数字电路教学范文10篇

1加强实验教学的目的

数字电路是理工科很多专业的一门技术基础课，也是学生以后从事科学技术研究和开发工作的一门重要课程，其目的既要培养学生良好的基本实验素养和基本实验技能，也要为学生在理论与应用之间架起一座桥梁，使它成为培养应用复合型人才的一个重要教学环节。

2数字电路教学现状

(1)数字电路目前在很多学校仍然采用传统的教学方法，教学的重点仍然是传统的基本教学内容。而随着信息时代的到来，教育的重心由以往的注重传授知识向注重培养学生综合素质发生转变。该课程作为一门重要的专业基础课，其教学内容应该适应科学技术的发展以及对人才培养的要求。如今教学改革应该遵循“理论够用，实践为重”的原则，将培养能力的思想作为核心。力求为社会培养基础扎实、具有创新意识和创新能力，理论联系实际、综合素质高的新一代建设人才。

(2)传统的数字电路实验是按课程的开设顺序逐一设置基本实验项目和课程设计实验，也就是主要围绕相关的理论课程来设计的一种实验模式。实验以中小规模电路为主，大规模数字电路实验较少，也很少考虑各实验课内容相互之间的衔接与综合，以至学生往往缺少大型数字电路实验的训练机会，难以培养出综合电路设计的能力。这样的实验结构已落后于当代学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求。现在新型的实验结构不仅是实验内容的深化、强化，而且还需要体现实验的系统性综合性和创新性。

(3)目前开设的数字电路实验内容，大多是对理论教学的简单验证和基础实验的技能训练，内容老化，手段单一。传统的验证性实验虽然可以加深学生对理论知识的理解，但仍届于获取间接知识的渠道。当学生进行传统的验证性实验时知识结论已先入为主地占据了学生的头脑，当实验数据与理论不相符合时，学生往往不去追求事实的真相，而是违背认识以理论为本，去修正实验数据，重蹈理论第一的覆辙的规律。而高校人才的培养则应使学生通过实验亲身体验直接知识的获取，并从中接受和理解间接知识，真正懂得实践才是获取真知的主要渠道。所以应引导学生从实验中去发现、认识事物运用已学到的知识去进行解释、检验和总结，有的客观规律效地调动学生的学习兴趣和热情。只有进行这样的实验教学才可以培养学生自我获取知识和探索未知新知识的能力，为真正成为有用的人才打下良好的基础。

摘要：为了培养适合社会发展的机电类应用型人才，介绍《数字电路》课程的教学方法。《数字电路》课程的理论性和实践性都较强。从教学目标出发，突出能力目标的实现。提出选择合适的教材，以教学要求分层，考核形式分类的方式评价教学。同时采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学。

关键词：数字电路教学方法教学目标教学要求

“数字电子技术”是高职高专电类专业的一门专业基础课程,是一门理论性和实践性都较强的课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和基本技能使学生在数字电路方面具有一定的理论水平和实践技能,它是《微机原理与应用》、《单片机原理与应用》和《PLC原理与应用》等主要专业课程必不可少的基础知识。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。

1立足于教学目标，展开教学

1.1知识目标

熟悉布尔代数的基本定律，掌握卡诺图与公式化简法；掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用；掌握常用的中小规模集成电路功能。

摘要：常规的数字电路课程实验教学多以验证性实验为主，学生的创新能力很难被激发。为培养学生解决实际问题的能力，增加课程设计实践环节，设置以学生为主体的实践项目。通过设计、仿真、实物制作、撰写报告、答辩验收等实践环节，学生巩固了课堂所学的理论知识，培养了探索创新能力。

关键词：数字电路课程；课程设计；实践环节；“学生中心”；能力培养

数字电路是电子信息类专业的学科基础课，可以为单片机原理及应用和数字集成电路设计等后续课程的学习奠定基础，在整个专业课程体系中占有重要地位[1]。该课程由理论教学和实验教学两部分组成。理论教学主要涉及组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲单元电路三个知识点，实验教学是理论教学的辅助。常规的数字电路实验教学一般使用集成电路套件或实验箱，学生按照实验手册搭建电路，完成数据测量并进行结果分析。此类实验多属于验证性实验，以验证电路功能为目的，实验项目单一，很难激发学生的学习兴趣，难以进一步提升学生的设计能力和创新能力[1]。因此，通过增加综合设计性实践课程，即课程设计，搭建理论知识与实际工程设计之间的桥梁，这对于完善现有课程体系、调动学生的积极性、培养学生的自主学习能力、促进学生的创新能力和综合能力提升具有十分重要的意义[2]。

1数字电路课程设计选题

数字电路课程设计的选题应将理论知识和系统设计融为一体，把数字电路的核心知识点最大限度地综合在一起[3]。选题应具有一定的实用性、可扩展性、实现方案多样性等特点，如数码管循环显示电路、多路数显报警器、汽车尾灯控制电路、多路抢答器设计等，可以让学生在课程设计实践过程中充分发挥探索创新精神。以数码管循环显示电路为例。该设计要求实现数码管循环显示数字，同时点亮相应的彩灯。系统框图如图1所示。图1系统框图中的四个模块最大限度地将数字电路的三个主要知识点：组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲单元电路融合在一起。模块1振荡电路(属于脉冲单元电路)可以输出频率可调的脉冲波；模块2循环计数分频电路(属于时序逻辑电路)用于计数分频且分频值可调；模块3译码显示电路(属于组合逻辑电路)驱动数码管显示相应数字；模块4彩灯循环显示电路实现LED灯循环点亮。图2是参考电路原理图。在图2所示电路中，模块1使用555定时器构成多谐振荡器产生脉冲波，通过调整R1、R2、C2的参数值，获得不同频率的输出波；模块2使用四位二进制计数器(如74LS161)进行计数，实现五分频；模块3使用译码显示驱动模块(如74LS47)译码驱动共阳数码管显示数字；模块4使用译码器(如3/8线译码器74LS138)驱动LED灯循环点亮。在实践过程中，每个模块都有多种不同的实现方案，学生可自主选择，有能力的学生还可以进行电路功能的扩展。

2实践教学方法和手段

摘要：为了培养适合社会发展的机电类应用型人才，介绍《数字电路》课程的教学方法。《数字电路》课程的理论性和实践性都较强。从教学目标出发，突出能力目标的实现。提出选择合适的教材，以教学要求分层，考核形式分类的方式评价教学。同时采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学。

关键词：数字电路教学方法教学目标教学要求

“数字电子技术”是高职高专电类专业的一门专业基础课程,是一门理论性和实践性都较强的课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和基本技能使学生在数字电路方面具有一定的理论水平和实践技能,它是《微机原理与应用》、《单片机原理与应用》和《PLC原理与应用》等主要专业课程必不可少的基础知识。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。

1立足于教学目标，展开教学

1.1知识目标

熟悉布尔代数的基本定律，掌握卡诺图与公式化简法；掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用；掌握常用的中小规模集成电路功能。

一、教学内容及方式的创新

（一）教学改革基本思路

将EDA技术最新的科研成果融于课堂教学中，这也是数字电路教学革新最基本的思路，呈现课堂教学方式现代化，并构建非常先进的教学平台以及现代化课堂教学环境。以现代化教学平台为基础，展开课堂教学内容以及方式的革新，构建能提升学生创新精神与能力良好培养的课堂。数字电路课程理论性教学内容是讲关于集成度的，该标准逻辑器件是中小规模集成电路。因为标准逻辑器件所设计的传统数字体系是使用自下向上的设计方式，总体所需的器件较多，并且其电路连接非常复杂，对应的可靠性也不高。用户不能对相关器件功能进行修改，这也就促使修改体系设计难度提升。

（二）教学内容及方式的创新

近年来，电子技术以及计算机技术发展飞速，随着EDA技术的出现及不断应用，促使数字体系设计进入新的阶段。实际上基于标准逻辑器件数字电路有着诸多缺陷，不过运用其展开相关教学也仍是有好处的，其能促使学生很好的了解掌握对应基本原理及知识，教学者也能够很好的向学生讲解其组合逻辑电路与时序逻辑电路的最原始电路，并合理的讲述与其对应的分析及设计方式。想要帮该专业学生打下稳固的基础，还要掌握该学科的最新研究成果及发展趋势，并合理的结合科研成果进行课堂调整及教学内容优化，找寻可行性较高的实施方法以及教学方式。将各类分类元件及较小规模的集成电路内容进行合理精简，重点讲述中规模的对应集成电路和运用，将EAD技术学习列为重点，并将其软件融入课堂教学过程中，进行现场仿真直接性概念演示、分析进程及验证、设计结果，很好的激发学生的学习兴趣并提升教学效果。全方位的引进多媒体教学，并将其与传统方式合理有效的结合，呈现优势互补的良好效果。

二、革新课堂教学理念并确立教学新目标

摘要：在疫情影响下，高等学校教育教学面临诸多挑战，针对“数字电路”课程教学模式，以提高学生学习效果和就业竞争力为落脚点，建议采用线上线下混合式教学，并以课程思政为背景，将思想政治教育融入线上和线下教学各环节，旨在通过行之有效的教学模式改革手段，帮助学生在顺利完成课程学习的同时，实现课程培养“四有”目标，即理论知识有含量，专业学习有兴趣，综合能力有提升，人生目标有方向。

关键词：数字电路；课程思政；线上线下混合式教学

2020年年初，疫情席卷全国，在严峻的形势之下，各高校不得不采用线上教学模式，从授课、考勤到作业、测试等，各个环节都采用线上形式来完成，可以说这一翻天覆地的变化给高校教学带来极大的挑战，但是事物都有两面性，线上教学是挑战，又何尝不是机遇。通过实践不难发现，线上教学一定程度上有其局限性，例如：教学效果受师生端网络环境的影响；教师通过相关网络平台授课，因此无法完全掌握学生学习动态；广大师生早已习惯传统的线下教学，对于这种全新的线上教学模式未能很快适应，从而影响了教学效果……显然这些问题在线下教学中是可以避免的。当然，线上教学也具有很多优势，例如：线上教学过程中师生互动形式更为丰富多样；因为无需实体教室，所以在上课地点上不受约束，时间也相对灵活，在很大程度上节省了人力物力……而这些又是线下教学无法比拟的。结合高等教育发展的现实需求，课程思政建设已经成为高校教育教学不可或缺的一部分。在高校的课程体系中，不管是专业思政，还是课程思政，都发挥着重要的育人功能。实践证明，教育的意义绝不仅仅是向学生传授科学文化知识和技能，更重要的是培养学生具有良好的品格，这就是所谓的“时代新人”。在大学校园里，大学生参与度最高的莫过于课堂教学。如果可以充分利用课堂教学这一环节，将课程思政常态化、制度化，便可有针对性地引导大学生在学习知识的同时，树立正确的人生观和价值观，使大学生拥有强烈的家国情怀和使命担当。综合以上分析，既然线上线下各有利弊，那么在高校教学中让哪一个孤立存在都是不明智的，何不借此契机，将二者有机地结合起来，互补短长，只有这样，才能收获更加理想的教学效果；与此同时，如果能将课程思政真正融入到线上线下教学全过程，积极培养学生树立正确的人生观和价值观，双管齐下，对于提高学生学习效果，优化课程设置，甚至于提升专业良性发展空间都将有着极其深远的影响。为了达到上述目的，需要从以下几方面做起。

一、将课程思政理念融入

“数字电路”课堂教学，引导学生树立正确人生观和价值观一提到思想政治教育，人们就会觉得它遥不可及，其实，只要我们勤于思考善于捕捉，就不难发现它与课程之间的必然联系。以“数字电路”课程为例，课程思政的育人素材其实无处不在。当我们讲数字电子技术发展历史时会介绍前人集体智慧的结晶奠定今日数字电子技术的扎实理论基础及广阔的发展前景。授课教师可以以此作为融入点，采用长驱直入的方式告诉学生当世界上很多国家面临肺炎的严峻形势时，中国经济正迅速恢复，人民生活逐渐步入正轨。这正是在中国共产党的正确领导下，无数先辈热血付出奠定了今日中国稳定的政治局面，纵然经历再大的风浪也巍然屹立于世界民族之林。每个中国人都应该为自己能够生活在这样一个政治稳定、生活安乐的国家而感到骄傲。通过这样的方式可以培养学生拥有强烈的爱国情怀以及有国才有家的主人翁自豪感。再比如说，当我们讲到数、模和模、数转换器的作用时会介绍数、模和模、数转换器是连接模拟电路和数字电路的桥梁和纽带，没有二者，将无法实现数字电路和模拟电路之间信号的顺利传递。授课教师可以以此作为融入点，采取隐形渗透的方式，针对当代部分大学生心理脆弱、人际关系紧张等特点，教育学生在生活中要善于运用合理的方式和方法与他人进行沟通和交流，很多误会和矛盾往往都是因为缺少沟通而造成的。任何一个个体都不能离开集体独自生存，因此要学会沟通，学会融入。通过这种方式可以帮助学生疏通负面情绪，引导学生学会建立良好健康的人际关系，愉快地度过大学四年的生活。课程思政一定是今后高校教育教学的主线，它的影响是深远的，而它在课程中的渗透和融入也绝不是一朝一夕的事，因此需要建立课程思政长效机制，将其制度化规范化，这样才能真正发挥它的重要作用。

二、充分整合线上和线下资源，将二者有机结合，取长补短

摘要：在计算机类专业数字电路的实验教学中，存在硬件基础相对薄弱、动手操作相对少、工程能力受限等问题。针对以上现状，应从实验教学方法进行探究、编撰实验报告书、以“电赛”促学习三个方面对数字电路的实验课程进行教学改革，使得学生能在做中学，在学中做，不断提高实践技能，取得较好的实践效果。

关键词：数字电路;实验教学;实践能力

一、引言

《数字电路》课是计算机类专业的专业技术基础课，是所有硬件课程的基础课、入门课，是实践性较强的课程。内容涉及数字技术的基本理论、分析方法和设计方法，是一门工程实践性较强的课程，对于计算机专业的学生而言，在其所学知识体系中占有相当重要的地位。它能培养学生的综合应用能力、创新实践能力，可使学生建立工程的观念、科技进步的观念、创新意识，形成正确的认识论，为将来成为应用型人才打好基础。

二、实验教学现状分析

1.实验课学时数压缩。我院有网络工程及软件工程两个本科专业，相应的数字电路课程总学时数为64个学时（包括理论课、实验课以及课程设计）。由于学时数有限，真正安排在实验教学的时间不足12个学时，无法安排更多的设计性和综合性实验，大部分是芯片的验证性实验，学生无法真正得到电路设计的系统训练。2.实验课程内容相对固化。在实验内容的安排上，基础性实验涉及较多，设计类和综合性实验相对较少。因为总课时有限，理论课时仅能安排36个左右的课时。且计算机类专业受专业特点和学时限制，没有开设相应的电路课程和EDA设计课程，导致理论和实践环节出现严重脱节，上课内容偏重于组合逻辑电路的设计以及时序逻辑电路的部分设计，大部分侧重在基础性、验证性实验，留给后面的综合性设计实验的课时较少，影响了学生设计电路的主动性和创新性。一些学生被动完成实验内容，缺乏学习的兴趣和主动性，使“数字电路”课程的教学效果较低。3.实验报告内容老化，撰写流于形式。目前，一些高校的数字电路实验报告内容过于老化，实验手段过于单一。一些实验仅仅是将理论的教学内容进行简单验证或是进行一些基本实验技能的训练。这样的实验方式所培养的学生无法达到当代社会所提出的科学素质要求、实验技能要求和创新能力要求，学校必须对当前的数字电路实验教学模式进行优化和改革。同时，学生撰写实验报告流于形式。由于对实验报告重视不够，往往是抄实验指导书，或相互抄袭，严重影响实验教学的效果。

课题2.10简单的逻辑电路课型新授课

教学目标(一)知识与技能

1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。

2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。

3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用

(二)过程与方法

1引言

数字电路在电工电子技术基础这门课程中占有非常重要的作用，它承接了电路基础、电工、模拟电子线路等先修的基础部分的课程，又是高频电子线路，计算机接口等后续相关课程的基础。而数字电路实验，是数字电路课程学习的又一个重要组成部分，它在整个数字电路教学中占有重要的作用[1-6]。一方面可以加强学生对理论知识的理解与掌握，另一方面还可以进一步培养学生的电路设计能力和实际动手能力，具有极其重要的基础性作用。实验课程不同于理论教学，实验课的主体是学生，学生的参与热情直接影响了实验教学效果的好坏。如何针对学生的实际情况对实验内容，实验实施方式，实验课程设计进行整合和改革，是本文要重点讨论的问题。

2目前设计方案的问题

目前的数字实验教学有如下的特点：内容饱满，课时紧张，对学生的预习工作要求很高，而且多数典型的数字电路实验内容对于第一次接触数字电路实验的学生来说短时间内任务较为艰巨，且由于是基础性的验证实验，趣味性不强，学生常常是还未完全理解一个电路的完整过程。又因为课时内容的限制而急忙开始了下一个内容，看似完成了不少项目，实际并未吃透原理。例如，74LS00和74LS20功能验证，第一次搭接实验电路，尤其是74LS20输入端多，总体线路偏多，多数学生接好这个实验电路已经花费了不少时间。本来重点是通过观察记录实验现象和结果，从直观的角度充分理解掌握与非门的逻辑关系，输入与输出之间的联系。但多数学生重点却不得不放在了怎么去搭接这个电路，怎么样才算是搭接好了这个电路，怎么样才能确定这个搭接好了的电路是良好无故障的。如果调试中再遇到一些问题，或是预习不充分的话，就无法在当堂课上完成全部的实验任务。即使完成了，也都比较匆忙，根本谈不上体会这些实验的目的，实验现象与理论间的关系，这样一连几次课下来，高强度又机械的实验训练关于验证理论、分析现象。尤其是体会过程，这些实验课开设的初衷并没有完全体现出来。学生对于本该充分锻炼自我动手能力的实验课程提不起兴趣甚至产生了回避的念头，课堂教学成果并不突出，大大影响了实验教学。

3改进型系统的设计

合理安排教学内容，在课堂上大胆创新即在保证数字电路基本理论体系的前提下，合理取舍教学内容，把握教学重点，加强分析与设计方法学习的教学，使学生具备一定的自学能力和课后查阅资料的能力以应对日新月异的新技术、新器件。增强学生实验兴趣，穿插安排趣味性实验任务，激发学生实验的兴趣，引导学生自主完成设计性实验，并在实验过程中验证自己的设计方案。具体内容实施计划如下：3.1集成“与非门”参数测试。熟悉数字实验箱输入输出区域，理解输入端原变量、反变量的引入，完成74LS20功能验证，并列写真值表，理解“与非”的计算结果和实验结果输出间的联系。3.2组合逻辑电路分析与设计。结合教材中的典型三人表决电路，按照逻辑电路图，进一步让学生熟悉掌握数字电路搭接的方法，并学会判定电路的好坏，器件的好坏，最终理解组合逻辑电路的电路特点。尝试设计简单的组合逻辑电路，如数字电子锁，画出逻辑电路图，按照自己设计的电路图搭接电路，验证实验结果是否符合设计原理，归纳设计思路，并分组讨论是否有其他方案完成同一个电路功能，分析比对，得出最佳方案，并加以验证。3.3时序逻辑电路。介绍JK触发器74LS107的逻辑功能，并验证三人抢答器。掌握时钟脉冲在数字电路中的作用，并用实验箱上提供的单次脉冲按钮，充分理解脉冲的上升沿和下降沿对触发器输出结果的影响，验证三人抢答器电路的逻辑功能，尝试排除简单的电路故障，例如抢答时蜂鸣器不响，或者抢答器输出不清零等，分析故障原因，并记录。本次内容较难，只安排这一个电路。介绍双D触发器74LS74的逻辑功能，根据验证表格进行器件逻辑功能的简单验证。按照要求，设计完成四位输出循环“1”的时序电路，要求手动脉冲控制或者1Hz脉冲控制输出。了解异步清零端和置位端的作用，注意互补输出端的影响。排除常见的故障，进一步锻炼学生排查故障的能力，总结分析故障产生原因并记录。3.4集成计数器。介绍74LS161和74LS162，理解同步和异步的含义，用两种器件设计同一种计数范围的计数器。学会计数器的级联方法，再结合门电路，设计模12、模24等常见计数电路，显示电路暂时先通过逻辑电平指示灯进行显示，可根据输出的情况，尽可能选最低数量的逻辑电平指示灯。3.5译码、显示电路介绍7段字符译码器，比对3个使能端的位权，根据简单的显示电路，显示10以内数字，输入用逻辑开关来代替。熟悉了译码显示电路后，结合上节课的内容，构成“计数—译码—显示”电路，由计数器实现计数部分，译码器进行译码，显示电路用共阳数码管显示。注意各部分电路之间的连接，不要有多余的连接线，脉冲部分可以选择1Hz脉冲输入。3.6移位寄存器电路。介绍双向移位寄存器74LS194，掌握逻辑功能，熟悉左移和右移的电路分别如何构成，验证清零、置数、左移、右移功能。设计4s变灯电路，掌握电路构成原理，注意输出高低位的控制。3.7综合设计实验。设计一个4位显示秒表电路，脉冲部分可以先用实验箱的1Hz脉冲来试验。后期产生部分，可以用555多谐振荡电路产生，注意充放电电路中电阻和电容参数的选取，要求输出为1000Hz方波信号；计数部分电路选用十进制同步计数器74LS162，注意级联方法，最高位的反馈选用反馈预置法完成。显示部分电路选用74LS47或74LS247，共阳数码管，注意限流电阻的连接，不能短路，观察数码管发光二极管的颜色，时刻注意检查显示电路是否正常。最后，这几部分连接在一起构成秒表电路。要求连接线路清楚，不能飞线，电源和地线要利用电源条合理安排，整个电路要注意工艺，本次课时间安排为6学时，要求学生独立完成。

摘要：设计并制作多功能电工电子综合实训平台。设计时考虑该院各专业的电类基础课程知识的综合运用。它不仅可以做一些基础的实验项目，而且可以做设计型、创新型实验。满足不同层次的需要。应用二维码技术，可以让学生自主学习，由易到难，引导学生通过自己设计电路来完成设计目标。

关键词：电工电子；平台；设计；实验

新疆工程学院电工、模电、数电实验设备采用的是上海上益WBK—530A，该设备可以完成以上四门课程的实践教学，开设的实验种类比较单一，大多是一些验证性的实验，综合性、创新性的实验较少，现阶段应用型本科课程改革势在必行，该设备已经不能完全满足应用型本科人才的培养任务。针对目前存在的问题，为了适应应用型本科的发展，以及满足本学院的实践教学需求，需要开发一台多功能电工电子综合实训平台，并与二维码技术相结合突破传统的实践教学模式，找到一条适合本学院老师和学生的应用型本科实践教学道路。

1实训平台设计

1.1设计内容

设计的电工电子综合实训平台，实验箱由简易仪器仪表和实验电路两大部分组成，简易仪器仪表区有函数信号发生器、示波器等仪表构成，实验电路区有数字电路实验区、模拟电路实验区、电路实验区以及综合实验区（面包板区）四部分构成，图1是实验箱设计的整体结构图。逻辑门电路的测试、组合逻辑电路的测试以及时序逻辑电路的测试都属于数字电路实验区，模拟电路区包含二极管的运用电路、三极管的应用电路，各种放大电路，信号产生、运算、处理电路，以及稳压电源电路。电路分析区包含各种基本定理的验证，以及电路测试。简易仪器仪表区包含实验中所需的各种仪表。由面包板组成的综合实验区，其中配备各类综合、创新实验所需的元器件存放在元器件收纳区。开发实验、电路、数字电路、模拟电路区完成相关的基础性实验，综合实验区（面包板区）完成综合性、设计性实验，开发5～10个综合性、设计性实验。编制实验指导书。