組合邏輯電路的設(shè)計獲獎教案

組合邏輯電路的設(shè)計獲獎教案組合邏輯電路的設(shè)計課程名稱：組合邏輯電路的設(shè)計授課班級：09計算機(jī)班授課課時：1課時教材名稱：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》出版單位：高等教育出版社版次：第2版主編：XXX授課本節(jié)課選自XXX主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)》第十章"組合邏輯電路"中的第一節(jié)。知識與技能目標(biāo)1.掌握組合邏輯電路的設(shè)計步驟；2.掌握對實際問題的邏輯功能的分析方法；掌握根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式的方法；3.掌握根據(jù)表達(dá)式畫出邏輯電路圖的方法。教學(xué)過程和方法目標(biāo)1.通過對生活中實際問題的討論和分析,幫助學(xué)生建立生活和電路問題的聯(lián)系;2.掌握簡單組合邏輯電路的設(shè)計思想和流程,了解本專業(yè)的發(fā)展方向和職業(yè)前景。情感與價值觀目標(biāo)1.通過分組討論和共同完成任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神;2.通過對生活中問題的解決,培養(yǎng)學(xué)生熱愛知識、崇尚知識的良好學(xué)風(fēng)。教學(xué)重點掌握簡單組合邏輯電路的設(shè)計思想和設(shè)計流程。教學(xué)難點1.利用邏輯變量之間的關(guān)系來分析實踐問題;2.根據(jù)表達(dá)式畫出邏輯電路圖。組合邏輯電路的應(yīng)用是XXX主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)》數(shù)字電路編寫篇幅較少的內(nèi)容,但其知識的綜合性較強(qiáng),是基本邏輯門電路邏輯函數(shù)式及化簡、真值表等知識的綜合應(yīng)用,要求學(xué)生有較強(qiáng)的分析能力和綜合能力,也是數(shù)字電路處理入門的基礎(chǔ)知識,更是將來從事EDA行業(yè)的啟蒙知識。本課程通過1課時的研究,突出工作任務(wù)與知識的聯(lián)系,讓學(xué)生在職業(yè)實踐活動的基礎(chǔ)上掌握知識,增強(qiáng)課程內(nèi)容與職業(yè)崗位能力要求的相關(guān)性,提高學(xué)生的就業(yè)能力。學(xué)法指導(dǎo)本節(jié)課在學(xué)生的研究中,重視三維方針的共同發(fā)展。以學(xué)生自主研究、分組討論、反饋練習(xí)為主,教師啟發(fā)引導(dǎo)為輔來組織課堂教學(xué),充分體現(xiàn)師生互動的教學(xué)模式,增強(qiáng)師生間的交流,突出學(xué)生的主體地位。教學(xué)策略本課面對的是中等職業(yè)學(xué)校二年級計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,他們基礎(chǔ)相對薄弱,學(xué)情歸納整理能力、邏輯思維能力普遍較差,不善于獨立思考,缺乏自信心,分析能力也有待提高。對研究還有一定的畏難心理。但此階段的學(xué)生好奇心大,接受新知識能力強(qiáng),思維活躍。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生具體情況,本節(jié)課主要運用了創(chuàng)設(shè)情境、賞識教育、學(xué)生討論協(xié)作、多媒體輔助、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法來開展課堂教學(xué)。通過創(chuàng)設(shè)問題情境來調(diào)動學(xué)生研究的積極性,用多媒體輔助教學(xué)來幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的知識。借助知識回憶—項目提出—項目分析—形成方案—歸納總結(jié)—練反應(yīng)這樣一個模式展開。但不僅僅依賴多媒體課件，其中大部分問題要學(xué)生自己去解決，如解決問題方案的形成以及小組交流等，在學(xué)生現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)上，最大限度挖掘?qū)W生自主研究的潛能。教學(xué)資源準(zhǔn)備好教學(xué)用具(包括多媒體計算機(jī)、投影儀及相關(guān)軟件)；在網(wǎng)上收集與本課內(nèi)容相關(guān)的設(shè)計，查找與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的知識；利用畫圖軟件繪制卡諾圖及邏輯電路圖，利用公式編輯器列式，制作powerpoint課件。教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)舉動第一環(huán)節(jié)組織教學(xué)后，提問：1、組合邏輯電路的分析有哪些步驟？知識回顧2、若給出邏輯功能，如何設(shè)計符合該功能的邏輯電路？承前啟后教師活動：調(diào)整自身與學(xué)生情緒，進(jìn)入課堂狀態(tài)。提出兩個遞進(jìn)式的問題讓（2分鐘）學(xué)生思考，教師用多媒體展示邏輯電路圖，按步驟引導(dǎo)學(xué)生從真值表中總結(jié)出輸入和輸出變量之間的關(guān)系，從而完成邏輯功能的分析，教會學(xué)生方法。使學(xué)生從“學(xué)會”轉(zhuǎn)化為“會學(xué)”。學(xué)生舉動：在20秒鐘內(nèi)快速回憶上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，并按照多媒體的圖示分析總結(jié)，學(xué)生板書過程框圖，大家互相補充共同完成。對于第二個問題，學(xué)生進(jìn)行大膽猜想，有部分同學(xué)會想到設(shè)計與分析正好是相反的過程，最后帶著這個疑問進(jìn)入到新課的研究。組合邏輯電路邏輯表達(dá)式化簡變換最簡表達(dá)式真值表邏輯功能組合邏輯電路的設(shè)計設(shè)計意圖及教學(xué)手段：引導(dǎo)學(xué)生回憶研究進(jìn)程和掌握的知識，鼓勵學(xué)生用已經(jīng)學(xué)到的本領(lǐng)去探索總結(jié)。讓學(xué)生在輕松的氛圍中回憶上次課所學(xué)的知識。設(shè)置的問題既是前面知識的復(fù)，又是后面知識的前奏。通過問題啟發(fā)學(xué)生思考，對本節(jié)課的知識形成初步的認(rèn)識，并讓學(xué)生帶著疑問進(jìn)入到新課的學(xué)中，從而激發(fā)起學(xué)生的研究興趣。第二環(huán)節(jié)一、研究觀點創(chuàng)設(shè)情境組合邏輯電路的設(shè)計：就是根據(jù)給出的實際邏輯問題求出實現(xiàn)這一邏輯功能項目提出的最簡單邏輯電路。（最簡單：指器件的種類最少，數(shù)量最少，連接線最少）．．．（5分鐘）教師活動：講解概念并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞，幫助學(xué)生理解思路，明確本節(jié)課的研究內(nèi)容。學(xué)生舉動：學(xué)生解釋“最簡單”的涵義，并回答若何完成最簡單邏輯電路。理解概念，在初步感知本節(jié)課內(nèi)容的同時，明確了研究任務(wù)及目標(biāo)。設(shè)計意圖及教學(xué)手段：前面學(xué)生闡述了自己對于設(shè)計的理解，那么教師需要將學(xué)生的想法歸納總結(jié)，給學(xué)生一個明確的概念解釋，既體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，又體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用。二、項目提出通過生活實例提出本節(jié)課需要大家共同解決的一個項目問題：輸血者和受血者必須滿足一定的基本原則才能正常輸血，設(shè)計一個自動判別輸血者和受血者能否正常輸血的組合邏輯電路。資源準(zhǔn)備：1、人的血型有幾種？2、輸血的規(guī)則是什么？教師舉動：課前提前發(fā)放學(xué)案讓學(xué)生上彀查詢輸血需要遵循的原則，利用多媒體展示項目內(nèi)容，并讓學(xué)生將預(yù)中搜集到的輸血的相關(guān)知識進(jìn)行展示。如果學(xué)生準(zhǔn)備的不夠充分，教師需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a充。學(xué)生舉動：通過上彀查詢資料，做好知識儲備，依據(jù)查詢到的資料對項目進(jìn)行思考分析。組合邏輯電路的設(shè)計設(shè)計意圖及教學(xué)手段：檢查學(xué)生自主研究、儲備知識的能力，學(xué)生儲備了相關(guān)的知識后進(jìn)入研究方能事半功倍。通過對生活中實際問題的討論，幫助學(xué)生建立生活問題和電路問題的橋梁，同時也能激發(fā)學(xué)生的研究興趣。采用啟發(fā)式教學(xué)，通過一個實例的引入，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題的能力。達(dá)到舉一反三的目的。第三環(huán)節(jié)一、項目分析分析任務(wù)形成方案（20分鐘）通過火析，引導(dǎo)學(xué)生明確辦理問題的方案：1、分析問題，確定輸入和輸出變量；2、列出輸血和受血的基本原則；3、根據(jù)輸血和受血的基本原則，列出真值表，寫出邏輯函數(shù)式并化簡，畫出電路圖。教師發(fā)問：四種血型應(yīng)該用幾個變量來組合表示？一個變量A可以表示嗎？教師活動：引導(dǎo)學(xué)生尋找輸入輸出變量，并通過幾個問題啟發(fā)學(xué)生思考，在學(xué)生討論和交流時，合時舉行點撥。對于學(xué)生的回答及時予以一定，接納賞識性教育法拉近師生的距離。學(xué)生舉動：分組討論，利用所學(xué)的知識確定本項目中的邏輯干系。設(shè)計意圖及教學(xué)手段：本環(huán)節(jié)是這節(jié)課的難點，所以教師接納發(fā)問的體式格局啟發(fā)學(xué)生思考，使學(xué)生聯(lián)系已學(xué)過的有關(guān)實際和方法，達(dá)到“舉一反三”的境界，從而加快對本課程內(nèi)容難點的突破。并讓學(xué)生分組討論，集思廣益，加強(qiáng)小組協(xié)作的意識。二、形成方案在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生自己列出解決項目問題的方案。1、根據(jù)邏輯干系列真值表教師啟發(fā)：在明確了輸入與輸出變量后，我們可以根據(jù)題意找出它們之間存在的邏輯干系，在組合邏輯電路中我們一般用甚么體式格局來表示呢？學(xué)生活動：動筆列表并進(jìn)行相互討論，形成最終肯定的真值表后請一位同學(xué)上黑板板書。組合邏輯電路的設(shè)計設(shè)計意圖及教學(xué)手段：以啟發(fā)式教學(xué)促進(jìn)學(xué)生的自適應(yīng)研究,為將來離開學(xué)校后,能依靠自學(xué)而謀求更大發(fā)展奠定一定的能力基礎(chǔ)。然后分小組進(jìn)行討論，最后由大家共同檢驗其結(jié)果。如果上臺的這位同學(xué)列表完成正確，教師可以加以肯定，幫助學(xué)生樹立信心。若出現(xiàn)錯誤，可以請其余的同學(xué)修正。增進(jìn)團(tuán)結(jié)意識，達(dá)到共同進(jìn)步。2、根據(jù)真值表列邏輯表達(dá)式教師舉動：真值表完成后，你能想到幾種方法列出邏輯表達(dá)式呢？學(xué)生舉動：真值表過后，學(xué)生很自然會想到列出表達(dá)式，但教師的這個發(fā)問學(xué)生心中會有疑問：難道還有其他的方法可以列出表達(dá)式？設(shè)計意圖及教學(xué)手段：在前面知識的研究中，學(xué)生知道由真值表列出邏輯表達(dá)式的方法，可是在這里教師請求在此根蒂根基上，學(xué)生能積極探究，找出別的的方法來完成。有些基礎(chǔ)比較好的同學(xué)會想到采用XXX圖的方式直接化簡。這樣就可以提前引出下一個步調(diào)，使得分歧條理的學(xué)生各有所得。3、化簡或轉(zhuǎn)換邏輯表達(dá)式教師：前面我們研究化簡有哪些方法？學(xué)生：代數(shù)法和卡諾圖法。教師：那么兩個小組（課前分好組）中第一組用代數(shù)法化簡，第二組的同學(xué)用卡諾圖法化簡，完成后各派一個代表上臺板書，比力兩種方法哪種更輕易？設(shè)計意圖及教學(xué)手段：在練鞏固所學(xué)知識的同時，增加競爭意識，采用比較的體式格局幫助學(xué)生總結(jié)歸納，尋求適合自己的研究方法。教師：然而在實際的設(shè)計電路時，常會采用與非門來完成，那么就需要對表達(dá)式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如果沒有“非”又要出現(xiàn)“非”必須怎么樣？學(xué)生：非非律。教師：很好！那么大家再嘗試用非非律來將化簡后的表達(dá)式轉(zhuǎn)化為與非門構(gòu)成的電路。4、畫出邏輯電路圖組合邏輯電路的設(shè)計設(shè)計意圖及教學(xué)手段：此部分是設(shè)計的最后一個過程，也是本節(jié)課的終極目標(biāo)。告訴學(xué)生完成這樣一個電路的設(shè)計是電子設(shè)計師最基本的技能，幫助他們樹立職業(yè)信心。另外，在整個過程中畫電路圖也是最關(guān)鍵和最困難的步驟。教師需要引導(dǎo)學(xué)生明確邏輯關(guān)系及使用的邏輯符號，讓學(xué)生能夠理清畫圖的思路，由輸入到輸出按照運算順序畫出電路圖。最后，可根據(jù)學(xué)生完成的情況，選擇學(xué)生在黑板上板書或直接讓學(xué)生觀看幻燈片上準(zhǔn)備好的電路圖進(jìn)行對比糾正，力求將電路圖畫得美觀、實用。第四環(huán)節(jié)一、歸納小結(jié)歸納總結(jié)形成練（15分鐘）教師活動：引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計完電路圖之后總結(jié)歸納組合邏輯電路設(shè)計需要幾個步調(diào)，而且指出每一步需要留意的事項及知識點。學(xué)生活動：經(jīng)過實例的解析，學(xué)生對于設(shè)計電路已經(jīng)有了深層的認(rèn)識，那么可以共同回答設(shè)計所要經(jīng)歷的步驟，并按照電路分析的框線圖畫出設(shè)計電路的流程框線圖。實踐邏輯問題真值表邏輯表達(dá)式化簡變換最簡（或最合理）表達(dá)式邏輯圖設(shè)計意圖及教學(xué)手段：讓學(xué)生自己總結(jié)歸納，既可以幫助他們牢固知識點。又可以鍛煉他們的口頭表達(dá)能力。接納與組合邏輯電路分析進(jìn)程對比的方法凸起重點，降低研究難度,有助于學(xué)生樹立起對自身研究能力的信心。2、形成性練播放一段“中國達(dá)人秀”的宣傳視頻，讓學(xué)生通過其中“他們的選擇決定達(dá)人的命運”這句話理解三位評委的作用。根據(jù)這個情境請學(xué)生設(shè)計一個電路能夠體現(xiàn)三個評委判定和選手是否過關(guān)之間邏輯關(guān)系的電路。教師舉動：提煉視頻內(nèi)容，提出設(shè)計請求并請求分組展示設(shè)計進(jìn)程，在學(xué)生練時巡回指導(dǎo)。學(xué)生舉動：兩位上臺板書，別的同學(xué)在練本上練牢固。設(shè)計意圖及教學(xué)手段：結(jié)合課堂練及時檢驗學(xué)生對知識的理解，精心設(shè)計例題。通過觀看視頻片段，提升對組合邏輯電路應(yīng)用的認(rèn)識，提高研究的熱組合邏輯電路的設(shè)計情。采用多媒體輔助教學(xué)法，通過課件設(shè)計使教學(xué)更直觀、更生動，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，調(diào)動他們積極性，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)效率的目的。第五環(huán)節(jié)一、交流點評交流點評反饋提高（3分鐘）設(shè)計意圖及教學(xué)手段：結(jié)合學(xué)生完成項目任務(wù)的情況，總結(jié)成績和不足，對于學(xué)生沒有想到的部分及時加以點撥完善。特別要針對學(xué)生提出的合理化改進(jìn)方案，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的思想火花，要給予充分的鼓勵和肯定。二、提高階段及拓展練（課后完成）1、提高階段在上述設(shè)計的電路中，若有人作弊暗中遙控改變輸出結(jié)果。那么如何改裝可以改變其結(jié)果？2、拓展練羊、狼、糧倉門的問題，設(shè)計一報警電路。請求：倉門打開時，羊單獨來，羊要吃糧，應(yīng)報警；只有狼來，狼不吃糧，不用報警；如果羊、狼都來。狼要吃羊，應(yīng)報警；狼、羊都不來，無險情，不用報警。其他情況，不用報警。（若以A、B、C劃分代表倉門、羊、狼，Y代表報警情況，Y=1報警，Y=0不報警。）設(shè)計意圖：課后強(qiáng)化知識的應(yīng)用和延伸，讓學(xué)生通過課后練進(jìn)一步掌握組合邏輯電路設(shè)計的基本過程，培養(yǎng)學(xué)生樂于探索的精神。教師根據(jù)學(xué)生完成練的情況，可了解學(xué)生對于設(shè)計的掌握程度。另外通過提高階段的題教育學(xué)生崇尚科學(xué)，要利用科學(xué)知識做光榮的事情，反對可恥行為。板書設(shè)計組合邏輯電路的設(shè)計本節(jié)課采用傳統(tǒng)授課與多媒體教學(xué)結(jié)合的方法。為了活躍課堂氣氛，加強(qiáng)師生互動，激發(fā)學(xué)生的研究熱情，提高學(xué)生注意力，充分發(fā)揮學(xué)生研究的主體性和立異意識，課堂教學(xué)中安排以下教學(xué)環(huán)節(jié)：1、利用課件增加學(xué)生研究趣味，提高老師