談線課程數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)

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摘要：闡述以學(xué)生為本的教學(xué)理念，基于有利于學(xué)生主體地位、有利于教師主導(dǎo)地位的原則，以數(shù)字電子技術(shù)課程格雷碼課程設(shè)計(jì)為例，探討翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為本的教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；課程設(shè)計(jì)；翻轉(zhuǎn)課堂

引言

在數(shù)字電子技術(shù)中，格雷碼運(yùn)用也十分廣泛。這是因?yàn)楦窭状a具有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，就是相鄰的兩個(gè)格雷碼在跳變的時(shí)候，只有1位發(fā)生改變，可以有效地避免瞬間模糊狀態(tài)。如十進(jìn)制數(shù)7和8，分別采用8421BCD碼和格雷碼表示。在十進(jìn)制數(shù)由7跳出8的瞬間，8421BCD碼的4位二進(jìn)制碼都發(fā)生了跳變，格雷碼只有1位發(fā)生了跳變。圖1為8421BCD碼和格雷碼關(guān)于十進(jìn)制數(shù)7、8跳變對(duì)比圖。格雷碼的特點(diǎn)是循環(huán)碼，循環(huán)碼具有反射性和循環(huán)性。

1格雷碼的反射性

首先來看格雷碼的反射性，給出1位格雷碼G0的時(shí)候，G0的取值是0和1。圖2為一位格雷碼。給出2位格雷碼G1G0的時(shí)候，可以把十進(jìn)制數(shù)1和2之間看出一條虛線，首先把1位格雷碼G0的兩個(gè)值沿著虛線對(duì)折印在虛線的另外一側(cè)。圖3為兩位格雷碼反射產(chǎn)生圖。然后，為了區(qū)分是原來1位格雷碼的0和1，還是反射產(chǎn)生的0和1，在原來的0和1前面補(bǔ)0，后來的0和1前面補(bǔ)1，得到2位格雷碼。圖4為兩位格雷碼。給出3位格雷碼G2G1G0的時(shí)候，可以把十進(jìn)制數(shù)3和4之間看出一條虛線，把2位格雷碼G1G0的四個(gè)值沿著虛線對(duì)折印在虛線的另外一側(cè)。圖5為三位格雷碼反射產(chǎn)生圖。為了區(qū)分是原來2位格雷碼，還是反射得到的格雷碼，在原來的值前面補(bǔ)0，發(fā)射得到的值前面補(bǔ)1，得到3位格雷碼。圖6為三位格雷碼。同樣的道理，可以給出4位格雷碼。由格雷碼的反射性可以得到多位格雷碼和十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖7為四位格雷碼。

2格雷碼的循環(huán)性

格雷碼的循環(huán)性是指格雷碼的循環(huán)鄰接特性，在格雷碼中，不僅0和1相鄰（相鄰的格雷碼只有1位發(fā)生跳變），1和2相鄰，格雷碼的首尾也是相鄰的，如對(duì)于2位格雷碼來講格雷碼的0和3相鄰；對(duì)于3位格雷碼來講格雷碼的0和7相鄰；對(duì)于4位格雷碼來講格雷碼的0和15相鄰。格雷碼作為卡諾圖的編碼方式，在化簡(jiǎn)中起到重要作用。

3翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)

格雷碼應(yīng)用于卡諾圖化簡(jiǎn)法，作為一種重要化簡(jiǎn)法的基礎(chǔ)，格雷碼的編碼方式更尤為重要，翻轉(zhuǎn)課堂討論應(yīng)用中，學(xué)生通過形象的比喻：把一位格雷碼的0和1看作是鋼筆墨跡未干，把黑板看作是一張紙，把虛線看作是對(duì)折線，沿著虛線對(duì)折就把一位格雷碼的0和1印在了虛線后面形成新的格雷碼，為了區(qū)分是原來的格雷碼還是后生成的格雷碼，在原來的格雷碼前面補(bǔ)0，在后生成的格雷碼前面補(bǔ)1。通過各種交流，學(xué)生不僅掌握了n位格雷碼的編碼方式，也掌握了格雷碼的特性，為下一步卡諾圖化簡(jiǎn)法奠定良好基礎(chǔ)。

4結(jié)語

格雷碼在線課程設(shè)計(jì)，通過格雷碼本身的反射性和循環(huán)性，以多圖形式表出格雷碼生成過程，深入淺出的描繪了格雷碼編碼特性，在翻轉(zhuǎn)課堂中師生互動(dòng)，把格雷碼這一重要碼制的學(xué)習(xí)過程變成生動(dòng)鮮活的學(xué)生“表演”課程，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生發(fā)展為根本、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的教學(xué)改革目的。

作者：孫霞 單位：安徽理工大學(xué)