组合电路的设计步骤十篇

组合电路的设计步骤篇1

关键词：项目教学法；中职教育；直流稳压电源

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0121-02

1 项目教学法简介

1.1 实施项目教学法的指导思想

著名的教育学家弗雷德・海因里希教授曾以这样的例子来介绍项目教学。首先由学生或教师在现实中选取一个“造一座桥”的项目，学生分组对项目进行讨论，并写出各自的计划书；接着正式实施项目，利用模型拼装桥梁；然后演示项目结果，由学生阐述构造的机理；最后由教师对学生的作品进行评估。通过这样的教学步骤，充分发掘学了生的创造潜能，并促使其在提高动手能力和推销自己等方面努力实践。

所以，项目教学法”就是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。它传统的教学法相比，有很大的区别，主要表现在改变了传统的三个中心，由以教师为中心转变为以学生为中心，由以教材为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。

1.2 项目教学法的实施步骤

在运用项目教学法进行教学设计的时候，必须明确学生是认知的主体、是知识意义的主动建构者。所以根据项目教学的教法思路和教学设计原则，项目教学具体见以下五个步骤：

1）确定项目的目标和任务：通常先由教师提出一个或几个项目任务，然后同学们一起讨论，最终确定项目的目标和任务。

2）计划：由同学们共同制定出项目的工作计划，确定工作步骤和程序。

3）项目实施：同学们根据各自的分工和合作的形式，按照已明确的工作步骤开展工作。

4）项目的检查评估：先由同学们自评，再由教师根据项目的工作成绩进行检查评分。最终师生共同讨论、提出工作中问题，讨论解决方法并进行总结记录。

5）归档或应用。

2 中职学校电子技术教学的现状

《电子技术基础》是中等职业学校一门专业基础性质的课程，它是理论性、实践性都很强的课程。 在传统实践教学中，由于实验设备有限，只能进行一些验证性的实验，且传统实践教学多采用讲解式，其教学内容的选择、实验步骤的设定和实验器材的组织等均由老师组织，缺乏对学生动手能力和创新能力的培养，使得学生的综合素质未得到锻炼和提高。如何让学生能完全接受这门课的知识，为以后的专业知识打下良好基础，是中等职业学校需要解决的课题。

3 项目式教学法在设计直流稳压电源教学中的具体实施和反馈

直流稳压电源应用广泛，也是中职学校电子技术学科的重要知识点。它包含了电路的集中重要基本元器件，电阻器、二极管和晶体三极管等，以及由这些基本元器件所构成基本电路，所以利用项目教学法设计直流稳压电源的教学具有十分重的要意义。

下面我以设计直流稳压电源的教学为例。

3.1 确定项目任务

首先，向学生下达项目任务：设计直流稳压电源电路。并提出要求如下：

设计要求：① 分析设计要求，明确性能指标。 集思广益，提出多种设计方案，并构建出设计框架。② 确定合理的总体方案。③ 将总体方案化整为零，分解出各个单元电路，逐个设计。④ 组成总的系统，形成合理的布局，并按照设计要求进行总体论证，给出必要的说明。

3.2 制定工作计划

任务下达后，学生开始前期的准备工作，通过查找相关资料、讨论等制定工作计划，也就是接下来的工作步骤。具体如下：① 确定直流稳压电源电路的设计方案；② 设计各分电路确定元器件的采用表；③ 形成直流稳压电源总体电路；④ 利用软件进行仿真验证。

3.3 项目的实施

为了更好地调动学生们的学习兴趣和积极性，我们可以把课堂搬到一体化教室，让学生在学习理论知识的同时，动手操作起来，手脑并用。这样可以使得学生学到知识更加直观，便于理解和记忆。

实施步骤一：确定设计方案。

在具体的实施过程中我将班级的学生分成4-5人一组，要求每组明确每个成员的具体分工和合作形式，并按照已确定的步骤开始工作。同学们可以根据我们之前所学习的，在这里可以采用分工合作，集体讨论，教师指导，确定直流稳压电源电路的设计方案。

实施步骤二：确定子电路图。

我们已经学过直流稳压电源由四个主要部分组成，包含整流变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。接下来开始让同学们自己利用所学的知识设计直流稳压电路的各个部分。为了提高效率，这里可采取分工合作的形式，由组员各自去收集材料，收集的过程不仅复习和巩固了所学知识的，还锻炼了大家分工协作的能力以及团队合作的精神。教师在旁边观察各组学生的讨论过程并适时给予指导，并要求各组上交工作报告，由各组表表阐述各电路的工作原理，给予点评和鼓励，以便于接下来的集体讨论形成整体电路。

实施步骤三 ：形成直流稳压电路总体整体电路，进行参数的论证。

在教师指导下形成最终的整体电路，并在Multisim软件上进行绘制。阐述工作原理并进行电路参数的论证。

组合电路的设计步骤篇2

关键词：伏安法　伏阻法　安阻法　极端法　等效替代法

在新的课程改革中，物理教学以培养学生的科学素养为中心，注重培养学生的创新精神和实践能力。未知电阻大小的测定，是初中电学的重要实验，其基本原理都是欧姆定律，但因所给出的器材不同，使得测量电阻的方法却又灵活多变，给学生提供了自由发挥的空间，有利于培养学生的发散思维和创新能力，概括起来主要有以下几种不同的方法。

一、伏安法

例1：给你1个电池组、1个电流表、1个电压表、1个开关及几根导线，如何测出未知电阻的阻值。画出电路图、写出实验步骤及未知电阻的表达式。

电路图如图1：

步骤：(1)如图1所示连接电路，闭合开关，用电压表测出Rx两端的电压U：

(2)用电流表测出通过RX的电流I。

表达式：RX：U／1

分别用电压表和电流表测出待测电阻两端的电压和通过导体的电流，根据欧姆定律I：U／R可得R：U／I，就可以求出导体的电阻。这种测电阻的方法叫伏安法。

二、伏阻法

1　移动电表法

例2：现给你1电压恒定的电池组，1个阻值已知的定值电阻RO，电压表、开关各1只，导线若干。请你利用上述器材设计出电路测出未知电阻RX。画出电路图、简要写出实验步骤及推导未知电阻的表达式。

电路图如图2：

步骤：(1)如图2所示，将被测电阻RX与RO串联接入电路，先将电压表并联在RO两端，闭合开关，记下电压表的示数UO；

(2)再将电压表并联在RX两端，闭合开关记下电压表的示数ux。

推导表达式：因为UX／RX：UO／RO，所以RX：UX・RO／uO

若不测RO两端电压而测R矫HRO两端的总电压，原理一样。

2　开关控制法

在例题2中，若要求只允许连接一次电路就能测出未知电阻RX。画出电路图、简要写出实验步骤及推导未知电阻的表达式。

电路图如图3：

步骤：(1)断开开关，记下电压表的示数U)(；

(2)闭合开关，记下电压表的示数u。

推导表达式：因为UX／RX=(u-UX)／R0

所以RX=UXRO／(U-UX)

若给出2个开关或两个电压表，其原理也是一样。

只有电压表而没有电流表测电阻，待测电阻必须与已知电阻串联。通过移动电表或开关控制，记下两次电压表的读数，这种用电压表和定值电阻测未知电阻的方法叫伏阻法。

练习：为了测量未知电阻RX的电阻值，给你下列器材：1个电池组((电池组电压未知，但不变)、1个阻值己知的定值电阻R0，1个开关、1个电压表，导线若干，(1)利用上述器材，设计1个电路图；(2)写出测量RX的实验步骤和RX的表达式。

三、安阻法

1　移动电表法

例3：现给你1电压恒定的电池组，1个阻值已知的定值电阻RO，电流表、开关各1只，导线若干。请你利用上述器材设计出电路测出未知电阻RX的阻值。画出电路图、简要写出实验步骤及推导未知电阻的表达式。

电路图如图4：

步骤：(1)如图4所示，将被测电阻RX与RO并联接入电路，先将电流表串联在RO支路上，闭合开关，记下电流表的示数IO：

(2)再将电流表串联在RX支路上，闭合开关，记下电流表的示数Ik

推导表达式：因为IXRX=IORO，所以RX=IORO／IX

若不测RO电流而测干路中的总电流，原理一样。

2　开关控制法

在例题3中，若要求只允许连接一次电路就能测出未知电阻RX。画出电路图、简要写出实验步骤及未知电阻的表达式。

电路图如图5：

步骤：(1)断开开关，记下电流表的示数IX；

(2)闭合开关，记下电流表的示数I。

推导表达式：因为IXRX=(I-IX)RO

所以RX=(I-IX)Ro／ix

若给出2个开关或两个电流表，其原理也是一样。

上题也可将待测电阻与已知电阻串联。通过开关断闭读出两次电流表的示数，从而测出未知电阻的阻值。

电路图如图6：

步骤：(1)闭合开关，记下电流表的示数I1；

(2)断开开关，记下电流表的示数I2。

推导表达式：因为IIRX=12(RX+RO)，

所以RX=I2RO／(I1-12)

只有电流表而没有电压表测电阻，待测电阻多与已知电阻并联，通过移动电表或开关控制，记下两次电流表的读数，这种用电流表和定值电阻测未知电阻的方法叫安阻法。

练习：为了测量未知电阻RX的电阻值，给你下列器材：1个电池组(电池组电压未知，但不变)、1个阻值已知的定值电阻R0，1个开关、1个电流表，导线若干，(1)利用上述器材，设计1个电路图；(2)写出测量RX的实验步骤和Rx的表达式。

四、极端法

例4：现有1个电池组(电池组电压未知，但不变)、1只电压表、1个已知最大阻值为RO的滑动变阻器，1只开关和导线若干长。请你设计只需连一次电路就能测出未知电阻RX的电阻值。

电路图如图7：

步骤：(1)如图7所示连接电路，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P滑到最左端，记下电压表的示数U；

(2)再将滑动变阻器的滑片P滑到最右端，记下电压表的示数ux。

推导表达式：因为UX／RX：(U-UX)／RO

所以RX=UXRO／(U-UX)

在例4中，若将电压表改为电流表，其他器材和要求不变，则电路图如图8：

步骤：(1)如图8所示连接电路，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P滑到最左端，记下电流表的示数I1：

(2)再将滑动变阻器的滑片P滑到最右端，记下电流表的示数I2。

推导表达式：因为IIRX=12(RX+RO)

所以RX=12RO／(11-12)

只有一个电表、已知最大阻值的滑动变阻器测电阻(只允许连接一次电路)，待测电阻必须与滑动变阻器串联，通过滑动变阻器的滑片滑动到最左端和最右端两个极端，记下两次电表的读数，这种用一个电表、已知最大阻值的滑动变阻器测未知电阻的方法叫极端法。

练习：给你1个电源(大约3V，且电压不变)、1个电流表、1个开关、1个标有“20 Ω2A”的滑动变阻器和几根导线，请你设法只连接1次电路就能测出未知电阻Rx的阻值。要求：(1)画出电路图(2)简要写出实验步骤和要测量的物理量；(3)写出计算RX的表达式。

五、等效替代法

例5：欲测一未知电阻RX的阻值，现有1个电池组(电池组电压未知，但不变)、1只电流表、1个阻值未知的滑动变阻器，1个电阻箱(电阻箱的最大电阻值大于Rx)，2只开关和导线若干条，请你用等效替代的方法设计电路测出未知电阻RX的电阻值(要求所设计的电路在连接后，只能通过开关改变电路连接情况)。

电路图如图9：

步骤：(1)按电路图9连好电路，并将电阻箱的阻值调到最大。

(2)只闭合开关s1，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表指针在适当的位置，记下此时电流表的示数I；

(3)断开开关S1，闭合开关s2，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值RO。

推导表达式：因为IX=IO=I

即U／(RX+RP)=U／(RO+RP)所以RX=RO

在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材和要求不变，则电路图如图10：

步骤：(1)按电路图10连好电路，并将电阻箱的阻值调到最大。

(2)只闭合开关sL调节滑动变阻器的滑片P，使电压表指针在适当的位置，记下此时电压表的示数u；

(3)再断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为u，记下此时电阻箱的阻值RO。

则：RX=RO

组合电路的设计步骤篇3

一、项目定位

《电气控制与PLC应用技术》课程总设置8个项目：项目一：电气控制电路分析；项目二：电机运行控制；项目三：X62W电气控制；项目四：T68电气控制；项目五：抢答器设计；项目六：用PLC实现十字路口交通灯控制；项目七：PLC控制电机；项目八：五自由度机械手控制。

本项目属于《电气控制与PLC应用技术》课程中的第六个项目，主要让学生掌握PLC程序的编程方法和技巧，掌握定时、计数器以及移位指令等的应用。培养学生具有良好的团队协作精神，能主动与人合作、与人交流的协商。

本课程教材的选用：全国高等专科教育自动化类专业规划教材 《电气控制与PLC应用技术》田效伍 主编。使用THPSF-3A型（西门子）可编程控制器实训指导书》作为参考教材。

二、项目教学目标

学情分析

1.先后续课程分析：前修课程： 《电工基础》、《电机及拖动》、《通用变频器应用技术》、《组态软件应用技术》、《单片机技术》；后修课程：《自动控制系统及应用》、学生顶岗实习。

2.学生掌握知识方面的分析：学生在学习本课程之前有一定的专业基础，有一定的编程思维。对电路和电机拖动、变频器的参数设置和应用、触摸屏的应用、单片机的编程方面都有一定的基础。

3.学生的能力分析：所教授的对象为高职学生，该类生的学习基础较差，纯理论性教学只会导致“倒头睡觉”现象，起不到教学效果；但是面对实践性作业时，兴趣较高，充分使用教学资源进行理实一体化、项目化教学，能使学生做中学，培养良好的学习方式，提高学生的学习兴趣，效果会更加突出。

三、教学内容的设计

（一）基本思路

从实际应用方面引出具体的项目，由项目引出待解决的问题，从对所引出的问题的解决进而完成整个项目的设计和实现。突出理实一体化教学的特点，教师引导，小组合作探讨，以任务驱动型的方式基于实验完成整个教学过程，使学生完成特定的学习任务。

（二）学习内容

1.教材分析：《电气控制与PLC应用技术》中关于寄存器左移指令的使用进而设计实际应用项目，寄存器左移指令的应用和实现十字路口交通灯的设计。

2.学习形式：小组合作，探究性学习方式；

3.学习结果：掌握寄存器移位指令的理论知识，基本完成十字路口交通灯控制；

教学的重点、难点

教学重点：根据控制要求进行I/O口的分配和接线及编程。

教学难点：字左移指令的使用。

（三）教学方法

“教、学、做”三位一体的教学方法、理实一体项目化教学、任务驱动型、合作探究法。

四、教学组织与实施

（一）课前准备

1.老师的课前准备：（1）教具准备：对实验室进行检查，整理；对10套设备进行故障排除。（2）教学资料准备：电子教案、课件，步骤评分标准。（3）分组安排：全班同学40人，每4位同学一组，共10组。（4）教学场地安排。

2.学生的课前准备：（1）课前了解：十字路口交通灯的控制过程。（2）课前预习：寄存器移位指令的功能和应用。

（二）教学过程实施（课中）

项目：信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮，东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。

教学环节：

1、项目引入（10分钟）

教师活动：项目内容讲解；学生活动：观察思考，学生思考如何实现十字路口交通灯的控制。教学方法和达到目标：任务驱动法，让技能与生活相结合让学生觉得学有所用。

2、解决问题1、2（25分钟）

教师活动：问题（1）程序流程图，确定控制过程，I/O端口的分配。问题（2）字左移指令使用讲解。（3）总结。学生活动：解决问题1任务步骤记录--1、画出程序流程图；2、I/O端口分配表及控制接线图。解决问题2：学生任务步骤记录；教学方法和达到目标：理实一体化教学；理论部分：学生掌握移位寄存器指令的应用。实践技能：I/O口分配表；电路连接；编写程序。

3、方案制定（10分钟）

教师活动：观察指导；学生活动：制定十字路口交通灯方案。（组长进行组员间的任务分配）步骤1：I/O分配及硬件连接；步骤2：程序流程图；步骤3：程序设计；步骤4：调试。教学方法和达到目标：理实一体化教学；学生掌握设计的方案和步骤。

4、操作实施（30分钟）

教师活动：巡视指导；学生活动：根据方案设计的步骤进行动手操作；教学方法和达到目标：采用教学做一体化的教学方法；PLC程序的编程方法和技巧，掌握定时、计数器以及移位指令等的应用。

5、综合评价（15分钟）

教师活动：根据评分表的项目进行评价打分；学生活动：调试1、十字路口交通灯控制调试；2、答辩。教学方法和达到目标：从调试过程和答辩方面对学生进行综合评价；培养学生具有良好的团队协作精神，能主动与人合作、与人交流的协商。

（三）课后反馈

老师：及时做好课后分析，对采用的教学方法和教学效果进行分析，并对学生的总体完成情况进行分析总结。

学生：及时分析自己在完成项目过程中出现的问题和解决的方法，分析整套系统的工作过程。

学生思考：尝试用其他不同的方法编译新程序，实现新的控制过程。

同时可以通过精品课程网站与学生进行远程交流沟通，及时解决学生出现的疑问。

五、教学特色

组合电路的设计步骤篇4

Abstract： The world today is the world of electricity, is the era of digital, intelligent control. If there is no modern electronic technology, all intelligent control would be impossible. Therefore, mastering design of combinational logic circuits is the basis of modern digital electronic technology.

关键词： 数字电路基础；逻辑门电路；3人表决器；学以致用

Key words： digital circuit basis; logic gate; voter with 3 people; apply what they learn

中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）11-0298-01

0引言

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”是我国古代教育思想家孔子说的一句话，这充分体现了学生是学习的主体，兴趣是最好的教育理念。

1教材分析

1.1 《数字电子技术》是一门理论性和实践性都很强的专业核心课程，而“组合逻辑电路”在教材的知识体系中处于中间地位，起着“承前启后”的作用。

1.2 《组合逻辑电路的设计》应该在学生学习了“数字电路基础” 、“逻辑门电路”、“组合逻辑电路分析”的基础上进行，既可以检验前面所学知识又可以延伸后续知识。教学重点：介绍组合逻辑电路的设计方法和步骤，使同学们能正确地设计出组合逻辑电路。 教学难点：引导学生设计出经济又实用的组合逻辑电路。

2教学目标

知识能力目标：使学生熟练掌握组合逻辑电路的设计方法及步骤，提高学生学以致用的能力。方法能力目标：培养学生认真学习、勇于探索的精神；启发学生举一反三、触类旁通的创新思维能力。社会能力目标：通过课堂的师生交流，生生交流，培养学生与人交流团结协作的能力。

3教学方法

3.1 教师的准备工作：熟悉教学大纲和课程标准；钻研教材写好教案；设计好教学过程，准备好课件、教学工具和实验器材等。

3.2 为了激发学生的兴趣，调动学生的积极性，教学过程中我主要采用“任务驱动法”来进行教学，结合学生特点，精心设计任务，引导学生分析任务探究新知，然后启发学生运用所学知识解决实际任务。中间配合使用“触类旁通的类比法”“生动活泼的讨论法”“科学直观的仿真法”“形象立体的动画演示法”来达到我们的教学目标。

4教学过程

教学过程共设计了：“温故知新”、“任务驱动”、探究新知、“巩固提高”、“学以致用”等教学环节，用时90―100分钟（两个课时）。

4.1 “温故知新”环节――采用教师提问、学生回答的互动方式来进行，共复习了三个知识点：（1）基本常用门的符号、表达式 、真值表及功能；（2）逻辑代数运算的基本定律及化简办法。这两个知识点是基础工具，学习了之后学生才可以用门电路来搭建一个个具有某种功能的数字电路。（3）接着提问2个问题：①何为组合逻辑电路的分析？②组合逻辑电路分析的一般步骤有哪几步？(要求学生用方框图板演示) 。然后用一道题来演练分析步骤，加深学生印象,并为新知识的教授做好铺垫。

4.2 “任务驱动”环节――引领学生进行思考：给出一个组合逻辑电路图，我们能分析出它的逻辑功能，那么给出一个逻辑命题，我们能否根据要求的逻辑功能设计出逻辑电路呢？如何设计一个三人表决器呢？学生根据课前预习情况会做出相应回答，即跟组合逻辑电路的分析过程相反，需要五步――相反顺序的五步。其实本次课的“设计”过程是上次课“分析”过程的逆过程，也是本次课的主题。 接下来教师用板书或者幻灯片导出教学重点。任务启动好之后，学生们根据提示的方法步骤，分析思考，分组交流，教师则巡回指导，一段时间后各小组就开始展示成果了。通过这个“生生交流”“师生交流”的过程，引导学生进行自主探究、合作学习，同时也巩固加深了教学重点内容的理解和运用。

4.3 “探究新知”环节――引导学生思考：如何设计出经济又实用的组合逻辑电路？第一次的设计是不是最完美的？如果用“与非门”来设计会有什么不同？两种方案设计的“三人表决器”逻辑电路哪种更好？为什么？学生们在经过逻辑代数的变换、运算、化简后很快又展示了第二种设计方案。

教师引领学生对比分析这两种设计方案，发现两种设计方案都只用了4个门电路，不同的是：方案1中的四个门，有3个是“与门”1个是“或门”，而方案2中的4个门都是“与非门”，对比之下门电路种类单一，相对好些。通过层层设疑，再次激发了学生的学习热情，突出了本节课的教学难点：在实际应用中，组合逻辑电路的设计多用“与非门”来实现，可以降低成本，避免不必要的人力、物力浪费。

任务1结束后，继续布置第2个任务，将任务1的只有1个输出量的设计任务，提升到3个，加大了工作量，提高了难度，目的是鼓励学生，开阔思路，创新思维，突破重点难点，也使枯燥、乏味的新课内容很流畅的就被“由浅入深”、“化难为易”了。最后教师用板书或幻灯片将重点、难点提炼出来，巩固所学，加深印象。

4.4 “巩固提高”环节――在同学们共同完成任务1,2之后，教师又给学生们设置了两个加强任务，要求学生独立完成，以此自行消化、吸收、巩固掌握本次课的知识点的目的。

4.5 “学以致用”环节――为了更好地让同学们理论联系实践设置实验任务，要求同学们画出任务1中用“与非”门设计的3人表决器的逻辑电路图并安装、测试电路的逻辑功能。为帮助学生完成实验任务，教师要准备相关的实验器材给同学们认识，在讲解了实验器材的原理、用途及安全、节能、环保等注意事项之后，让学生们自行制作电路并测试功能，完成实验任务。这一环节是结合了同学们将来的实际工作，让学生们学以致用体验成功、增强自信。

5结束语

教学过程中一定要以学生为主体，教师为主导进行“教学互动”；不断激发学生的求知欲和学习热情，让学生们在教学过程中体验成功、自我肯定、提升能力。

参考文献：

[1]张伟林.数字电子技术.

组合电路的设计步骤篇5

关键词 半导体物理学 教学 “点-线-面”的板书设计思路

中图分类号：G424 文献标识码：A

0 引言

半导体物理学是研究半导体的基本物理性质、晶体结构和结合以及研究方法的科学。其内容涉半导体中的电子状态即能带结构、杂质和缺陷的影响、电子在外电场和外磁场作用下的输运过程、半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过程、各种半导体器件的作用机理和制造工艺等[1-4]。从上面列举的半导体物理学研究内容可以看出，半导体物理学是一门理论与实践密切相关的课程。研究半导体中的电子状态是以固体电子论为基础，但是由于学时所限，在半导体物理学的教学过程中这些有关理论不可能像固体物理学中讲述得那样系统和详细，加之学生知识基础不一，这些理论知识的讲授一直是教师难教，学生难学的教学难点之一。因此怎么讲授这些内容是一个非常值得探讨的问题。文献[5]提出好的板书有助于教师阐述和讲解教学内容，使学生容易接受。文献[6]提出精心设计的板书不仅能够锻炼学生的主动思考能力，培养他们的逻辑思维，还能降低双语教学的语言障碍，从而大大提高课堂教学的质量与效率。文献[7-8]提出了板书与多媒体相结合的教学方式以确保提高课堂教学质量。文献[9]提出板书的两种方法：对比板书和归纳推理板书。文献[10]总结了物理课堂教学中的四种板书形式：“要点式”、“结构式”、“表格式”和“框图式”。文献[11]讨论了板书的四种组织形式：大纲式、问题式、比较式和复结式。

本文首先提出了“点-线-面”的板书设计思路，然后举例说明，最后总结“点-线-面”的板书设计思路的教学效果。

1 板书设计思路

针对半导体物理知识的特点，为了让学生能通过直观的板书明白半导体物理知识，因此本文提出“点-线-面”的板书设计思路。“点-线-面”的板书设计思路分三个步骤，分别是知识“点”分解、形成知识“线”和板“面”规划。

步骤一：知识“点”分解

半导体物理涉及很多理论知识，比如能带理论，复合理论等等；这些理论又由若干知识点组成，比如直接复合理论包括热平衡状态和非平衡状态两个知识点，热平衡状态又包括产生过程和复合过程两个知识点等等。因此本文的板书设计思路首先是分解出所有的知识“点”。

步骤二：形成知识“线”

所谓知识线，就是把各知识点按一定的内在联系串联起来，形成基本线索。因此首先要弄清各知识点的前因后果，来龙去脉，从而得到知识点之间的逻辑关系，形成知识“线”。

步骤三：板“面”规划

板“面”规划是根据黑板的大小和知识点的多少，规划出需要的板面数，然后在黑板上给知识点设计合理的位置。

2 板书设计举例

本文以非平衡载流子直接复合理论进行板书设计举例，具体步骤如下：

步骤一：知识“点”分解

非平衡载流子直接复合理论中可以分解出以下的知识点：产生率、复合率、净复合率、非平衡载流子的寿命、小注入条件、大注入条件、型半导体、型半导体等。

步骤二：形成知识“线”

在以上的知识点中可以形成一条知识“线”，首先由直接复合理论引出产生率和复合率两个知识点，然后由这两个知识点引出净复合率知识点，接着净复合率引出非平衡载流子的寿命知识点，再接着引入小注入条件和大注入条件两个知识点对非平衡载流子的寿命进行分类，从而把这些知识点串在一起形成了知识“线”。

步骤三：板“面”规划

教室的黑板为两块1米？米的可以上线滑动的黑板，由于每个知识点都包含公式表达式，知识点的长度比宽度大，如果采取从左到右的方法板书知识“线”，则长度不够，如果采取从上到下板书知识“线”，两块黑板合并使用的话，则只需2米？米的空间就能完成板书，具体的板书如图1：

3 教学效果

通过在课堂教学采用“点-线-面”的板书设计思路，对于复杂理论知识，老师容易讲明白，学生容易理解和记忆，具体的教学效果表现如下：（1）学生在课堂中更加活跃。采用“点-线-面”的板书设计思路教学后，学生在课堂中积极参与到知识点的分解和知识线的梳理中来，有个别同学还能针对老师的板书提出自己的知识点分解和知识线梳理思路，给老师很好的启发。（2）学生在课后的学习和讨论也更加多。学生在课堂中学习了“点-线-面”的知识图后，课后的学习更加积极，同学之间的讨论也更加多，甚至有同学提前分析下一次课的知识图。

4 结束语

半导体物理学是一门介于理论与实践之间的课，由于它的理论性，导致老师难教，学生难学。本文针对半导体物理知识的特点，为了让学生能通过直观的板书明白半导体物理知识，提出了“点-线-面”的板书设计思路。“点-线-面”的板书设计思路分三个步骤，分别是知识“点”分解、形成知识“线”和板“面”规划。通过在教学中采用“点-线-面”的板书设计思路，对于复杂理论知识，老师容易讲清楚，学生也容易理解和记忆，收到了很好的教学效果。

参考文献

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[9] 汤迈，顾大猷，王浩.谈中学物理教学中的板书[J].黄石师院学报（自然科学版），1982（2）：98-104.

组合电路的设计步骤篇6

关键词：模8计数器 Multisim2001 交通灯控制器 BCD码显示器

中图分类号:TN702 文献标识码：B 文章编号：1007-9416(2012)01-0001-03

1、交通灯控制器的功能及要求

设计目标及任务分析。

本设计的交通灯系统工作的十字路口由A、B两条交叉的道路组成，要求实现的控制过程为：

A街道绿灯亮，同时B街道红灯亮，保持3秒；3秒后A街道绿灯熄灭，黄灯亮，保持1秒；1秒后A街道黄灯与B街道红灯同时熄灭，继而A街道红等亮，B街道绿灯亮，并保持3秒；3秒后B街道绿灯熄灭，黄灯亮，保持1秒；1秒后A街道红灯与B街道黄灯同时熄灭，继而A街道绿灯与B街道红灯亮。依照上述过程如此循环。

路通灯控制系统与其他控制系统一样，划分为控制器和受控电路两部分。根据交通灯控制器的设计要求，本课题需要实现一个8秒的周期循环控制。整个系统由一个模8计数器和6个交通灯组成，为了更直观地观察模8计数器工作过程及交通灯的受控状态，电路中接入BCD码显示其显示循环过程。

2、交通灯控制器数字电路设计

2.1 模8计数器设计

74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器,功能管脚图及功能说明分别如图1和表1所示。

因为74LS160兼有异步置零和同步预置数功能，所以置零法和置数法均可采用。图2所示电路是采用异步置零法接成的八进制计数器。由于要产生8s的控制信号，所以CLK端输入1Hz的脉冲信号，而8s一循环相当于摸8计数器，即0000-0111，当计数器计成QDQCQBQA=1000状态时，非门74LS04D将QD=1的信号转化为低电平信号给CLR端，将计数器置零，QDQCQBQA回到0000状态。

2.2 显示电路

译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号或另外一个代码。在数字测量仪表和各种数字系统中得到广泛的采用，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方面用于监视数字系统的工作情况。

本逻辑系统电路采用CTCMOSIC，这是一种采用CMOS-TTL混合集成工艺的CMOS逻辑电路。因此，它既具有一般COMS集成电路的各种特点，还具有一般CMOSIC所欠缺的强驱动特性，即所谓的低能耗、强驱动的特性，是一种COMS-TTL兼容的集成电路，具有静电功耗低（一般为微瓦数量级）；电源电压范围宽（4～15V），适宜与各种电平的电路相匹配；抗噪声能力大。直流噪声容限可达45%电源电压；负载能力强，可直接匹配驱动LED数码管等特点。完成的设计的电路图如图3所示。

2.3 交通灯逻辑表达式的设计

首先对A街道绿灯（GA）的设计进行分析。根据设计要求GA的时序波形如图4a)所示；根据波形图得到GA真值表，如表2所示；得到真值表后可以根据卡诺图的步骤进行卡诺图化简如图6b)所示。

化简后的逻辑表达式为：

同理可以得到A街道黄灯（YA）、A街道红灯（RA）、B街道绿灯（GB）、B街道黄灯（YB）、B街道红灯（RB）的化简后的逻辑表达式，分别为：

3、交通灯控制器电路实现及仿真

根据上述逻辑表达式，可以用门电路画出相应的电路图。在完成电路设计后就可以采用Multisim软件进行仿真分析，其步骤为：创建仿真电路原理图电路图选项的设置使用仿真仪器设定仿真分析方法启动Multisim仿真。

步骤一：按照常规方式从各元件库中调用元器件放置到电路窗口中，并按照已经计算好的参数对元器件进行相应的设置。Multisim的界面上的In Use List栏内列出了电路所使用的所有元器件，使用它可以检查所调用的元器件是否正确。放置完所有元器件后需要按照设计好的原理图对其进行线路连接，连接后的交通灯控制器电路如图5所示。

步骤二：正确连接电路及逻辑分析仪后启动Simulate菜单中的Run命令或者按下F5

步骤三：交通灯交替闪烁过程及时间显示功能的仿真结果。

如图6a)所示，上排的是A街道灯，下排是B街道灯，图6b)所示的是BCD码显示器，可以观察到的现象：BCD码显示器自0开始计数当计数到7时回到0重新计数，如此循环。与此同时A街道绿灯（GA）和B街道红灯（RB）同时亮，依照计数器的计数节奏3秒后，GA熄灭YA亮；1秒后YA与RB同时熄灭，RA与GB亮；随后相对于上半周期，3秒后GB熄灭YB 亮，并且在1秒后同RA一起熄灭。如此完成一个周期，再回到计数器0状态继续循环。

步骤四：通过逻辑分析仪对电路的工作情况进行分析，得到时序逻辑图，如图7a)所示为的仿真时序波形图，图7b)所示为的仿真时序波形图。逻辑分析仪窗口，自上到下的波形依次是，A街道绿灯（GA）、A 街道黄灯（YA）、A街道红灯（RA）、B街道绿灯(GB)、B街道黄灯（YB）B街道红灯（RB）。

注意事项：Simulate菜单中的Default Instrument Settings...命令，在打开的Default Instrument Settings对话框中选择“Real”或“Ideal”可调整仿真速度。逻辑分析仪的时钟设置为1Hz。

4、结语

本课题是为十字路通灯的控制而设计的，可以实现交通控制的自动化。结合课题设计的要求，确立了一个基于74LS160计数器的交通灯控制器的设计方案。交通灯控制器的设计采用的是时序逻辑电路的设计方法，按设计要求将同步十进制计数器构成为八进制计数器，通过对实际情况的分析，得出交通灯相应的时序波形图，之后得到真值表，最后通过卡诺图依次对各交通灯状态进行化简得出逻辑表达式，完成了整个设计。

为了进一步验证设计的正确性，本课题通过Multisim软件来创建电路原理图，然后再通过基本操作对电路仿真情况进行观察。通过仿真，可以看出仿真结果符合设计要求，结果正确，达到了预期的目的。

参考文献

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作者简介

组合电路的设计步骤篇7

由于实验设计是较高的能力要求，除要具备一定的知识基础外，还需要具有一定的创造能力。所设计的实验是建立在科学的基础上的，还应具有一定的观察和发现问题的能力。因此这一类考查考生综合分析能力的题型在高考实验复习中显得尤为突出，也是令学生非常头痛的。下面结合本人两年来如何进行高三实验设计复习的实践，谈一点自己的体会。

一、什么是实验设计

所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。一个完整的实验设计过程包括5个环节。发现问题、提出问题、实验设计（包括假说和预期的结论）、实验实施、结论（包括推导和运用结论）。其中实验设计是联系问题和结论的必要桥梁。

二、实验设计的基本原则

1）科学性原则

指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。2）平行重复性原则

平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的　3）单一变量原则

有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，不论有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。4）对照原则 对照的目的在于削除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照，又排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型。

A.空白对照

指不做任何实验处理的对象组。B.自身对照

实验与对照在同一对象上进行，不设对照组。C.条件对照

虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。D.相互对照

指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。

三、实验设计的方法

一个比较完整的实验设计方案，一般包括这样几方面的内容：1）实验题目的确定；2）提出假说；3）设计实验方法和步骤；4）提出实验的预期结果；5）要观察和搜集的数据及方法。书写实验设计方案通常包括：“实验课题”、“实验假说”、“实验预期”、“实验目的要求”、“实验方法类型”、“实验对照类型”、“实验材料用具”、“实验方法步骤”和“实验结论与讨论”等项目。而在中学生物课本的实验指导中，实验假说和实验预期大都隐含在“实验原理”中。实验方法类型、实验对照类型则一般隐含在“方法步骤”中。

因此在实验设计中可以从以下几个方面去考虑：1）明确实验目的，即需要验证的生物学事实；2）严格遵守实验原理，实验所依据的科学原理，涉及到的生物学及相关学科的方法和原理；3）恰当选择实验对象，选择最能体现此生物学事实的具体对象，如细胞、组织、器官或生物个体；4）细心注意对实验条件、材料用具和装置的理化条件和生物学方法处理后，认真研究实验装置设计的严密性和合理性；5）合理设计实验步骤，要注意实验步骤的关联性和延续性，实验操作的程序性；6）精心设置对照组实验，控制和消除无关变量对实验结果的影响；7）提出假设条件，预测结果，假设是对可见现象作出可以检测的解释，假设的成立与否依赖证据（预测结果符合事实或实现则假设成立；反之则假设不成立）；8）仔细观察实验现象，详细记录实验结果，只考虑单一实验变量对结果的影响；9）认真分析原因，全面讨论结果，无论实验成功与否都要分析原因，对实验要进行多角度、全方位的分析讨论。

四、实验设计的实例分析

例1 (广东、河南高考题)为证实"二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料"，某同学制订了下列实验方案：

(1)实验目的(略)

(2)实验材料和用具(略)

(3)实验方法和步骤

用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。

将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。

饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。

取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。

将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。

该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。

误解 对该实验方案的分析片面或缺乏必要的实验分析能力而误答。

诊断 错因：忽视了平时的生物实验操作和训练。正确思路：实验中无对照实验；实验中不能用红色安全灯，因为色素能够吸收红光，进行光合作用，影响实验结果；淀粉遇碘变蓝是淀粉等特有的颜色反应，而不是葡萄糖的颜色反应。鉴定还原糖(葡萄糖)的存在应用的试剂是班氏试剂。

正确答案是：(1)实验步骤 中暗室内用"红色安全灯"是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)；(2)实验步骤⑤中的"葡萄糖"是错误的，改为淀粉；(3)未设对照。对照的作法是：a．装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。b．将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。c．重复题干中的步骤。d．重复改正后的题干中的步骤。

需要注意的是：对于实验分析要求从以下几个方面进行：科学性和严谨性。主要指实验设计必须有充分的科学依据，在某些实验中要有对照实验。实验条件的一致性和可重复性。在实验中除要设计的变量外，其他条件都要一致，并且一个实验不能只看一次的结果，必须有足够的实验次数，才能判断出实验结果的可靠性。实验器材的选择。实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的问题和要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料。准确表达实验结果和进行数据处理。

例2（2003全国高考理综试卷非选择题27题）将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧的一对脊神经根（包含一个背根和一个腹根，图略）。分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。以已知背根含有传入神经，腹根含有付出神经，背根与腹根合并成脊神经。

请根据上述提供的实验材料（实验用具自选）设计实验步骤，并预测实验结果，以分别验证背根具有传入功能，腹根具有传出功能。

答案：实验步骤1：在背根中央处剪断（或用阻断），分别电刺激背根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应。预期结果：电刺激背根向中段应发生蛙后肢运动反应，电刺激背根外周段不发生反应，说明背根具有传入功能。

实验步骤2：在腹根中央处剪断（或用阻断），分别电刺激腹根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应。预期结果：电刺激腹根向中段不发生反应，电刺激腹根外周段就发生后肢运动反应，说明腹根具有传出功能。

例3、现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。

材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等

方法步骤：

可能的实验结果及相应的结论：

（参考答案 方法步骤：向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。 可能的实验结果及相应的结论：有光组萌发，无光组也萌发(或答发芽率差异不显著)，该种植物的种子萌发不受光的影响。有光组萌发，无光组不萌发(或答有光组发芽率高于无光组，差异显著)，光是该种植物种子萌发的必要条件之一。有光组不萌发，无光组萌发(或答无光组发芽率高于有光组，差异显著)，光抑制该种植物种子的萌发。

组合电路的设计步骤篇8

以下是几点对实习任务的一些心得体会。

一，焊接

焊接这门技术，说起来不难，只要给几分钟就能够焊接，但是要焊的完美，焊得准确，又不是一件容易的事情了，早在一年以前我就学过焊接，不过没有这次这们系统的学习，通过这次焊接实习，让我系统的掌握了焊接的技术，

焊接步骤：

（1）    焊接前处理元件，

（2）    将元件放到焊盘上，同时将烙铁放到焊盘相应的部位，放入焊料，待焊好先取出焊料，然后取出烙铁。 （3）    检查焊接质量，①焊点是否光亮圆滑，有无假焊和虚焊，②将不合格的焊点重新焊接。

（4）    焊接完毕，拨下电烙铁插头，待其冷却后，收回工具箱

不过要注意，从最开始元件的选择处理，到最后完成，每一个步骤的是很总要的，一个步骤错误就有可能导致最后产品的质量问题，有的错误有时是很难发现的。所以说每一个步骤做到最好，才能把保重产品最终的质量。

二，印制电路板设计与制作

电路板是元器件相互连接需要一个载体，是非常重要的，电路板有可以分为很多种，有直接在万能板上直接用导线连接起来的电路板也有用电脑设计制作的pcb板等，这次实习主要是学习了pcb板的制作，对于现阶段实验室 的条件只能在实验室做些简单的单层板。主要有几个步骤：计算机设计à打印à转印à修板à腐蚀à去膜à钻孔à水洗à涂助焊剂，制作出来的电路板可以安放贴片元件和插孔元件。

三，数字万用表原理与组装

数字万用表是搞电子的工作人员必备的设备之一，了解她的原理和焊接是非常有意义的，本次我们是通过原理图自己焊接组装。一路下来也不是那么的一帆风顺的，在期间也遇到了一些问题，比如元件的识别，各个部分的组装，因为毕竟只有一张原理图，不过最后我们还是通过交流学习克服了这些困难，最终把万用表调试出来，可能有1%的误差。误差只是一个估计值，主要造成误差的原因，可能有以下几个，

1）选用的电阻，因为不能用万用表测量只能用色标法自己给读，无法判断电阻值准确程

2）调整按钮的调节，人工调节不可能达到百分之一百的准确，不能同时兼顾电压档，电流档，电阻档。

3）焊接过程的粗心，虚焊，漏焊有可能导致误差的存在。

四．fm收音机的组装

本次实习组装的收音机采用的是电调谐弹片fm收音机集成电路，调谐方便准确，接受频率87-108mhz，较高的接收灵敏度，外形小巧，便于携带，耗电量小等特点

fm收音机的安装流程：元件的检测—>丝印焊膏à贴片à再流焊—>检验，补焊à

tht元件焊接à部件装配à检验，调试à总装。

组合电路的设计步骤篇9

Abstract：This paper analyzes the important role of the current computer composition principle experiment teaching situation and existing problems，experimental teaching in teaching computer organization，and then propose a computer composition principle experiment teaching reform ideas，and finally summarized.

Key words：experimental teaching；computer organization；experimental arrangement；experiment Reform

本文主要阐述了计算机组成原理实验教学的改革思路。以全面提高教学质量为宗旨，以创新设计模式为主要指导思想，将硬件描述语言、先进的EDA开发工具和技术引入实验中，逐步更新传统硬件实验中的陈旧内容、模式及其实验平台，将成为计算机组成原理实验的一个发展趋势。改进后的计算机组成实验将实用性、技术的前沿性和实现实验的趣味性很好地结合，对课程的内容有很好的对应性。从而提高了学生学习的兴趣，提升了学生的就业竞争力。

1 计算机组成原理实验教学的现状及存在问题分析

计算机组成原理课程是计算机专业的一门核心课程，也是全国计算机专业硕士研究生入学试必考的科目之一，它在整个计算机专业课程体系中具有承上启下的作用[1]。计算机组成原理实验是“计算机组成原理”课程的配套实验，属于涉及计算机内部工作机制的硬件类实验。在计算机技术飞速发展的今天，硬件的理论知识只有通过实验环节才能加深理解，实验能使学生掌握计算机硬件设计、制造、调试和运行维护等多方面的技能，训练学生动手能力，培养创新能力及认真、严谨的科研作风。

《计算机组成原理》实验教学重点是组成计算机的基本部件，包括存储器、运算器、控制器、输入输出系统和连接它们之间的系统总线的构成、组织方式和工作原理；该课程的难点是如何掌握以控制流和数据流为主线，将计算机的各大部件联系起来，建立整机概念。所以，该门课的实验教学方法起到了至关重要的作用[3]。传统的实验教学方法是：首先教师讲解实验，学生再按照指导书的实验步骤，利用现成实验箱按部就班地进行验证实验，最后教师检查实验数据记录。这种教学方式使学生不求甚解，根本无法直观、形象地描述计算机内部组成的工作过程和原理。

2 计算机组成原理实验教学改革的思路

针对目前计算机组成原理实验教学中存在的普遍问题，作者根据在教学中曾进行过的有效尝试提出了一些改革思路。

我院所用的计算机组成原理实验器材是复旦大学研制的FD-CES多功能计算机实验系统，主要包括运算器、控制器、存储器、总线四个部件实验和一个整机实验。以前做实验基本上都属于验证型实验，实验课时，教师先讲一下实验原理，然后学生就按照厂家配备的实验板和实验步骤进行连线和操作，很多学生只是机械的按实验步骤连线和操作，根本不明白每步操作代表什么含义，有什么作用。为了提高学生独立思考和解决问题的能力，我们将运算器、存储器和总线实验由原来的验证型实验改成设计型实验。在实验前一周，教师首先在课堂上对实验原理进行讲解，然后再把实验电路板的线路图复印给学生，让学生事先对整个电路详图有一定的了解，实验时，教师再结合实验板和线路图讲清实验板上各个芯片和信号的作用，最后由教师引导学生自行设计实验步骤并完成实验内容。在实验教学中我们引入了一种新的实践教学方法，发挥现代化的计算机，结合计算机图形技术、网络技术、多媒体技术进行计算机辅助实践教学。这种教学方法将计算机中比较抽象的工作原理和工作过程以动画的形式演示出来，让学生能清楚地了解数据流动的过程和最终结果，更好地掌握整机的概念。采用这种教学方式更直观、更形象、更具有吸引力。这样能够进一步发挥学生的能动性、提高学习兴趣。

3 实验教学内容的设计安排

实验教学的安排按照由浅入深，循序渐进的方式进行，合理选择实验内容，尽量避免过多过杂。内容选择注意举一反三，即以启发思维为主，对设计型、综合型实验只要能完成预定实验目标即可，不苛求实验过程与步骤的统一。实验教师在实验中主要起到引导的作用，实验前的讲解以重点、难点和注意事项为主，而不需要面面俱到。可以先提出一些问题，让学生带着问题去做、去观察、去思考。实验中，则应以学生为主体，让每个同学通过操作行为感受计算机的物理过程。鼓励学生自己修改实验，有时学生对自己设计的实验内容没有把握，一旦经过操作实践后就清楚了。他在实验一起上修改实验步骤，观察修改后的结果，实际上就是了解改动部分在整个操作过程中所起的作用，这种作用的认识和理解不是通过说教得来的，而是切身经历的、看到的，学生对它的理解、记忆就要深刻的多。

具体实验具体的实验内容应覆盖计算机组成原理课程教学中的各重要方面：计算器，存储器，时序部件，总线和整机实验。类型分为选作和必做。每个实验分属验证型、设计型或综合型。根据以上思考，我们在实验内容的选择、实验步骤的设计和实验文档的组织等诸方面都做了精心的考虑和安排，尝试为“计算机组成原理”课程编写了《计算机组成原理实验指导书》。现列举几个必做实验内容如下。

3.1 实验一：运算器部件实验

（1）实验类型。

设计型实验。

（2）实验目的。

①掌握4位函数发生器74181，先行进位发生器74182，以及多功能8位移位寄存器74198的工作原理和使用方法。

②掌握16位串/并运算器的工作原理及设计方法。

（3）实验要求。

①用四片4位并行算术逻辑运算单元74181、一片先行进位发生电路74182、两片74198及两片74377等，组装一个组间进位并行/串行可变的16位运算器（每组四位）。

②验证集成电路74181、74198的功能。

③分别测试16位运算器组间串行进位和并行进位情况下的最大进位延迟时间。

3.2 实验二：存储部件实验

（1）实验类型。

设计型实验（给定实验方案，自行设计硬件连线和实验步骤）。

（2）实验目的。

①掌握半导体静态RAM6116的特性和使用方法。

②掌握多片存储器的扩展技术和片选技术。

（3）实验要求。

①用两片6116（2K×8）构成一个4K×8bit 的RAM。

②测量6116的读/写时间。

3.3 实验三：时序电路部件实验

（1）实验类型。

验证型实验。

（2）实验目的。

①增强对计算机时序系统的认识。

②掌握使用中小规模集成电路研制计算机时序电路的方法。

（3）实验要求。

验证一个性能如下的计算机时序电路如下。

①能产生四个机器周期状态：M0，M1，M2，M3。

②每个机器周期状态均含有四个节拍电位：T0，T1，T2，T3。

③每个节拍电位中含有三个完整的时钟脉冲：CP1，CP2，Φ。

3.4 实验四：总线传输实验

（1）实验类型。

设计型实验。

（2）实验目的。

①通过一个简单的8位总线传输线路了解总线传输控制技术。

②熟悉几种常用的三态输出期间的性能和使用方法。

（3）实验要求。

给定实验部件，试设计连线和试验步骤，构成一个8位单总线系统，利用它完成存储器和寄存器的读写，并通过总线实现内存和存储器之间的数据交换。

3.5 实验五：整机实验

（1）实验类型。

综合型实验。

（2）实验目的。

①了解多累加器计算机的特点；

②了解几种寻址方式的控制过程；

③掌握微程序控制的计算机的设计方法，加深了解微程序的特点；

④通过设计和调试了解计算机如何执行指令，如何控制I/O设备工作。

（3）实验要求。

对实验仪资源进行剪裁，自行研制一台实验计算机。要求实验计算机具有以下特点。

①有外部设备。

②运算器采用单累加器结构（KA、KB、KC、KR分别置于左、右、右、左）。

③操作数采用直接地址方式。

④外设和主存统一编址，当a10=0，访问主存；a10=1，访问外设。

⑤自编微指令格式和微程序。

⑥自编调试程序及应用程序。

4 结语

组合电路的设计步骤篇10

关键词 工作过程；远程教育；课程设计；学习情境

中图分类号 G717 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2013）11-0062-04

在远程教学环境下，职业教育如何结合成人在职学习者和工科课程的特点，运用现代远程信息化教学手段，创设基于工作过程的“学习情境”，进而系统开发课程教学资源，是目前远程教育工作者十分关注的课题。本文在探索远程教学资源一体化设计的基础上，以机电工程类专业中的“电工电子技术”课程为例，探讨远程教学资源设计与建设的一般规律。

一、远程教学资源设计的要点

（一）资源内容情境化和行动化的构建

完整学习过程的目的在于获得对事物处理时的完整性行动。情境化和行动化的教学设计有利于促进整体性学习过程的形成，从而使学生在与学习内容进行主动或互动的交流中，将新的信息和反思与自己已有的行动能力联系起来，并在不同的领域中扩展其所获得的知识和技能。

行动导向的教学过程中，信息的获取、概念的形成及观点的建构总是与通过行动获得的经验紧密相关，行动导向的教学更加注重范例性、生成性、发现性的学习原则。对应教学资源内容的构建所采用的一系列教学法均是基于目标化的工作过程情境化和行动化的构建，它们均注重对行动计划、行动过程、行动结果的反思[1]。

（二）知识传授与媒体类型的关系

教学媒体承载和传递教学信息，教学资源的建设离不开教学媒体的选择和呈现。根据一般工科课程的特点，将教学内容分解为6类知识模块进行资源的设计。研究表明，不同媒体对不同知识类型所产生的功能大小是不同的，所以在课程的不同知识内容中，将不同特性的媒体与知识模块相融合，合理地选择和设计教学媒体并在系统中有机地融合，形成优化的教学资源系统结构，如表1所示。

每一个知识模块可以用不同媒体呈现，包括文本、音频、视频、多媒体教学软件等。教学资源建设采用一体化的教学设计模式，根据课程性质、学习者特征、教学模式等对其进行多种媒体优化组合，合理搭配，优势互补，从而发挥最佳的教学效果[2]。

（三）学习活动的交互性和反馈功能

学习活动是以文字教材为枢纽的，针对阶段性特定学习目标，为学生自主学习搭设的由若干学习步骤及资源加工运用所构成的学习支架。系统化、步骤化的学习活动设计具有知识技能综合化的特征。当学习活动将学习目标进一步转化为具体、可操作的目标时，学习过程所体现的交互性和具有的反馈功能将成为检验学习效果的重要因素。换言之，无论是运用教学资源引导学生通过学习活动与媒体形成互动学习的人机交互，还是学生与教师、学生与学生的交流和协作形成的人员交互，其有效性均取决于学习活动反馈的自身感悟和自我检验。

二、学习领域与学习情境设计

（一）学习领域设计

学习领域的设计必须把握工程视域、结合工程实际，要以实际工作过程和职业岗位分析为基础设计课程的教学内容，确保学习领域设计符合应用型人才培养的需求，体现出职业性、科学性、先进性，同时符合工科远程教学的规律。

学习领域是一个跨学科的、经过系统化教学处理的行动领域。课程构建是将典型的工作过程进行教学化处理，使其符合学生的认识水平和知识技能系统建构过程的要求。学习领域课程体系将学科体系的相关课程进行整合，便于以工作过程为导向进行教学，实现教、学、做一体化。学习领域设计的基本结构如表2所示[3]。

学习领域的考核应以现代教育测量和评价理论为依据，加大实践教学考核比例，提高技术应用和实际操作考核的地位。考核分为职业技术课程学习和职业岗位实训两个考核阶段：第一阶段主要围绕专业领域核心技术能力考核，将理论课与实践课融为一体，采用纸质考核与远程计算机考核相结合的方式；第二阶段主要进行岗位综合实践考核，结合工程实际考核学生的实操技能。

（二）学习情境设计

学习情境设计是学习领域设计的抓手，在整个教学过程中，遵循由简单到复杂、由一般到特殊的循序渐进的教学设计原则。工作过程导向的学习情境设计，是将学习领域中的能力目标和学习内容基于教学论和方法论进行转换后，在学习领域框架内构成小型的主题学习单元，如项目、任务、案例、产品等，把理论知识、实践技能与远程教学环境结合在一起。既要突出真实性，又要突出具体性；既要设计情境性学习资源，又要体现学习资源的应用情境性。依据情境自身的属性由原来的“文字表述的课程目标”逐渐转变为“以学习活动为载体表述的目标”，从而促使学习者在自主选择学习资源的基础上，融入阶梯式的学习活动设计中，感知和体会学习内容。因此，基于学习情境设计的学习活动构建是远程教育环境下课程教学改革的核心内容之一。

根据学习情境的学习要求，设计一体化的远程教学资源，充分应用多种教学媒体构建合一化的学习活动，为学习者提供形象、生动、直观的动态交互式学习环境，让学习者在自学、互学过程中完成学习任务。远程教学资源设计流程如图1所示。

三、远程教学资源设计案例

作为机械工程及自动化专业的核心技术基础课程之一，电工电子技术课程具有涉及面宽（包括电路分析、电机与电气控制、模拟电子技术、数字电子技术等4个模块）、理论与实践密切结合的特点。为使描述更趋具体化且具针对性，在此以电机与电气控制模块为例。电机与电气控制学习领域设计如表3所示。

情境与知识融入的设计要注意两点：其一，二者的耦合是基于多元化、多层次的工作环境所构建的“身临其境”的虚拟教学设计，立足于“来源于实际，还原于实际”；其二，运用现代信息化远程教学资源，虽然可以加快学习的进程，起到事半功倍的效果，但是物化教学的不可替代性决定了虚拟教学设计必须与具备的实物教学设备相对应。图2为本课程教学媒体示意图。基于内容特点，电机与电气控制模块涉及的教学媒体包括文字教材、视频教材、学习软件、学习光盘等。

仿真分析和自测练习均为交互式设计，前者可在虚拟器件选择、组装基础上，通过虚拟仪器在电脑屏幕上完成控制线路的设计、调试；后者包含多种体现不同学习程度的模拟自测题，学习者可根据自身学习进展检测学习效果。

文字教材是多种学习媒体运用的枢纽，通过阶段性穿插于教材内容之中的学习活动来完成学习任务。学习活动步骤以媒体标识符引领展开。以时间继电器控制的顺序启动线路设计为例。步骤1（教材）：阅读教材中顺序启动控制线路内容。步骤2（光盘）：通过视频教材中的动画演示加强理解。步骤3：理解设计要点并绘制控制线路示意图，见图3。步骤4（软件）：在电脑上打开学习软件，按照控制线路图要求，从元件库中调用元器件生成实验电路。步骤5（软件）：检查无误后接通电源，观察控制线路运行情况，验证设计是否正确。步骤6（软件）：更换时间继电器，再行观察控制线路运行情况，从而掌握时间继电器控制线路的设计技能。

四、结束语

全媒体教学资源的设计与运用是远程教学发展的方向，但成人在职学习的不确定性以及边远地区学习环境的特殊性限制了教学资源的应用。因此，相对独立的媒体资源的配合在很大程度上能够满足不同学习者的需求。此外，上述多种媒体的设计是组成网络课程的核心，在整理和编排的基础上，设计适宜的导航和链接即可形成网络课程。

参考文献：

[1]夏喜英，邢玉林.基于工作过程系统化课程开发的基本原则和方法[J].职业技术，2009（7）：17.

[2]陶水龙.工科远程教育模式建构[M].第二版.北京：中央广播电视大学出版社，2010：338-343.

[3]程素琴.对工作过程系统化课程开发的认识[J].贵州科技工程职业学院学报，2009（2）：41-44.

Research on Design of Distance Teaching Resources Based

on Working Process

NING Chen， LIU Ya-qin， SUN Zhi-juan， LI Xi-ping

（1.National Open University， Bejing 100039；2.Development Center for Mechanical Industry Education， Beijing 100823， China）