摘 要：随着仿真软件等信息技术的应用，数字电路课程抽象的逻辑关系和概念可以通过具体的形象和操作展现出来，有利于基础弱的同学掌握基本的概念和方法，也有利于能力强的同学通过软件操作深化理解和培养钻研探索的精神。
关键词：数字电路；仿真；分层教学
数字电路是中职电子和计算机专业重要基础课，在教学中灵活运用仿真等信息技术手段，既可以为理解抽象概念和逻辑关系提供直观的背景，也可以作为实际实验的辅助工具，提高教学效果。
一、 把抽象内容在课程整合环境中展开
一些抽象的概念原理在课程整合的背景下展开，容易理解而且能够理解得更深刻。
以数字信号的讲解为例，可以选择单片机控制的流水灯仿真电路图作为切入点。之所以选择这个表面上看起来似乎对初学者有难度的电路，是因为这是一个实际的应用电路，它包含了电工基础、模拟电路以及单片机应用等方面的知识，在这个大背景下更能理解数字信号特点。学生首先对流水灯的表现效果感兴趣，让他们观察灯的明灭与图中电压表读数的变化关系，不难发现亮的灯对应的电压接近0伏（仿真软件自动标识为蓝色），而其他不亮的对应电压接近5伏（仿真软件自动标识为红色），由此入手，可以顺理成章地先复习二极管和电工基础的有关知识。然后，让学生观察这个电路图，几乎所有的点不是红色就是蓝色，测量结果都是接近5伏或者接近0伏。最后，在仿真图上调用示波器测量发光二极管的电压波形，数字信号的概念自然而然就出来了。
这种教法的好处在于，学生在理解抽象概念时，是在一个具体有趣的案例中，通过形象直观的展示实现，容易理解问题的实质，即使基础比较弱的同学也能接受。而对于勤奋好学的学生，在整合的环境中有利于知识的深化，为进一步理解较复杂的知识作好铺垫。信息技术的应用为分层教学提供了条件。
二、 有利于抽象逻辑关系理解
一般教材是先讲与或非逻辑关系概念，然后真值表，再逻辑门。这样的教法理论性较强，但有部分学生觉得抽象而难以理解。使用仿真电路，学生可以按照先感性，后抽象的思路，通过仿真软件完成真值表的验证，强化信号逻辑关系的认识，得到和教材上一致的结论，形成与、或、非概念，并在此基础上再通过仿真软件操作，进一步理解复合逻辑门和逻辑关系的表达方法。在整个学习过程中，有大量的仿真练习。老师布置任务以后，学生可以自由发挥。在运用仿真电路帮助分析逻辑功能过程中，对于学习比较好的同学，可以大大提高他们的综合能力。而对于基础弱的同学，通过仿真操作，观察各种效果，客观上也能学到知识，达到分层教学目的。
在仿真操作时，并不需要学生在掌握理论知识以后才进行，而是让学生带着疑问进行操作，在操作过程中寻求问题的解决，并在操作后进行归纳深化。
三、 实验与仿真相輔相成
如果在开始阶段进行实物电路的操作，有的学生往往知识还没有掌握好，觉得电路太复杂而做不下去。勉强进行连线，容易出错，损坏设备，打击自信心，影响学习效果。针对这种情况，老师可以准备好一系列由浅入深的仿真电路，让学生先仿真再具体实验，最后实现较复杂电路的连接。在这个过程中，学生实际上对有关的知识进行了一次很好的复习。例如在异或门实验中，可以先对简单与、或、非门电路进行仿真，根据仿真结果，在实际芯片中连接。然后，在仿真中对刚才简单的与、或、非门电路进行连接。学生在仿真上连接成功后，实物连线时基本上就不会怎么错。
对于程度好的同学，仿真电路还有利于实验的拓展。上述实验中，完成了基本实验后，再进行不同逻辑门之间的相互转换实验，对初学者较难。为此，可借助仿真电路帮助启发思路和检验其结果是否正确，最后再在具体芯片上实现。仿真实验和真实实验相结合，可以达到事半功倍的效果。
四、 结论
仿真电路具有灵活方便的特点。教师可以预先设计一系列典型电路，然后根据教学内容的抽象程度和学生水平，有针对性地组合搭配。每一堂课的知识点都可以建立在一个精心设计的实验电路基础上。学生观察和参与电路的搭配，并在仿真电路中进行和知识点有关的操作，是一个很好的学习方法。仿真电路和真实实验配合，还提高了实践教学的效果。
作者简介：
陈丁惠，广东省广州市信息工程职业学校。