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摘要：高职院校电子学院的《数字电子技术》传统教学方式存在问题有待解决。笔者通过教学实践发现充分利用在线教学平台，用技术创新教育教学，利用信息化手段进行合理的教学设计，不断改进教学模式，将有效地提高学生的学习积极性，有效地提高课堂教学质量，更有效地培养学生自主学习的能力。
关键词：数字电子技术；课堂教学；教学设计
本文引用格式：成珏飞.基于任意进制计数器设计的信息化课堂教学探索与实践[J].教育现代化,2019,6(69):136-137,156.
Exploration and Practice of Information classroom Teaching Based on Arbitrary Binary counter Design
CHENG Jue-fei
(College of Electronic Information Engineering,Suzhou Vocational University,Suzhou Jiangsu)
Abstracts:There are many problems to be solved in the traditional classroom teaching mode of digital electronic technology in higher vocational colleges.Through teaching practice,the author finds that making full use of online teaching platform,using technological innovation in education and teaching,using information means to carry out reasonable teaching design and constantly improving teaching mode will effectively improve students’learning enthusiasm,effectively improve the quality of classroom teaching and effectively cultivate students’independent learning ability.
Key words:Digital electronic technology;Classroom teaching;Teaching design
一 引言
“云计算、大数据、物联网、移动计算等新技术的迅速发展都促进传统教育理念、教学技术、教学方法必须进行改革[1]。《数字电子技术》是一门重要的电子类专业基础课，相关的理论学习与技能掌握是学生将来从事电子产品设计与开发等岗位的基础。《数字电子技术》内容丰富并且实践性强，如何将信息技术与《数字电子技术》课堂教学深度融合，充分利用信息技术和资源，对教学过程各个环节进行合理设计，激励学生在教学中积极思考，主动探究和实践，从而提高课堂教学的高效性，提高学生的创新思维能力和创新技能已经成为当前重要的研究课题之一[2-4]。针对该课程中“任意进制计数器的构建”内容丰富实用性强但对高职学生理解和应用具有一定的难度，笔者在课堂教学中灵活采用信息化教学方式，充分进行教学设计，有效解决了教学的重点和难点。
二 课前准备
计数器种类繁多，可以由触发器和门电路构成，也可以由中规模集成芯片和门电路构成[5]。本次课堂教学内容主要围绕如何利用中规模集成芯片74LS161构成任意进制计数器。本次课堂教学的知识目标是了解集成计数器74LS161结构和主要功能，掌握利用74LS161异步清零设计任意进制计数器的方法；素养目标是培养学生具有良好沟通和表达能力和团队合作精神。课堂教学过程的实施将采用原理分析和实践环节相结合的方法。教师在课前准备阶段通过在线教学平台发布本次课堂教学内容相关的教学资源和自主学习任务单；本次课前任务将学生进行了分组，要求同学们通过课前查阅资料，观看微课视频，明确本次课的学习目标、学习重点、学习难点，自主预习相关内容。分组任务重点是学会使用专业网站查阅集成计数器的功能表，了解74LS161的主要功能和引脚分布图。此外教师发布与课堂知识点相关的预习作业和测试题目，这样学生有效利用课前时间完成基本的记忆教学目标，同时根据自己的学习基础可以对前一知识点进行及时的复习。教师通过查看平台上学生预习作业完成情况，及时了解学生在课前知识点还存在哪些问题，并思考在课堂中将使用哪些教学策略针对这些问题进行集中讨论和解决，对课堂教学设计进行微调整。
三 课堂教学设计和实施
集成计数器种类繁多，功能不同，学生理解上有一定的困难，因此课堂教学中首先通过生动有趣的视频动画展示计数器在日常生活中的应用，例如交通信号灯的计时器，篮球比赛中的记分器等，有效激发学生的学习兴趣。学生积极踊跃参与课堂，补充举例说出计数器的其他应用，让他们真正了解到计数器的应用广泛，并引导学生透过现象看本质，从而引出课堂内容为任意进制计数器的设计。课堂教学内容的实施将采用原理分析和实践环节相结合的方法。然后通过分组汇报集成计数器74LS161的功能表，教师对小组汇报进行简单评价，并对异步清零功能做重点介绍，让学生学会如何读懂和获取集成计数器功能表中的有效信息。带领学生认识74LS161集成计数器芯片引脚图，并再次强调74LS161的异步清零功能的要点是异步清零端低电平有效，并提出问题如何利用该集成计数器的异步清零实现任意进制计数器的设计。接着将抽象问题具体化，举例说明如何设计六进制计数器。通过形象动态的动画地向学生清楚地演示六进制计数器的计数过程，让学生在观看动画过程中自主找出设计的关键在于计数器计数到六时必须立即置零。引导学生利用74LS161异步清零功能以及外接与非门电路从而解决问题。在提出有效方案后教师讲解完整的解答步骤，第一步写出六进制计数器对应的二进制代码，第二步写出反馈置零函数，第三步画出连线图，在此过程中强调利用异步反馈清零功能时也要注意其他引脚控制端的有效电平的设定，从而解决教学重点。接着教师演示如何利用软件进行原理图绘制，并通过波形仿真验证是否有效实现六进制计数器。最后通过连接实验箱，配置引脚，编译下载，在数码管上显示出六进制计数器的结果。将抽象的问题通过实践展示给学生非常直观的感受。课堂教学的实践环节要求学生分组合作进行其他进制计数器的设计。在此过程中，学生通过小组讨论共同分析协作完成实践任务。教师在现场观察学生实践过程，及时引导学生电路设计和连接，同时在学生实践中遇到问题时帮助查找问题，分析原因。学习基础较好的同学帮助组内其他同学，培养学生的团结合作和沟通能力。实践完成后，将结果通过手机投屏将各小组实践结果展示并进行口头汇报，锻炼他们的口头表达能力。引导学生对比不同小组的实践结果，分析问题，自主探究找到规律，从而加深知识点的理解。教师在学生实践过程中可以发现学生对已学内容的掌握情况，及时进行现场指导，提高课堂教学效果。回顾和总结本堂课应掌握的重点内容是利用集成计数器74LS61实现任意进制计数器的设计，同时也要具备查阅资料、读懂图表、分析功能、设计作图、波形仿真、编译下载的综合能力，并介绍考核将根据同学们的课前预习，课堂表现以及课后实验报告的撰写进行综合评价等。
四 课后拓展
本次课主要以集成计数器74LS161的异步清零为例实现任意进制计数器的设计，课后拓展任务一是要求同学将课堂所学内容解决如何利用74LS161同步置数功能进行六进制计数器的构建，这是培养学生举一反三能力，要求他们学会利用不同方法解决相同问题，不断拓展思维。同时，完成课后拓展任务一的同学可以进一步尝试第二个拓展任务是否可以利用计数器74LS161级联构建大容量计数器，例如设计六十进制计数器。这是培养学生利用已学方法进行探究未知的问题。另外，第三拓展任务就是要求学生通过查找其他集成计数器芯片设计减法计数器。这时培养学生知识迁移能力。同学们课后合作探究完成拓展任务，遇到任何问题都可以通过在线教学平台进行师生交流互动。同时课后及时总结与整理课堂所学，巩固和深化课堂学习内容，促进学生们分析问题和解决问题的综合能力。
五 教学效果
本次课堂教学采用理实一体化的教学方法，以集成计数器74LS161的异步清零功能为例，紧紧围绕任意进制计数器的设计开展教学。将课堂内容的教学特点与信息化教学手段有机结合，以学生为主体完成了知识、理论、实践一体化的教学。利用网上课程教学平台、微课视频、形象生动的FLASH动画、电路仿真、数码管显示等多种信息化手段，紧密结合生活中计数器的应用，将抽象问题具体化，促进学生学习的兴趣，让学生在多姿多彩的课堂教学中领略知识的魅力，感受到计数器设计的巧妙。通过实践探究和小组讨论，提高学生分析问题，解决问题的综合能力。理实一体化的教学方式有效解决了教学中的重点和难点，从理论分析到实践探究再进行总结和归纳，找出规律，通过课前预习，课中讨论，课后拓展等一系列的环节，使学生对知识点的理解不断加深，培养他们自主探究，知识迁移的能力。
参考文献
[1]张一春，钱东东，陈松.信息化教学设计实例精析[M].北京:高等教育出版社，2016.
[2]范越,潘红兵,马知远.计数器的设计与应用信息化教学设计[J].电气电子教学学报,2018,40（1）：98.
[3]朱正东,田靖轩,张小雨.MOOC混合教学模式及其在数字逻辑电路课程中的应用[J].计算机教育,2018,7:100.
[4]程蹊.传统课堂教学中嵌入MOOC的混合教学模式尝试[J].教育现代化,2018,5(13):232-234.
[5]王玉菡,曾自强,徐霞,等.“数字电子技术”课程中任意进制计数器的设计与仿真分析[J].工业和信息化教育,2019,2:29.
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