崔婧娜 邢动秋 文 丽 齐利华
国防科技大学信息通信学院试验训练基地 陕西西安 710106
摘要:本文以CDIO理念在《电子技术及应用》课程中的应用,按照项目构思-项目设计-项目实现-项目运作的思路,介绍触发器课堂教学设计,旨在提高学员学习效果。
关键词:CDIO;基本SR锁存器 ;理实一体
《电子技术及应用》是通信士官各专业必修的一门专业基础课程,具有实践性和应用性等特点,是培养学员电子技术基本技能,提高专业素养的重要实践环节,也为后续专业课程的学习,打下良好的理论分析和认识基础。为避免 “灌输式”、“填鸭式”传统授课模式,提高学员的工程实践能力,本文将CDIO教学理念引入课程教学体系。
CDIO 工程教育理念分别是指构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate), 它是“基于项目”的工程教育模式,是以系统的构思—设计—实现—运行过程为背景的工程教育[1]。该教学形式需将课程大纲主要内容划分为若干个项目,探索构建案例式教学方法,其主要特点是以教学实例为牵引,以学员为主体,教员为主导,以解决问题为主线,围绕教学实例讨论、分析,逐步展开教学内容。
《电子技术及应用》课程包含以下内容:传感器,模拟和数字电子技术的应用部分。本文以基本SR锁存器内容为例介绍CDIO理念应用情况,此次课是时序逻辑电路的开端,是章次目录中的首节内容,为学员后续建立时序逻辑概念奠定基础。
1 项目构建
在组合逻辑电路的学习中,学员已经设计了一个抢答器电路。以三组竞赛为例,有三组抢答通路,并以发光二极管显示抢答组别。三人ABC各控制一个按键开关K1、K2、K3,谁的开关先被按下,谁的发光二极管就被点亮,同时其他人的抢答信号无效。
但是在实现的效果上,学员也发现该电路有一个很严重的缺陷,当K1第一个被按下后,必须总是按着才能保证指示灯亮,如果K1稍一放松,就会使得该组的灯熄灭。而抢答的气氛是非常紧张急促的,如果此时B或C也触碰到开关,那么他们的抢答信号就有可能进入系统造成混乱。
图1 抢答器电路图
归根结底,是因为该电路具有瞬时特性,不具有记忆性。要解决这一问题,最有效的方法就是引入具有记忆功能的器件——基本SR锁存器。
2 项目分析
具体教学过程中,采用与非门构成的基本SR锁存器为例,介绍电路的基本结构和逻辑功能,得到当时,锁存器保持原态,即具有记忆功能,将此种情况应用在上述抢答器设计中。
3 项目设计
分别将三个基本SR锁存器的端接入三按键开关,端接入裁判控制的复位键KR。开始抢答前, 先按一下复位键 KR,开始抢答后, 如K1第一个被按下, 则,锁存器输出置1 ,点亮发光二极管DA。此时若松开K1按键,,触发器将保持原态。即使有其他干扰,系统也不受影响。直到裁判第二次按下 KR 键, 才宣布新一轮抢答开始。
4 项目运作
图2引入触发器的抢答器电路图
实践环节,请学员依据原理图画出仿真电路图,验证本方案的正确性。在课堂拓展环节,提供电子元器件和相关模块,鼓励学员做出实物图,真正做到理实一体。
以本次课为例,其余知识点,也按照项目构建-项目分析-项目设计-项目运作的思路,将CDIO理念贯穿教学始终,让学员深刻理解知识点,并体会理论知识落到实处的成就感。
参考文献:
[1]刘 扬.新工科背景下CDIO理念在《电工电子学实验》中的应用[J]. 电脑知识与技术,2020.01
作者简介:崔婧娜(1991.08~),女,山西临汾人,国防科技大学信息通信学院,讲师,大学本科,研究方向:电子技术教学研究。