 两人抢答电路

在实验箱上搭建电路时，选手对应的指示灯可以选择不同颜色的发光二极管，以增强演示效果，在发光二极管和电源开关间应连接限流电阻，防止发光二极管因电流过大而烧坏。

5 结束语

综上所述，本次课采用理实一体化教学有助于改善目前单调的教学方法，改善课堂的教学环境，改变士官学校学员普遍厌学的现象。本次课收到了到了较好的教学效果，学员不仅学会了基本RS触发器的理论内容，还学会了如何使用基本RS触发器设计简易电路。在教学中，学员对电路设计表现出极大地兴趣，已经不满足于在试验箱上搭建电路，更希望制作出成品。而这，也是我后续努力的方向。

参考文献：

[1] 和春华.数字集成电路中触发器应用[J].云南师范大学学报，2006，26（6）：72-74.

[2] 刘焯峰.高职电子类专业理实一体化教学探讨[J].职业技术，2013（12）：43.

[3] 陈振源，褚丽歆.电子技术基础[M].北京：人民邮电出版社，2006.