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摘要：为了提高“数字逻辑电路”课程的教学质量，增强学生的创新意识和实践能力，对课程的教学方法、教学手段做一些探讨和研究，取得了较好的效果。
关键词：数字逻辑电路；教学方法；教学手段
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0053-02
“数字逻辑电路”是电类专业本科生必修的基础课程，是进—步学习“单片机原理及应用”、“微机原理”等课程的基础。要使老师所讲授的知识真正为学生所理解与掌握，需要不断调整教学方法和手段，使学生对所学的内容产生兴趣，积极思考，提高创新意识和实践能力。在七年的教学过程中，不断尝试与总结，获得了一些效果较好的教学方式和手段。
一、让学生了解功能要求后自己设计芯片
对于逻辑功能芯片，在以往的教学中一般由老师讲解芯片的名称、逻辑符号、功能表、引脚、使用，但是因为芯片多，容易混淆，效果不理想。笔者探讨和研究后总结出：自己看的东西，远没有自己动手做的东西印象深刻。于是尝试了另一种方式：老师提出功能，提示一个方向，让学生设计出来，再进行组装，演变成书上的芯片，比如移位寄存器74194的得到。第一步：用D触发器分别构成右移、左移、并行输入寄存器，如图1、图2、图3。第二步：用两个控制端来控制三个通道数据的选择。引入2/4数据选择器的概念，让两个控制端S1S0，控制DR，DL，D3。使S1S0=01时右移，10时左移，11时并行输入，如图4所示，并封装成芯片。
二、紧密联系后续课程，让学生充分意识到知识点的重要性
为了使学生更好地理解译码器74138的功能，借助后续课程“单片机原理与应用”中系统扩展章节的连接图，将重点知识与后续课程密切联系。除138外，其他三种芯片学生们完全没见过，学生们看到图起初会畏惧，笔者鼓励他们按138功能表正常分析，并提醒他们：需要用到的2764，CE低电平时，工作；高电平时，不工作。8031，373等芯片此刻对于138的功能分析几乎没用，不用分析，后续课程单片机中即将学到；如果此时不熟知138的功能，以后将无法理解后续课程单片机的扩展系统。让学生充分了解以后可能遇到的大问题与该知识点的关系，既强化突出了该知识点的重要性，又培养学生遇事不慌乱的科研人员必备基本素质。
三、采用幽默的语言和直观的方法，帮助学生理解，加强记忆
课堂的语言力求简练。既要能吸引学生的注意力，激发起他们的求知欲，又要重点突出，难点到位。运用幽默的口头语言、活跃的体态语言渲染教学气氛，既能融洽师生关系，又能加深学生记忆。比如用JK触发器设计时序逻辑器件，为了从状态表得到触发器的驱动方程，可以借助于卡诺图。但需要对卡诺图和对半拆开后，分别化简得到表达式，再与特性方程比较，得到J、K端的驱动方程。怎么对半拆，是比较容易忘记的。这时借用学生们平时玩的游戏“切水果”，一个同学不小心点了付费项目，横切一刀付费十八元，竖切一刀十八元，斜切一刀又十八元，学生们笑翻了，印象立刻得到加深。
课程理论性强，内容抽象，信息量大，电路图繁杂，采用传统的教学方法和手段导致许多分析结果缺乏可视化表现，不利于加强学生的理解和记忆。采用多媒体制作的教学手段，可以提高直观效果。比如74194设计串入并出转换器的例题，在一页课件上制作了35个自定义动画，将电路的实际工作情况展现给学生，把抽象的问题变得更为直观，更易理解。
四、采用非常规方法分析设计，培养学生的创新思维
比如卡诺图表示逻辑函数部分，，
如果按常规方法，需要先用反演律去掉长非号，再转换为最小项之和式，再填图，比较麻烦。试着换个角度，令L1=，L2=。利用集合的概念，逻辑非就相当于补集运算，在卡诺图中对应的位置填0，剩余位置填1，即得到L1。L2=对应的位置填1。L1、L2逻辑或相当于求并集，则得到L。
五、串联有关系的知识点，避免多个知识点间的混淆
例如触发器部分，从功能分为四种触发器RS，D，JK，T，按一般的授课方法，是逐个给出符号，分析内部结构，计算得到特性方程，总结出功能表。这种常规做法很花时间，还不容易使学生听懂具体过程，四个独立的触发器还会互相混淆，迫切需要改进教学方法，提高课堂效率。经过对这部分难点内容的教学研究，发现可以换个角度，着重从触发器内部结构的演变方面讲授，能达到事半功倍的效果。D触发器是在同步RS触发器（图5）的基础上加了一个非门得到，如图6，令S=D，R=代入RS触发器的特性方程中：=D，很容易得出D触发器的特性方程，然后根据D的取值分两种情况计算，得到功能表，总结D触发器的功能为次态与D相同。同理，JK触发器是在同步RS触发器上加两条从输出到输入的交叉反馈线而得到的，并将原来的s端改名为J端，原来的R端改名为K端，如图7。T触发器是在JK触发器上将JK并接，命名为T得到，如图8。这种方法思路很清楚，容易理解，也突出了从RS触发器到其他触发器转变的来龙去脉，收到较好的教学效果。
六、针对学生的不同情况，实行个性化教学，因人施教
首先，课堂内容要适度，使学生对知识的掌握由易到难，由简到繁，循序渐进。要充分发挥学生的主体作用，使学生的思维得到较好的训练，使成绩优异的学生“吃得饱”，使成绩相对落后的学生能“吃得了”。对于学习能力较差的学生，应加强他们的知识积累，通过分析例题的思路，训练学生的思维能力，使这类学生在解决类似问题时，能在理解的基础上逐渐形成自己的思考方式。对于能力较强的学生，应增加设计题目的难度和综合性。引入一些可以用多种方法解决的题目，引导其积极思考，拓宽思路。引入一些需要多块芯片才能设计成功的例子，训练学生的综合能力。其次，作业习题的讲解，是知识巩固的重要环节。但对于已经完全掌握某知识点或作业完全正确的同学来说，听习题讲解，时间没有花在刀刃上。为了更好地利用习题课，尝试习题讲解前，在黑板上给一些有难度的综合设计题，学生根据自己的能力，选择做综合题还是听作业讲解，使课堂宝贵时间得到了充分利用。
七、构建研究式探讨式教学模式，让学生成为课堂的主体
教师应扮演组织者，让习惯被动接受知识的学生参与教学，积极思考，大胆探究，参与讨论，成为课堂的主体。改变教师在讲台上一个人讲，学生几乎没有参与的形式，构建研究式与探讨式的课堂教学模式，引导学生创新思维。改变课上教师提出问题，几秒钟或几十秒内自己回答，不留给学生充分时间考虑的赶进度方法，备课时将开展师生互动交流与讨论的时间充分留足，培养学生批判性思维，注重激励学生的创新思维与实践能力的培养。课上老师会提出功能要求，不限制方法，不规定芯片，给学生充分的时间考虑。由设计好的同学上讲台介绍方案，其他同学听完后，指出改进意见，介绍自己的方案。老师总结各种方案的利弊，及实际操作中可能遇到的问题。老师会故意给出有缺陷的设计，让学生分析理解，是否正确，如何改进，训练批判思维。
用幽默简练的语言、直观形象的课件、由简到繁的知识点间的联系，把知识传授给学生，打好扎实的基本功。采用启发式、讨论式、研究式教学模式，因材施教，引导学生主动思考，大胆设计，勇于质疑和创新，培养发散性和批判性思维，充分调动学生主动学习的积极性，逐步培养学生的实践和创新能力，使学生真正掌握对数字系统硬件进行分析、设计和开发的基本技能，培养逻辑思维能力、逻辑抽象能力、解决实际问题和进行创新的能力。
参考文献：
[1]李秀媛.计算机专业“数字逻辑电路”教学模式改革[J].电气电子教学学报，2009，（4）：18-19.
[2]沈姗姗.面向计算机专业的《数字逻辑电路》教学研究[J].潍坊学院学报，2012，（2）：106-108.
[3]王刚.填写卡诺图的一条途径[J].科技信息，2009，（12）：260.
[4]陈建军.同步时序逻辑电路设计的一种新方法[J].交通与计算机，2002，（6）：59-61.
（责任编辑：王意琴）
关键词：数字逻辑电路；教学方法；教学手段
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0053-02
“数字逻辑电路”是电类专业本科生必修的基础课程，是进—步学习“单片机原理及应用”、“微机原理”等课程的基础。要使老师所讲授的知识真正为学生所理解与掌握，需要不断调整教学方法和手段，使学生对所学的内容产生兴趣，积极思考，提高创新意识和实践能力。在七年的教学过程中，不断尝试与总结，获得了一些效果较好的教学方式和手段。
一、让学生了解功能要求后自己设计芯片
对于逻辑功能芯片，在以往的教学中一般由老师讲解芯片的名称、逻辑符号、功能表、引脚、使用，但是因为芯片多，容易混淆，效果不理想。笔者探讨和研究后总结出：自己看的东西，远没有自己动手做的东西印象深刻。于是尝试了另一种方式：老师提出功能，提示一个方向，让学生设计出来，再进行组装，演变成书上的芯片，比如移位寄存器74194的得到。第一步：用D触发器分别构成右移、左移、并行输入寄存器，如图1、图2、图3。第二步：用两个控制端来控制三个通道数据的选择。引入2/4数据选择器的概念，让两个控制端S1S0，控制DR，DL，D3。使S1S0=01时右移，10时左移，11时并行输入，如图4所示，并封装成芯片。
二、紧密联系后续课程，让学生充分意识到知识点的重要性
为了使学生更好地理解译码器74138的功能，借助后续课程“单片机原理与应用”中系统扩展章节的连接图，将重点知识与后续课程密切联系。除138外，其他三种芯片学生们完全没见过，学生们看到图起初会畏惧，笔者鼓励他们按138功能表正常分析，并提醒他们：需要用到的2764，CE低电平时，工作；高电平时，不工作。8031，373等芯片此刻对于138的功能分析几乎没用，不用分析，后续课程单片机中即将学到；如果此时不熟知138的功能，以后将无法理解后续课程单片机的扩展系统。让学生充分了解以后可能遇到的大问题与该知识点的关系，既强化突出了该知识点的重要性，又培养学生遇事不慌乱的科研人员必备基本素质。
三、采用幽默的语言和直观的方法，帮助学生理解，加强记忆
课堂的语言力求简练。既要能吸引学生的注意力，激发起他们的求知欲，又要重点突出，难点到位。运用幽默的口头语言、活跃的体态语言渲染教学气氛，既能融洽师生关系，又能加深学生记忆。比如用JK触发器设计时序逻辑器件，为了从状态表得到触发器的驱动方程，可以借助于卡诺图。但需要对卡诺图和对半拆开后，分别化简得到表达式，再与特性方程比较，得到J、K端的驱动方程。怎么对半拆，是比较容易忘记的。这时借用学生们平时玩的游戏“切水果”，一个同学不小心点了付费项目，横切一刀付费十八元，竖切一刀十八元，斜切一刀又十八元，学生们笑翻了，印象立刻得到加深。
课程理论性强，内容抽象，信息量大，电路图繁杂，采用传统的教学方法和手段导致许多分析结果缺乏可视化表现，不利于加强学生的理解和记忆。采用多媒体制作的教学手段，可以提高直观效果。比如74194设计串入并出转换器的例题，在一页课件上制作了35个自定义动画，将电路的实际工作情况展现给学生，把抽象的问题变得更为直观，更易理解。
四、采用非常规方法分析设计，培养学生的创新思维
比如卡诺图表示逻辑函数部分，，
如果按常规方法，需要先用反演律去掉长非号，再转换为最小项之和式，再填图，比较麻烦。试着换个角度，令L1=，L2=。利用集合的概念，逻辑非就相当于补集运算，在卡诺图中对应的位置填0，剩余位置填1，即得到L1。L2=对应的位置填1。L1、L2逻辑或相当于求并集，则得到L。
五、串联有关系的知识点，避免多个知识点间的混淆
例如触发器部分，从功能分为四种触发器RS，D，JK，T，按一般的授课方法，是逐个给出符号，分析内部结构，计算得到特性方程，总结出功能表。这种常规做法很花时间，还不容易使学生听懂具体过程，四个独立的触发器还会互相混淆，迫切需要改进教学方法，提高课堂效率。经过对这部分难点内容的教学研究，发现可以换个角度，着重从触发器内部结构的演变方面讲授，能达到事半功倍的效果。D触发器是在同步RS触发器（图5）的基础上加了一个非门得到，如图6，令S=D，R=代入RS触发器的特性方程中：=D，很容易得出D触发器的特性方程，然后根据D的取值分两种情况计算，得到功能表，总结D触发器的功能为次态与D相同。同理，JK触发器是在同步RS触发器上加两条从输出到输入的交叉反馈线而得到的，并将原来的s端改名为J端，原来的R端改名为K端，如图7。T触发器是在JK触发器上将JK并接，命名为T得到，如图8。这种方法思路很清楚，容易理解，也突出了从RS触发器到其他触发器转变的来龙去脉，收到较好的教学效果。
六、针对学生的不同情况，实行个性化教学，因人施教
首先，课堂内容要适度，使学生对知识的掌握由易到难，由简到繁，循序渐进。要充分发挥学生的主体作用，使学生的思维得到较好的训练，使成绩优异的学生“吃得饱”，使成绩相对落后的学生能“吃得了”。对于学习能力较差的学生，应加强他们的知识积累，通过分析例题的思路，训练学生的思维能力，使这类学生在解决类似问题时，能在理解的基础上逐渐形成自己的思考方式。对于能力较强的学生，应增加设计题目的难度和综合性。引入一些可以用多种方法解决的题目，引导其积极思考，拓宽思路。引入一些需要多块芯片才能设计成功的例子，训练学生的综合能力。其次，作业习题的讲解，是知识巩固的重要环节。但对于已经完全掌握某知识点或作业完全正确的同学来说，听习题讲解，时间没有花在刀刃上。为了更好地利用习题课，尝试习题讲解前，在黑板上给一些有难度的综合设计题，学生根据自己的能力，选择做综合题还是听作业讲解，使课堂宝贵时间得到了充分利用。
七、构建研究式探讨式教学模式，让学生成为课堂的主体
教师应扮演组织者，让习惯被动接受知识的学生参与教学，积极思考，大胆探究，参与讨论，成为课堂的主体。改变教师在讲台上一个人讲，学生几乎没有参与的形式，构建研究式与探讨式的课堂教学模式，引导学生创新思维。改变课上教师提出问题，几秒钟或几十秒内自己回答，不留给学生充分时间考虑的赶进度方法，备课时将开展师生互动交流与讨论的时间充分留足，培养学生批判性思维，注重激励学生的创新思维与实践能力的培养。课上老师会提出功能要求，不限制方法，不规定芯片，给学生充分的时间考虑。由设计好的同学上讲台介绍方案，其他同学听完后，指出改进意见，介绍自己的方案。老师总结各种方案的利弊，及实际操作中可能遇到的问题。老师会故意给出有缺陷的设计，让学生分析理解，是否正确，如何改进，训练批判思维。
用幽默简练的语言、直观形象的课件、由简到繁的知识点间的联系，把知识传授给学生，打好扎实的基本功。采用启发式、讨论式、研究式教学模式，因材施教，引导学生主动思考，大胆设计，勇于质疑和创新，培养发散性和批判性思维，充分调动学生主动学习的积极性，逐步培养学生的实践和创新能力，使学生真正掌握对数字系统硬件进行分析、设计和开发的基本技能，培养逻辑思维能力、逻辑抽象能力、解决实际问题和进行创新的能力。
参考文献：
[1]李秀媛.计算机专业“数字逻辑电路”教学模式改革[J].电气电子教学学报，2009，（4）：18-19.
[2]沈姗姗.面向计算机专业的《数字逻辑电路》教学研究[J].潍坊学院学报，2012，（2）：106-108.
[3]王刚.填写卡诺图的一条途径[J].科技信息，2009，（12）：260.
[4]陈建军.同步时序逻辑电路设计的一种新方法[J].交通与计算机，2002，（6）：59-61.
（责任编辑：王意琴）