前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)數(shù)字教學(xué)方法文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

0引言

Zbrush是一個數(shù)字雕刻和繪畫軟件，它以強(qiáng)大的功能和直觀的工作流程徹底改變了整個三維行業(yè)，廣泛應(yīng)用于電影特效、游戲、廣告等行業(yè)中。其利用數(shù)字化泥土把三維設(shè)計中最復(fù)雜最耗費(fèi)精力的角色建模和貼圖工作，變成了像玩泥巴那樣簡單有趣。它解放了藝術(shù)家的雙手和思維，告別過去那種依靠鼠標(biāo)和參數(shù)笨拙創(chuàng)作的模式，完全尊重設(shè)計師的創(chuàng)作靈感和傳統(tǒng)工作習(xí)慣。在技術(shù)表現(xiàn)上，其獨(dú)特的Z球建模方式可以快速、準(zhǔn)確地表現(xiàn)出創(chuàng)作對象的基本形態(tài)，通過筆刷雕刻出精細(xì)的模型，然后生成紋理貼圖、法線貼圖和置換貼圖，并將其應(yīng)用到其它的三維軟件中，達(dá)到優(yōu)化動畫渲染和游戲渲染的效果。湖南科技學(xué)院數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)是開設(shè)該課程為數(shù)不多的高校之一。本文針對筆者在本校該專業(yè)的教學(xué)過程中所遇到的問題，對Zbrush數(shù)字雕刻課程的教學(xué)進(jìn)行了探討。

1提高學(xué)生的英語水平

大多數(shù)學(xué)生習(xí)慣于用漢化版的軟件，特別是英語基礎(chǔ)不是很好的同學(xué)，對英文版軟件很不適應(yīng)。而Zbrush是Pixologic公司生產(chǎn)的一個2．5D軟件，界面是純英文的，目前沒有漢化版，并且不能鼠標(biāo)取詞翻譯，因?yàn)樵谠撥浖?，鼠?biāo)放在界面上，是用來顯示當(dāng)前選項的作用、功能的。所以對于大多數(shù)英文水平較弱的同學(xué)而言，學(xué)習(xí)起來相當(dāng)困難。這就要求學(xué)生平時注意英語的學(xué)習(xí)，增加英文詞匯量。與此同時，教師帶領(lǐng)學(xué)生對軟件的英文進(jìn)行翻譯工作，翻譯的過程本身就是一個熟悉軟件的過程。通過軟件的翻譯工作，學(xué)生掌握了軟件，不再為不認(rèn)識英文而犯愁，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到了很大的幫助。市場上很多關(guān)于Zbrush的教程、資料都是英文的，學(xué)生英語水平的提高，為其閱讀提供了極大的方便。

2提高學(xué)生的美術(shù)修養(yǎng)與造型能力

Zbrush并不具備動畫功能，所以在影視作品中看到Zbrush的作品通常是要和其它軟件結(jié)合使用的，這就需要學(xué)生掌握最基本的角色動畫布線原則和制作流程。另外，雖然Zbrush的操作非常方便和隨意，但是不具備相應(yīng)的美術(shù)知識，不了解作品的結(jié)構(gòu)，很難創(chuàng)建出優(yōu)秀作品，而學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生為工科學(xué)生，大部分學(xué)生的美術(shù)修養(yǎng)與造型能力較差，這也是很多學(xué)生難以制作出好作品的根本原因。美術(shù)修養(yǎng)的提升并不是短時間可以達(dá)到的，所以要求學(xué)生上好色彩課、素描課，同時在課余時間要求學(xué)生多學(xué)習(xí)美術(shù)知識，提高美術(shù)修養(yǎng)。

3改善教學(xué)環(huán)境

Zbrush數(shù)字雕刻這門課不適合在普通的多媒體教室里教學(xué)，因?yàn)閆brush這款軟件界面復(fù)雜、命令多、字體小，況且演示時又是快速變換的動態(tài)畫面，受投影分辨率和空間距離的影響，距離屏幕較遠(yuǎn)的學(xué)生很難看清屏幕上的文字，非常不適合使用大屏幕投影。筆者認(rèn)為，在實(shí)際的教學(xué)中應(yīng)使用網(wǎng)絡(luò)廣播硬件或者電子教室軟件組建局域網(wǎng)屏幕廣播系統(tǒng)。這類系統(tǒng)不但可以把教師機(jī)屏幕原貌清楚地傳送到學(xué)生機(jī)的屏幕上，還可以實(shí)現(xiàn)很多教學(xué)交互和控制功能，譬如教師在演示的時候可以將學(xué)生機(jī)鎖死，不讓其操作，專心聽講，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。因?yàn)楹芏鄬W(xué)生在教師演示的同時，會跟著操作，這樣不但可能遺漏關(guān)鍵知識點(diǎn)，而且操作也不到位，大大降低了教學(xué)質(zhì)量。

4軟件工具學(xué)習(xí)、研究并重

很多學(xué)生熱衷軟件的學(xué)習(xí)和新技術(shù)的追捧，從而成為工具的奴隸，而對模型基本原理、基本規(guī)律和模型創(chuàng)作流程等方面沒有得到足夠的重視，因而，學(xué)生最終不能創(chuàng)作出有創(chuàng)意、有思想內(nèi)涵的作品來。在具體的教學(xué)中，應(yīng)該糾正這種重軟件工具本身的學(xué)習(xí)、輕規(guī)律研究的錯誤學(xué)習(xí)方法。筆者在具體的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)制作作品的時候很浮躁，總是希望用最短的時間將其制作出來，而一個優(yōu)秀的作品是必須經(jīng)過技術(shù)、美術(shù)修養(yǎng)和耐力層面上的制作才能得到的。

5采取合理的教學(xué)方法

Zbrush數(shù)字雕刻課程的教學(xué)環(huán)節(jié)分為理論與實(shí)踐兩個部分。理論部分是為了讓學(xué)生熟練掌握Zbrush軟件及相關(guān)理論知識，而實(shí)踐部分是將理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中，并制作出相關(guān)作品。教師要在非常有限的課時內(nèi)授完大量的內(nèi)容，這就要求教師在內(nèi)容的選擇上必須集中精力教會學(xué)生必要的命令、參數(shù)和使用方法，避免學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)軟件的階段就陷入大量的命令和參數(shù)中，使其學(xué)習(xí)樂趣蕩然無存。通過抓重點(diǎn)、去繁就簡，使得學(xué)生樂于學(xué)習(xí)、易于接受，體驗(yàn)學(xué)習(xí)收獲的喜悅，因此筆者在具體的理論教學(xué)中選擇的是案例教學(xué)法。

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法，教師先制作并演示一個小的實(shí)例，然后學(xué)生上機(jī)實(shí)踐，完成老師教的例子，教師在教學(xué)中扮演著設(shè)計者和激勵者的角色，鼓勵學(xué)生積極參與討論。通過實(shí)例的制作，可以促使學(xué)生對各部分知識的深入理解和對技術(shù)的綜合應(yīng)用。在案例教學(xué)的實(shí)施過程中，筆者認(rèn)為必須注重案例講授的前鋪后續(xù)。首先，教師應(yīng)先讓學(xué)生明確最終的效果，然后與學(xué)生一起分析制作的思路，會用到的知識點(diǎn)，這樣才能使學(xué)生在聽課時思路清晰，而不是一上手就開始操作演示，不明白各步驟的意義；其次，案例講解結(jié)束后，教師應(yīng)及時總結(jié)知識點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上引領(lǐng)學(xué)生拓展知識點(diǎn)的應(yīng)用，從而避免學(xué)生在真正創(chuàng)作時，感到無從下手。筆者在選擇案例時，采用制作人體的案例為主線，選擇其它小案例為輔線。

之所以選擇人體案例為主線，一方面，該案例涉及到ZBrush所有主要的知識點(diǎn)，另一方面，學(xué)生對制作身邊熟悉的模型有濃厚的學(xué)習(xí)興趣。之所以還要選擇其它小案例為輔線，是因?yàn)楫?dāng)講到某個知識點(diǎn)的時候，人體案例并不能完全講透，仍需其它小案例配合，使知識點(diǎn)更加清晰。Zbrush數(shù)字雕刻涉及到的內(nèi)容主要有獨(dú)特的建模方法、材質(zhì)貼圖、燈光、渲染以及與其它三維軟件的結(jié)合。筆者針對該門課程的特點(diǎn)，以及教學(xué)過程中遇到的問題，總結(jié)出以下教學(xué)流程：①演示人體的最終模型使學(xué)生熟悉軟件的界面，同時帶學(xué)生進(jìn)入一個神奇的數(shù)字雕刻世界；②利用ZBrush獨(dú)特的Z球建模方法建立人體的大致輪廓，使學(xué)生掌握ZBrush主要建模方法；③通過細(xì)致雕刻人體細(xì)節(jié)，使學(xué)生掌握筆刷雕刻，網(wǎng)格重新拓?fù)涞认嚓P(guān)知識點(diǎn)；④制作人體外表及衣服，使學(xué)生掌握材質(zhì)貼圖與燈光的使用；⑤通過ZBrush雕刻出細(xì)致的模型并生成UV貼圖，將其應(yīng)用到其他三維軟件中，利用低模通過貼圖得到精致的模型。總之，通過人體制作為主線的案例教學(xué)，不僅使學(xué)生掌握了Zbrush主要的知識點(diǎn)，還使學(xué)生對Zbrush的制作流程有了明確的認(rèn)識，為制作不同的作品打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

實(shí)踐教學(xué)主要采取項目教學(xué)法。基于項目的學(xué)習(xí)是一種全新的教學(xué)模式，它蘊(yùn)含著建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、實(shí)用主義教育理論和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)等理論，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，協(xié)作學(xué)習(xí)，自主探究，與真實(shí)世界和生活實(shí)踐相聯(lián)系，通過解決一個實(shí)際問題或完成一個完整的項目，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)校每年要做招生宣傳片，筆者以此為契機(jī)，帶領(lǐng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而使學(xué)生的能力得到提升。筆者與學(xué)生探討動畫制作方案，將動畫制作分為3個模塊：優(yōu)秀教師角色制作模塊、系部建筑制作模塊、動畫合成制作模塊。全班分為3個項目小組，每個小組負(fù)責(zé)一塊。項目在學(xué)期末截止，每組在課程結(jié)束前一周提交作品和項目文件，最后一周進(jìn)行項目的匯報和展示。

第2篇

關(guān)鍵詞：邏輯，設(shè)疑教學(xué)法，對比教學(xué)法

 

前 言

數(shù)字邏輯是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（類）大學(xué)本科學(xué)生重要專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是計算機(jī)的基本理論之一，也是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計算機(jī)電子線路的基礎(chǔ)課程。數(shù)字邏輯是計算機(jī)硬件技術(shù)體系中具有承上啟下的作用，本課程為后續(xù)學(xué)習(xí)計算機(jī)原理、微機(jī)原理、接口通訊等課程，進(jìn)行數(shù)字計算機(jī)和其它數(shù)字系統(tǒng)的硬件分析與設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

我校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（本科）選用的教材是毛法堯編著的《數(shù)字邏輯》（第二版）。在教學(xué)實(shí)踐中，我們一直探討著如何激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性、改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)這門功課。我們學(xué)習(xí)和借鑒了兄弟院校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐，對數(shù)字邏輯課程教學(xué)方法的改進(jìn)進(jìn)行了一些嘗試和探索。

一、注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望和學(xué)習(xí)需求

學(xué)習(xí)需求是學(xué)生學(xué)習(xí)的根本動力。注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望和需求，生動地向?qū)W生介紹數(shù)字邏輯課程的性質(zhì)與設(shè)置目的。讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)字邏輯是本專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是多門后續(xù)課程的基礎(chǔ)，既有理論知識又有實(shí)踐技術(shù)，是一門有廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)課。舉一些數(shù)字邏輯在計算機(jī)運(yùn)算器、裁判表決器、計數(shù)器中的實(shí)際應(yīng)用，加深學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯必要性的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲，使學(xué)生認(rèn)識到數(shù)字邏輯對未來的學(xué)習(xí)和工作大有益處，引導(dǎo)學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯這門功課。

講明數(shù)字邏輯課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法。數(shù)字邏輯所研究的主要是輸出與輸入間的邏輯關(guān)系，定量計算較少，而邏輯運(yùn)算，邏輯判斷和邏輯推理較多。為了更好地研究這些邏輯關(guān)系，采用布爾代數(shù)，真值表，卡諾圖，狀態(tài)圖。讓學(xué)生了解數(shù)字邏輯課程的特點(diǎn)。學(xué)好數(shù)字邏輯課程的方法是：注意基本概念的理解，在理解的基礎(chǔ)上掌握其知識內(nèi)涵。。注意邏輯運(yùn)算、邏輯判斷和邏輯推理；多做課后習(xí)題以衡量與檢查對教材內(nèi)容的理解和掌握情況；多實(shí)驗(yàn)、多驗(yàn)證，使感性認(rèn)識和理性認(rèn)識的相統(tǒng)一，加深對理論知識的理解；學(xué)完每一章后自我進(jìn)行總結(jié)，歸納基本概念、基本定理、原理以及基本方法；學(xué)完教材中的所有內(nèi)容后，自我總結(jié)出教材各章節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系等。

通過教師的介紹和引導(dǎo)，使學(xué)生對數(shù)字邏輯課程有一個較完整的了解，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，樹立學(xué)習(xí)自信心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、求知欲、學(xué)習(xí)積極性和自主性。好的開端等于成功的一半。

二、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性、提高課堂教學(xué)質(zhì)量

激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性、改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量、讓學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯課程是課堂教學(xué)的著力點(diǎn)。。

教師在每一節(jié)課堂上精心營造出學(xué)生極有興趣聽講的場景是提高課堂教學(xué)效率的最佳追求。教師精心組織信息量大、有吸引力的課堂教學(xué)，將信息化技術(shù)引入到教學(xué)中，用優(yōu)美的課件圖示能給學(xué)生較強(qiáng)的視覺上的感受；輔以板書的細(xì)致講解，層層推演，引導(dǎo)學(xué)生步步深入。對于教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容要講深講透，注重對學(xué)生的數(shù)字邏輯思維方法訓(xùn)練。教師以自己獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格感染學(xué)生，使學(xué)生在聽課時享受到數(shù)字邏輯理論的嚴(yán)密性、邏輯性和趣味性。視覺感受和理性思維有機(jī)地結(jié)合使學(xué)生感到上一節(jié)課是一次精神上的享受，產(chǎn)生有所收獲的滿足感。大大增加教學(xué)信息量，提高學(xué)習(xí)效率。

改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)。采用設(shè)疑教學(xué)法，教師創(chuàng)設(shè)問題情境：即提出具有一定難度，需要學(xué)生克服，而又是學(xué)生力所能及的情境。課堂上多采用設(shè)問方式，調(diào)動起學(xué)生積極思考、主動參與教學(xué)的熱情。教師有意識地設(shè)疑，使學(xué)生因“疑”生奇、生趣，跟著教師的問題積極地思考解決方法，爭相回答問題，甚至產(chǎn)生一些具有創(chuàng)新性的想法和意見。增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲，啟發(fā)學(xué)生的思維，開發(fā)學(xué)生的潛能，活躍了課堂氣氛，提高了課堂教學(xué)效率。教師對學(xué)生的熱愛、尊重、理解和信任，把學(xué)生們的自尊、自強(qiáng)、自我實(shí)現(xiàn)和積極參與的潛意識激發(fā)出來，參與到教學(xué)活動中來。創(chuàng)設(shè)一些疑問，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，加強(qiáng)了教師與學(xué)生的互動，課堂氣氛生動活潑，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

對比教學(xué)法：有些教學(xué)內(nèi)容可以采用對比教學(xué)法，增強(qiáng)學(xué)生對知識的感受強(qiáng)度。數(shù)字邏輯課程中很多知識都可以采用對比教學(xué)法，例如邏輯代數(shù)的基本定律基本上都是成對地出現(xiàn)、反演規(guī)則和對偶規(guī)則、邏輯函數(shù)最小項表達(dá)式和最大項表達(dá)式、異或門和同或門、組合電路與時序電路、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器、編碼器和譯碼器等，采用對比教學(xué)效果很好。學(xué)生反映是：很有趣，印象深刻，容易記牢。

合作情境及研討會方式。在講授了組合邏輯電路后，我們試驗(yàn)性地出了兩個實(shí)用的控制電路設(shè)計題目，學(xué)生分成6個設(shè)計小組，各自拿出設(shè)計方案。。各小組的學(xué)生們共同努力，積極承擔(dān)設(shè)計任務(wù)，共享成功喜悅。教師選出兩個設(shè)計方案在課堂上讓學(xué)生們共同研討，鼓勵每個學(xué)生大膽提出自己的不同見解，肯定設(shè)計方案的優(yōu)點(diǎn)，分析方案中的不足之處，共同完善設(shè)計方案。最后，教師對方案進(jìn)行點(diǎn)評總結(jié)。學(xué)生發(fā)言的積極性很高，增強(qiáng)了集體觀念和合作精神，取得了較好學(xué)習(xí)的效果。

三、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)課。

數(shù)字邏輯是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，常言道：“紙上學(xué)來終覺淺”。我們加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，精心設(shè)計了多項實(shí)驗(yàn)項目。學(xué)生在邏輯實(shí)驗(yàn)箱上做各種驗(yàn)證性和設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)，對書本知識得到進(jìn)一步理解、掌握和鞏固；同時能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生得到實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，豐富和擴(kuò)展了學(xué)生的動手實(shí)踐能力。通過實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和大膽探索的創(chuàng)新精神。通過實(shí)驗(yàn)小組的齊心協(xié)力、共同完成實(shí)踐課題設(shè)計，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊精神和集體觀念。借助計算機(jī)輔助設(shè)計軟件來進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和功能仿真，使學(xué)生掌握新的數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率。

四、結(jié) 語

通過我們對數(shù)字邏輯教學(xué)方法改進(jìn)做了一些嘗試和探索，體會到首先要選優(yōu)秀教材或編寫適合本校學(xué)生的教材、講義和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，使教材能適應(yīng)時代的進(jìn)步和發(fā)展。提高課堂教學(xué)質(zhì)量關(guān)鍵在于任課教師的教學(xué)理念和教學(xué)方式。如何將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性、創(chuàng)新精神激發(fā)出來是教師備課和講課著力點(diǎn)。教師在每一節(jié)課堂上精心營造的活潑生動的場景是課堂教學(xué)效率的最佳追求。教學(xué)是一個師生共同參與、雙向交流的過程，教師快樂地教書育人，學(xué)生很有興趣快樂地學(xué)習(xí)。教師不僅要把知識教給學(xué)生，注重對學(xué)生數(shù)字邏輯思維方法訓(xùn)練和實(shí)踐能力訓(xùn)練，而且要培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。教師不斷地進(jìn)行教學(xué)方法改進(jìn)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好數(shù)字邏輯這門專業(yè)基礎(chǔ)課。

參考文獻(xiàn)

[1]盛群力，等. 教學(xué)設(shè)計[M]北京：高等教育出版社2005：57-60，91

[2]李銀芳. 高校精品課程建設(shè)中應(yīng)注意的幾個問題[J].中國高教研究2007（01）

[3]毛法堯. 數(shù)字邏輯（第二版）[M] 高等教育出版社2008：23220-00

[4]林崇德. 教育心理學(xué) [M] 人民教育出版社 2007：G.7239

第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字邏輯；課堂教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡介：徐銀霞（1979-），女，湖北武漢人，武漢工程大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（湖北 武漢 430073）

中圖分類號：G642.421 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0104-02

“數(shù)字邏輯”是計算機(jī)專業(yè)一門重要的硬件基礎(chǔ)課程，其主要目的是使學(xué)生掌握數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計的理論知識，熟悉各種不同規(guī)模的邏輯器件，掌握各類邏輯電路分析與設(shè)計的基本方法，為數(shù)字計算機(jī)或其它硬件電路分析與設(shè)計奠定基礎(chǔ)。[1]“數(shù)字邏輯”課程教學(xué)一般采用課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式，使得學(xué)生掌握數(shù)字電路分析與設(shè)計的一些理論知識，同時培養(yǎng)學(xué)生電路設(shè)計、制作與調(diào)試以及分析問題、解決問題的能力。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果一直是教學(xué)當(dāng)中的重中之重，因此如何有效利用有限的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)是一個值得探討的問題。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別對課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)就“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)方法做一次探討。

一、“數(shù)字邏輯”課程的課堂教學(xué)

課堂教學(xué)效果直接決定學(xué)生理論知識掌握的程度，也影響隨后的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐能否順利進(jìn)行。在課堂教學(xué)中采用任務(wù)式教學(xué)、課堂討論、電路仿真演示以及硬件描述語言電路設(shè)計等方式進(jìn)行教學(xué)，取得了滿意的效果。

1.任務(wù)式教學(xué)

明確任務(wù)，使學(xué)生掌握方法，做到舉一反三。教學(xué)過程中將 “數(shù)字邏輯”課程的知識點(diǎn)歸納整理成若干個任務(wù)。比如數(shù)字電路按邏輯功能分成組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類，主要的問題是電路分析與設(shè)計兩個方面。按電路規(guī)模要求重點(diǎn)掌握的是小規(guī)模和中規(guī)模電路，所以任務(wù)主要有小規(guī)模組合電路的分析、小規(guī)模組合電路的設(shè)計、中規(guī)模組合集成芯片、中規(guī)模組合電路分析、中規(guī)模組合電路設(shè)計；小規(guī)模時序電路分析、小規(guī)模時序電路設(shè)計、中規(guī)模時序集成芯片、中規(guī)模時序電路分析、中規(guī)模時序電路設(shè)計等等。對于每一個問題明確任務(wù)，分析解決辦法，歸納一般的解答步驟及注意事項，舉例證明方法的可行性。比如對于中規(guī)模組合芯片的學(xué)習(xí)，僅以數(shù)據(jù)選擇器為例，引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱芯片資料，閱讀資料找出芯片的功能表、輸出表達(dá)式，邏輯圖和引腳圖以及典型應(yīng)用。這樣，學(xué)生不僅掌握了該芯片的全部知識要點(diǎn)，還可以掌握中規(guī)模組合集成芯片這類芯片的學(xué)習(xí)方法。此后，對于所有此類芯片學(xué)生都能夠通過自行查找芯片資料來掌握，節(jié)約了課堂時間，學(xué)生也獲得了自主學(xué)習(xí)的成就感。

2.增加課堂討論

精講多練，給予學(xué)生充分的討論時間。為提高學(xué)習(xí)效果，在提出任務(wù)、介紹原理及方法后，布置課堂練習(xí)。學(xué)生可以一邊練習(xí)一邊自由討論，已理解的同學(xué)在討論中充當(dāng)老師，可以加深印象，鞏固知識；而沒有理解的同學(xué)可以在討論中積極主動地學(xué)習(xí)，同時也激發(fā)了學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的積極性，比教師反復(fù)講解的效果好。這種方式可以避免“滿堂灌”式的教學(xué)方式，活躍課堂氣氛，創(chuàng)造學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)習(xí)興趣，實(shí)踐證明取得了良好的效果。

3.電路仿真演示

在數(shù)字電路分析與設(shè)計的理論教學(xué)過程中，很多學(xué)生會覺得枯燥且難以理解。借助Multisim11.0仿真軟件進(jìn)行數(shù)字電路的模擬和課堂演示，可以直觀地顯示電路的功能和時序電路的時序波形。比如在講解中用16進(jìn)制計數(shù)器74161實(shí)現(xiàn)12進(jìn)制計數(shù)器時，其中復(fù)位法可通過置0或者異步清零兩種方法使得計數(shù)器從11回0，但置0法必須在計數(shù)到1011時使得置數(shù)端為0，異步清零必須在計數(shù)器為1100時使得清零端為0才能保證計數(shù)器為12進(jìn)制。如果僅用理論講解學(xué)生比較難理解，但通過仿真演示后學(xué)生能夠恍然大悟。因此仿真軟件的使用可以使“數(shù)字邏輯”理論課的教學(xué)更加生動活潑，而且學(xué)生在遇到疑問時也可以通過仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生通過直觀的仿真結(jié)果，對電路的工作過程進(jìn)行透徹的分析，提高了學(xué)習(xí)的興趣和效率，促進(jìn)自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的提高。

4.引入硬件描述語言

硬件描述語言用軟件編程的方式來描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接形式，適合大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計。在教學(xué)的過程中將硬件描述語言Verilog HDL引入課堂，比如在講解邏輯門、數(shù)據(jù)選擇器、觸發(fā)器、計數(shù)器等基本單元電路的原理之后，給出模塊對應(yīng)的硬件描述語言，演示仿真波形和綜合結(jié)果。學(xué)生從仿真波形中觀察信號的邏輯變化，對數(shù)字邏輯電路的掌握更加透徹，同時也豐富了教學(xué)內(nèi)容。Verilog HDL語言是一種非常實(shí)用的硬件描述語言，易學(xué)易用，學(xué)生只要有C語言編程基礎(chǔ)，便容易掌握。編程也可以實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計，同學(xué)們感到非常新奇，將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，取得了很好的教學(xué)效果。

二、“數(shù)字邏輯”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“數(shù)字邏輯”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。[2]通過數(shù)字電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以基本掌握數(shù)字電路的設(shè)計、制作與調(diào)試步驟，學(xué)會借助萬用表、示波器等實(shí)驗(yàn)儀器排除實(shí)驗(yàn)當(dāng)中遇到的各種故障，從而獨(dú)立分析設(shè)計各種規(guī)模的數(shù)字電路。實(shí)踐教學(xué)中將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)與硬件描述語言設(shè)計三種類型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，三者互為補(bǔ)充，提高實(shí)驗(yàn)效果，充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項目一般利用面包板及用中小規(guī)模芯片完成電路設(shè)計。其接線模式可以使學(xué)生直觀了解數(shù)字電路是如何工作的，從而掌握電路測試、調(diào)試以及維修技能。但是部分學(xué)生視這一過程為簡單的連線工作，往往只注重結(jié)果，不重視過程，造成實(shí)驗(yàn)課就是反復(fù)的接線和碰運(yùn)氣，學(xué)生不能駕馭整個實(shí)驗(yàn)過程，產(chǎn)生畏難和退縮心里。在實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生書寫預(yù)習(xí)報告，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行原理圖設(shè)計、芯片選型，上網(wǎng)查閱芯片資料，掌握閱讀芯片資料的方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計，可以避免機(jī)械化操作，學(xué)會排除故障，增強(qiáng)操作信心。

在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不可避免地會遇到種種問題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出錯：可能是電路設(shè)計或連線過程中出現(xiàn)了問題，也有可能是實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)器材出現(xiàn)了故障。教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)儀器找到故障點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問題之所在，并想出解決辦法。在未來的實(shí)際工作中，學(xué)生將會遇到各種各樣的問題，而實(shí)驗(yàn)課正是鍛煉如何解決這些問題的好機(jī)會。因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該向?qū)W生講明排除故障的必要性，并引導(dǎo)其對獨(dú)立解決各種疑難問題的興趣，增強(qiáng)其信心，令其克服畏難情緒。一旦學(xué)生掌握了排除故障的方法，獨(dú)立解決了問題，他們就會很有成就感，甚至就此對排除故障產(chǎn)生了濃厚的興趣。[3]實(shí)踐表明學(xué)生能自主完成所有設(shè)計，自主分析討論實(shí)驗(yàn)過程中碰到的問題，逐個排查故障點(diǎn)，最終完成電路調(diào)試。

2.仿真實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適于以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的一些中小規(guī)模電路的構(gòu)建與測試。對于一些比較復(fù)雜的設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)則比較費(fèi)時，如數(shù)字鐘、搶答器、拔河游戲機(jī)、彩燈控制器等。而且在實(shí)驗(yàn)過程中常常因一根導(dǎo)線連接錯誤、一個連接點(diǎn)接觸不良，就致使實(shí)驗(yàn)受阻甚至無法完成，給學(xué)生以挫折感，影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，不利于動手能力的培養(yǎng)。

Multisim11.0是一個集原理電路設(shè)計和電路功能測試為一體的虛擬仿真軟件，其元器件庫提供了數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，其中包含了數(shù)字器件。虛擬測試儀器儀表種類齊全，如數(shù)字萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、直流電源、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯分析儀等，可以設(shè)計、測試和演示各種電子電路。[4]采用Multisim11.0軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能充分發(fā)揮想象力，按照自己的想法創(chuàng)建各種電路，從而擺脫實(shí)驗(yàn)箱的束縛。實(shí)踐證明將Multisim11.0應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠使學(xué)生提高學(xué)習(xí)的興趣，增加學(xué)習(xí)樂趣，充分發(fā)揮學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

3.硬件描述語言開發(fā)數(shù)字電路

當(dāng)數(shù)字邏輯電路及系統(tǒng)的規(guī)模比較小而且簡單時，用電路原理圖輸入法基本足夠了，但是需要手工布線，需要熟悉器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引線特點(diǎn)，才能達(dá)到設(shè)計要求。當(dāng)電路規(guī)模大時工作量會相當(dāng)大，實(shí)驗(yàn)時間往往不能保證。隨著可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用，硬件描述語言已成為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主要描述方式，采用硬件描述語言進(jìn)行數(shù)字電路的設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到分析設(shè)計性實(shí)驗(yàn)課的轉(zhuǎn)變。利用Verilog HDL硬件描述語言進(jìn)行數(shù)字鐘、搶答器、交通燈控制電路等的設(shè)計，要求學(xué)生利用課堂知識進(jìn)行編程、仿真、綜合和下載到可編程邏輯器件中運(yùn)行以觀察結(jié)果。學(xué)生還可以按照自己的想法自行設(shè)計其它數(shù)字電路進(jìn)行仿真、下載調(diào)試，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和綜合實(shí)踐能力。

此外還通過舉辦電子設(shè)計競賽、綜合設(shè)計等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，也提高了學(xué)生綜合應(yīng)用的能力，收到了良好的教學(xué)效果。

三、結(jié)論

數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人類的各個方面，從計算機(jī)到手機(jī)，從數(shù)字電話到數(shù)字電視，從家用電器到軍用設(shè)備，從工業(yè)自動化到航天技術(shù)，都采用了數(shù)字電子技術(shù)。[5]因此“數(shù)字邏輯”課程對于計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)來說是一門很重要的課程。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)方法進(jìn)行深入探討，在課堂教學(xué)中采用任務(wù)式教學(xué)，增加課堂討論，借助仿真軟件進(jìn)行電路演示，利用硬件描述語言進(jìn)行復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和硬件描述語言實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合、互為補(bǔ)充，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，取得了很好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]孫麗君，張曉東，魯可.“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)改革探析[J].中國電力教育，2013，（13）：67-68.

[3]王宇，崔文華，王寧，等.興趣導(dǎo)向的數(shù)字電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)改革[J].計算機(jī)教育，2010，（17）：38-40.