项目教学法在数字逻辑电路中的实践与研究

叶尔江·哈力木+古丽米拉·克孜尔别克+王磊

[摘 要] 随着计算机及电子等技术的飞快发展，其专业所学数字逻辑电路的教材内容更新速度相应的也较快，并且还具有较强的实践性。在具体教学中，以项目教学法的方式进行教学，可以有效培养学生的逻辑思维能力及提高学生分析解决问题的能力。

[关键词] 项目教学法；逻辑思维；实践；研究

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 23. 122

[中图分类号] F301.2；F321.42 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）23- 0226- 02

1 课程改进研究

项目教学一般在数字电路实验室进行，需具备一定的硬件设施，如黑板、投影仪等。项目教学过程可以将学生学习的主动性及积极性充分调动起来，还可以挖掘学生的潜能，培养起创新能力。将传统教学与现代教学有机融合于一体。在教学活动中，教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生，通过一定的指导，以个人或小组为单位，由学生自己按照实际工作的完整程序，共同制订计划、共同或分工完成整个项目。此种教学方法使得每一名学生都得以参加实践过程，并在此过程种对所学的基本理论进一步掌握与理解，体验出创新的艰辛及乐趣，培养分析问题和解决问题的能力及团队合作精神等。

2 教学实例过程

2.1 项目的确定

以教学大纲要求为基础，所选择的项目具备一定的趣味性，所涉及的内容具有一定的熟知度，并在项目进行的过程中，能有效培养出学生的情感态度教育。下面以随机数生成器作为教学案例。

2.2 分析与设计

以设计随机数生成器作为一个项目，并对学生分派了四个教学任务作为项目参考。

任务一：掌握时序逻辑电路的设计方法；

任务二：领会555定时器芯片的功能及应用方法；

任务三：掌握常见集成计数器芯片的功能和应用方法；

任务四：掌握基准脉冲发生器的设计方法。

实验要求：本随机数生成器通过7个LED实现随机数字1-6的显示，当按下键后，7个LED循环点亮，之后循环速度越来越慢，并最终随机停止在某个点上，这时LED点亮的个数就是当前的数值。

图1为经由学生共同商讨合作以后随机数发生器的电路设计图。

2.3 随机发生器的主要相关设计

本电路由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数器/脉冲分配器组成。7颗发光二极管模拟骰子的点数，当按下启动键1秒以上时，发光二极管骰子的不同点数高速循环点亮，几秒钟后循环速度越来越慢并最终随机停止于某个点上、C1的数值决定延迟时间，C2的数值决定循环速度。电源供电电压为直流5V，也可采用3节1.5 V电池供电。

（1）LED布局。按照电路设计图中LED布局，依次将其摆放，当开关按下一定时间再复原时，往返每一次LED灯均会显示不同的数字，比如，显示数字1时，则LED4亮。显示数字2时，则LED2与LED6亮。显示数字3时，则LED2、LED4、LED6亮。显示数字5时，则LED1、LED2、LED4、LED6、LED7量。显示数字6时，则其它的灯均会亮。

（2）555芯片功能。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。其成本较低，性能可靠。只需外界几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器等脉冲产生与变换电路。

实验中使用的NE555集成电路芯片组建一个多谐振荡器，它的作用是用来产生脉冲信号。

（3）CD4017C芯片功能。实验中使用CD4017C芯片主要用来实现计算功能，当有脉冲信号进入CD4017的CLK端时，CD4017进行计数，当脉冲计数单元停止输出时，CD4017的输出也得以稳定下来。

（4）三极管的功能。实验中用到的三极管分别是9012/9013。其中9012为PNP型三极管，9013为NPN型三极管。它们在电路中主要起到放大电路的作用。

3 结 语

项目教学法是在建构主义学习理论的影响下，通过选取“工程项目”来创设“情景”，通过“协作学习”的方式开展学习，通过完成“工程项目”来达到“意义建构”，是一种比较有效的教学方法。项目时实践是在对课本知识予以巩固和加强的同时，增强了学生实践操作和动手应用的能力，提高了独立思考的能力，一定程度上培养了学生的创新精神。

主要参考文献

[1]程倩.《数字电路》课程案例教学法探析[J].读与写：教育教学刊，2011，8（3）：70.

[2]鲍宁宁.关于优化数字电路实验教学体系对培养学生创新能力的探讨[J].实验室科学，2011，14（2）：193-195.