1.课程背景
今天的中国工厂,一场以数字化、智能化为牵引的创新革命正在进行中。变革背后,蕴藏着中国经济未来持续升级的动力。众多企业以及各级政府正瞄准全球最高标准,在新一轮科技革命与产业变革的赛道上加速快跑。
在现代社会中,走到哪里都能看到数字系统的身影。从一个小小的电子玩具到我们每天用到的手机,从我们家里的数字电视到高性能的超级计算机,以及远在天宫的卫星,数字系统无处不在。
数字逻辑电路课程具有工程实践性强、教学内容复杂、教学方法多样、课程内容分化等特点,是电子、电气类以及信息技术类专业学生学习专业课前必修的一门专业基础核心课程。该课程的设置在课程体系中发挥着至关重要的作用,与后续要学习的模拟电子技术、单片机原理以及微机原理等专业课程都密切相关。目前,很多高校都在致力于数字逻辑电路相关课程教学的改革和建设工作。
2.课程结构
该课程在介绍有关数字系统基本知识、基本理论、基本电路的基础上,重点讨论数字系统中各种逻辑电路分析与设计的基本方法,以及该领域的发展现状及最新的技术。设置本课程的主要目的是使学生了解组成数字计算机和其它数字系统的各种基本逻辑电路;能熟练地运用有关知识和理论对各类逻辑电路进行分析;能针对客观提出的各种设计要求,综合运用多种方法和技术完成逻辑部件的设计与验证。通过本课程的学习,加强对学生逻辑思维能力、逻辑抽象能力、解决实际问题能力和创新能力的培养,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,为信息学科培养高素质人才奠定扎实宽厚的学科基础。
3.课程功能
逻辑代数是这门课程的基础,知识贯穿于课程的始终。这部分内容主要包括各种逻辑运算、定理及规则,以及逻辑函数的化简方法等等。跟逻辑运算相对应的是基本逻辑门电路。在逻辑代数的基础上,应用基本逻辑门电路,可以生成各种典型的组合逻辑部件比如编码器、译码器、加法器、比较器、数据选择器等等。采用基本逻辑门可以生成触发器,触发器是构成时序电路的基本单元。运用触发器和基本逻辑门,可以生成典型的时序逻辑部件,比如寄存器、计数器、节拍发生器等等。课程涉及知识还包括可编程逻辑器件、综合运用门电路、逻辑电路和可编程逻辑器,生成更为复杂的数字系统或计算机应用系统。数字逻辑元件的底层原理用到前导课程《电路分析基础》,后续课程像《单片机》外围电路和《接口技术》接口设计用到计数器等相关知识,后续课程《计算机组成原理》等课程主要设计计算机内部工作机制,需要应用数字逻辑课中的大量基本逻辑部件知识(如加法器、寄存器等),数字逻辑也是《计算机系统结构》的间接前导课。
为了在数字逻辑电路课程教学中提高课堂的利用率,最终达到提高教学质量的目的,课程组集中讨论了整个教学环节,根据教学大纲,结合在线开放平台的具体知识点内容,有的放矢,统一规划课堂内容,使得课堂环节起到为学生建立知识体系服务的穿针引线的作用。同时,课程组教师也结合在线开放平台的成绩统计功能,对课程考核方法改革作了讨论,制定了新的考核方法。