电子技术基础--《组合逻辑电路的设计》.doc

课程名称电子技术基础章节知识点第十一章第一节 组合逻辑电路的设计设计人姓 名陈雅萍职 称中学高级单 位宁波 余姚市职成教中心学校电 话057466121788电子邮件通信地址浙江省余姚开丰路388号136#邮 编315400案例类型案 例案例正文（可另加纸）课题：组合逻辑电路的设计一、教学设计思想本课坚持“以学生为中心，以实践为导向，以能力为本位”的职业教育思想，教学中将理论知识与实际应用有机结合，突出实践技能教学，注重学生实践能力的培养，充分体现学以致用的教学理念。我力求通过活动场景的创设、任务的驱动、教师的引导和点拨，让学生在具体任务的完成过程中、在实践操作活动中积极自主地学习，让每个学生都体验成功的愉悦。教师只是学生主动学习的组织者、引导者和促进者。二、教材的地位和作用本文选自中等职业教育国家规划教材电子技术基础（张龙兴主编）第十一章组合逻辑电路第一节的内容。它在教材中起着承前起后的作用，既是对所学知识（逻辑门电路和数字逻辑电路基础知识）的综合运用，又为后续编码器、译码器等中规模组合逻辑电路的学习奠定基础，甚至为时序逻辑电路的学习提供一定的思路。通过本课的学习，让学生明确组合逻辑电路分析与设计的来龙去脉，体会到前面所学知识的用处、各知识点相互之间的联系及数字电路学习的基本方法，因此，它不仅是本章的重点，而且在整个数字电路的学习中占有非常重要的地位。三、教材内容处理教材中这部分内容的条理应该说十分清楚，以具体的表决器电路设计为例分析组合逻辑电路的设计方法，但它是纯理论性知识，未涉及到实际电路的设计，学生案例正文学习兴趣不浓。为了把理论知识与学生的生活实际联系起来，充分体现知识的应用性和实践性，我把教学内容从以下四方面进行了调整：1、导入时设置“表决活动”场景，事先制作一个活动中切实可行的表决器，以激发学生的学习兴趣；2、教学中引入了TTL和CMOS小规模集成电路的应用；3、教材中的表决器是纯理论性的知识，教学中我把它设计成一个实际可用的表决器电路；4、最后以小组为单位让学生在面包板上搭接实际电路，注重学生实践技能的培养。四、教学目标学生通过对具体实际表决器电路的设计，掌握组合逻辑电路的设计思路和方法；通过CMOS、TTL集成门电路的使用，提高了对小规模集成电路的应用能力；通过“小组合作，搭接电路”，培养了学生的动手实践能力、协作能力、问题解决能力和创新能力；通过自制表决器电路的演示，激发学生的好奇心和求知欲；实际电路的完成与改进，使学生获得成就感，从中体验成功的愉悦，更加激发学生学习电子技术的兴趣。五、教学方法以“任务驱动，自主学习”为主，以实例教学、实验演示、实践操作、多媒体展示为辅。任务驱动要求在教学过程中，以完成具体的项目任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在任务之中。教师根据具体任务让学生自己提出问题，并经过思考和教师的点拨，最终自己解决问题。学生在完成任务的同时，既培养了创新意识、创新能力以及自主学习的习惯，又学会如何去发现问题、思考问题以及寻找解决问题的方法。它从浅显的实例入手，带动理论学习和实践操作，是一种有效的教学方法。六、教学的重点与难点教学重点：组合逻辑电路的设计思路与设计方法。教学难点：1、把实际问题转化成用变量来表示的逻辑问题（真值表）。 2、把逻辑电路设计成用CMOS或TTL集成块来实现的实际电路。七、教具的使用功能完好的表决器示教板、实际的表决器电路及多媒体教室。实验器材：面包板、CC4011、电阻、发光二极管、蜂鸣器、电池及导线若干。案例正文八、教学过程（一）创设活动情景 引出表决器电路师生共同参与活动：教师主持，学生活动。1、活动内容：每大组推选一名组长（共2名）。2、活动要求：先由组内成员推荐或自荐一名组长；然后再由班评判小组进行评判表决。3、说明：评判小组由班长、副班长、团支书三位成员组成；评判小组成员通过上台按表决器进行评判；由教师提供符合评判要求的表决器。活动结束，教师适时提问：“活动中使用的表决器电路有什么特点？它属于什么电路？”以此引起学生的兴趣，引起学生的思考，激发其好奇心和求知欲，学生不再是学习的被动接受者，而成为学习活动的主体。学生通过思考及师生对话，明白表决器属于组合逻辑电路，本节课就以表决器的设计为例来学习组合逻辑电路的设计方法。评析： 创设真实的活动场景，让学生感知表决器的功能和使用场合，让学生明白学的知识有用，以此来激发学生的学习兴趣和求知欲。（二）明确学习任务 设计表决器电路以活动中使用的表决器电路作为本节课的学习任务。例：评判小组由A、B、C三名评判员组成，其中A为主评判。当两名或两名以上评判员（必须包括A在内）认为同意，按动电钮，可发出评判通过信号（灯亮）。试设计一个能实现此功能的表决器电路。（课件展示）评析： 把活动中用到的表决器电路作为本节课的学习任务，把所学的理论知识同实际应用有机结合，体现了学以致用的教学理念。教师引导：教师通过提问的形式，启发学生对实际问题进行分析，并设置输入、输出变量。提问：设计一个组合逻辑电路，首先要设置好输入、输出变量，那么根据题目要求，如何来设置输入和输出变量呢？学生活动：一、确定输入、输出变量（板书）（课件展示）输入变量：A、B、C 三名评判员（其中A为主评判员）输出变量：Y 灯 C=1，表示同意，C=0表示判不同意。 Y=1，表示灯亮，Y=0表示灯不亮。案例正文用正逻辑表示：A=1，表示同意，A=0表示判不同意； B=1，表示同意，B=0表示判不同意； C=1，表示同意，C=0表示判不同意。 Y=1，表示灯亮，Y=0表示灯不亮。教师引导： 提问1：要设计组合逻辑电路，必须找出输出变量与输入变量之间的逻辑关系，要找出逻辑关系必须列出什么表呢？提问2：真值表中应该有几个输入变量和几个输出变量？提问3：每组输入变量的组合，输出变量的状态应是“0”还是“1”呢？等一系列启发性问题。学生活动：学生边思考边分析边讨论，共同列出如下图所示真值表。二、列出真值表（板书）（课件展示）输入变量输出变量ABCY00000010010001101000101111011111教师引导：提问：真值表中只是列出了输出变量与输入变量之间的状态关系，那么怎样才能找出它们之间的逻辑关系呢？等一系列问题。引导学生主动学习。学生活动： 三、写出函数表达式并化简（板书）1、学生根据真值表写出函数表达式Y=ABC+ABC+ABC 2、学生自主对表达式进行化简 案例正文Y=A（B+C）Y=AB+AC可能出现的结果：四、画逻辑电路图（板书） 学生根据化简的表达式自行画出对应的逻辑电路图。BACY&ABCY&(教材内容到此已结束，我为了更好地把理论知识与学生的生活实际有机结合，继续引导学生把它做成一个实际可用的表决器电路。)教师引导：提问：若用TTL或CMOS小规模集成电路来实现，情况又会怎样？ 教师提供求助方式：1、可以相互讨论；2、提供相应的TTL和CMOS集成电路的管脚图；3、可参考教材附录中相应集成电路的框图。评析：通过对集成电路的使用，培养学生TTL或CMOS集成电路的应用能力。学生活动： 学生在充分思考与讨论的基础上，画出用TTL或CMOS集成电路实现的逻辑电路图。可能会出现多种结果：有用TTL集成电路设计的，有用COMS 集成电路设计的，但都必须用到两块集成电路。（学生设计的电路教师可用幻灯片进行展示）教师引导：提问：能想办法用一块集成电路实现吗？学生活动：结论：可把它化成与非与非式，即化成同一种门电路。Y=ABAC化简以后，可用一块四二输入的与非门就能实现。以CC4011为例，如下图所示：（课件展示）教师引导：在画具体电路图的过程中，学生可能会出现线的连接处不标注节点的情案例正文教师引导：教师采取提问、讨论等方式来加以点拨，继续引导学生画出具有实际功能的表决器电路。提问：1、集成电路要工作应加什么？怎么加？2、输入变量高低电平的转换可用什么器件来控制？怎么控制？3、输出变量的高或低可通过接什么器件来表示呢？怎么接？4、集成门电路的多余端怎么处理？学生活动：五、把逻辑电路图进一步设计成有实际功能的电路图（板书）在教师的指导下画出一个可供参考的实际电路，其解决的办法是：通过按钮开关接高或低电平来控制输入变量高、低电平的转换；用发光二极管是否发光或喇叭（蜂鸣器）是否响来表示输出的高或低；与非门多余端的处理办法是接高电平。如下图所示：（课件展示）案例正文（三）学生上台 演示表决器电路（示教板）教师活动：教师展示根据以上实际问题自制的表决器电路示教板，并作相应说明。学生活动：请学生上台演示并解说示教板上表决器的功能（共八种情况），以锻炼学生的语言表达能力。评析：通过实际电路的演示，给学生以具体、直观的感性认识，进一步激发学生动手“做”的欲望。（四）学生活动 搭接表决器电路教师活动：在搭接实际电路之前，师生共同分析操作中的注意事项，作为教师应强调：1、先用万用表对元器件进行检测；2、注意发光二极管的极性及限流电阻的用法；3、在元器件换接的过程中，必须切断电源等等。学生活动：以小组为单位在面包板上搭接表决器电路。完成之后，请两位小组长总结本大组的完成情况，并上台展示他们组的代表作品。（用幻灯片展示）案例正文要求：1、作功能说明； 2、在搭接过程中出现了哪些问题，怎么解决？ 3、作品成功的地方在哪里？师生共同评价：教师在评价作品时，主要是肯定学生的成绩，同时也应指出存在的一些问题及今后要改进的措施。操作过程中，教师可对不同层次的学生提出不同的要求：对于一般层次的学生，要求电路能成功就行；对于层次较好的学生来说，试着用蜂鸣器来代替电路中的发光二极管，要求学生分析代替后出现的情况？考虑怎么办？对于高层次的学生来讲，要求他们不仅用蜂鸣器代替，还应想出解决声音小或无声的办法。评析：对不同层次的学生提出不同的要求，体现分层教育的理念。（五）学生参与 师生总结师生共同总结组合逻辑电路的设计步骤：（课件展示）1、 确定输入、输出变量；2、 列真值表；3、 写函数表达式并化简；4、 画逻辑电路图；5、 设计成实际电路。（六）交流反思 共同提高教师引导：提问：1、请每小组同学谈谈实践操作中的注意事项及出现的问题？ 2、通过本节课的学习有什么感想？学生活动：学生谈到的注意事项：发光二极管的极性问题；开关使用前常开常闭的检测问题；限流电阻的串接问题等。出现的问题有：电路不成功；用蜂鸣器代替发光二极管时有的没声音；有的声音很小等。案例正文谈到的感想：今后学习电子技术这门课时，要理论联系实际，要多动手实践，碰到问题要多动脑，想办法去解决它，只有这样长期坚持，才会提高自己的动手实践能力。评析：通过谈感想和体会，培养学生自我反思意识和自我评价意识；同时也进一步增进师生之间的感情。（七）课后拓展 实践思考可任选其中一题：1、 请学生设计一个功能比较完善的表决器电路。要求：（1）学生在课堂学习的基础上，把题目中“必须包括A在内”这个条件去掉，三人中只要两人或两人以上同意，就算通过；（2）输出端既接发光二极管又接蜂鸣器或喇叭，解决好声音小的问题。2、以小组为单位自行选取一个实际组合逻辑电路，并进行设计。教学反思1、对于“任务驱动式”教学，教师应注重教学任务的设计与组织。教学任务设计与组织的好坏在很大程度上决定这堂课的效果。教师操心的不应是教学生们怎样一步步操作，而是怎样才能让自己设计的教学任务既容纳大纲的知识点，同时又能理论联系实际，吸引学生的兴趣，让学生积极、自主、有效地学习。2、教学中增加了实践操作这部分内容，把理论知识同实际应用有机地结合起来了，让学生在实践活动的过程中获得知识，提高各种能力，特别是实践能力和创新能力，但这样往往会带来教学时间不够，需要更多一点的时间去进行学习与探索。 3、本堂课从浅显的实例入手，带动理论学习和实际操作，实践证明是一种有效的教学方法，我认为值得一试。主要特点 本课从学生熟悉的实例（表决器电路）入手，带动理论学习