组合逻辑电路的设计获奖教案.docx

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组合逻辑电路的设计获奖教案

课程名称组合逻辑电路的设计授课班级09计算机班授课课时1课时

教材名称《电子技术基础》出版单位高等教育出版社版次第2版主编张龙兴

授课章节

本节课选自高等教育出版社出版、张龙兴主编的《电子技术基础》第十章组合逻辑电路中的第一节。

教学目标

知识与技能目标

1、掌握组合逻辑电路的设计步骤；

2、掌握对实际问题的逻辑功能的分析；掌握根据真值表写出逻辑表达式的方法；

掌握根据表达式画出逻辑电路图的方法。

过程和方法目标

1、通过对生活中实际问题的讨论和分析，帮助学生建立生活和电路问题的桥梁；

2、掌握简单组合逻辑电路的设计思想和流程，了解本专业的发展方向和职业前景。

情感与价值观目标

1、通过分组讨论和共同完成任务，培养学生的团队合作精神；

2、通过对生活中问题的解决，培养学生热爱知识、崇尚知识的良好学风。

教学重点

掌握简单组合逻辑电路的设计思想和设计流程。

教学难点

用逻辑变量之间的关系来分析实际问题；

根据表达式画出逻辑电路图。

教材处理

组合逻辑电路的应用是张龙兴主编的《电子技术基础》数字电路编写篇幅较少的内容，但其知识的中综合性较强，是基本逻辑门电路逻辑函数式及化简、真值表等知识的综合应用，要求学生有较强的分析能力和综合能力，也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识。

本课程通过1课时的学习，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。

学法指导

本节课在学生的学习中，注重三纬目标的共同发展。

以学生自主学习、分组讨论、反馈练习为主，教师启发引导为辅来组织课堂教学，充分体现师生互动的教学模式，增强师生间的交流，突出学生的主体地位。

学情分析

本课面对的是中等职业学校二年级计算机专业的学生，他们基础相对薄弱，归纳整理能力、逻辑思维能力普遍较差，不善于独立思考，缺乏自信心，表达能力也有待于提高。

对学习还有一定的畏难心理。

但此阶段的学生好奇心大，接受新知识能力强，思维活跃。

教学策略

根据教学内容和学生具体情况，本节课主要运用了创设情境、赏识教育、学生讨论协作、多媒体辅助、启发式等多种教学方法来开展课堂教学。

通过创设问题情境来调动学生学习的积极性，用多媒体辅助教学来帮助学生巩固所学的知识，借助知识回顾—项目提出—项目分析—形成方案—归纳总结—练习反馈这样一个模式展开。

但不仅仅依赖多媒体课件，其中大部分问题要学生自己去解决，如解决问题方案的形成以及小组交流等，在学生现有的知识基础上，最大限度挖掘学生自主学习的潜能。

教学资源

准备好教学用具（包括多媒体计算机、投影仪及相关软件）；在网上收集与本课内容相关的设计，查找与教学内容相关的知识；利用画图软件绘制卡诺图及逻辑电路图，利用公式编辑器列式，制作powerpoint课件。

教学过程设计

教学环节

教学活动

第一环节

知识回顾

承前启后

（2分钟）

组织教学后，提问：

1、组合逻辑电路的分析有哪些步骤？

2、若给出逻辑功能，如何设计符合该功能的逻辑电路？

教师活动：

调整自身与学生情绪，进入课堂状态。

提出两个递进式的问题让学生思考，教师用多媒体展示逻辑电路图，按步骤引导学生从真值表中总结出输入和输出变量之间的关系，从而完成逻辑功能的分析，教会学生方法，使学生从“学会”转化为“会学”。

学生活动：

在20秒钟内快速回忆上节课所学内容，并按照多媒体的图示分析总结，学生板书过程框图，大家互相补充共同完成。

对于第二个问题，学生进行大胆猜想，有部分同学会想到设计与分析正好是相反的过程，最后带着这个疑问进入到新课的学习。

设计意图及教学手段：

引导学生回顾学习过程和掌握的知识，鼓励学生用已经学到的本领去探索总结。

让学生在轻松的氛围中回忆上次课所学的知识，设置的问题既是前面知识的复习，又是后面知识的前奏。

通过问题启发学生思考，对本节课的知识形成初步的认识，并让学生带着疑问进入到新课的学习中，从而激发起学生的学习兴趣。

第二环节

创设情境

项目提出

（5分钟）

一、学习概念

组合逻辑电路的设计：

就是根据给出的实际逻辑问题求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路。

（最简单：

指器件的种类最少，数量最少，连接线最少）

教师活动：

讲解概念并强调关键词，帮助学生理解思路，明确本节课的学习内容。

学生活动：

学生解释“最简单”的涵义，并回答如何实现最简单逻辑电路。

理解概念，在初步感知本节课内容的同时，明确了学习任务及目标。

设计意图及教学手段：

前面学生阐述了自己对于设计的理解，那么教师需要将学生的想法归纳总结，给学生一个明确的概念解释，既体现了学生的主体地位，又体现了教师的主导作用。

二、项目提出

通过生活实例提出本节课需要大家共同解决的一个项目问题：

输血者和受血者必须满足一定的基本原则才能正常输血，设计一个自动判别输血者和受血者能否正常输血的组合逻辑电路。

资源准备：

1、人的血型有几种？

2、输血的规则是什么？

教师活动：

课前提前发放学案让学生上网查询输血需要遵循的原则，利用多媒体展示项目内容，并让学生将预习中搜集到的输血的相关知识进行

展示。

如果学生准备的不够充分，教师需要进行适当的补充。

学生活动：

通过上网查询资料，做好知识储备，依据查询到的资料对项目进行思考分析。

设计意图及教学手段：

检查学生自主学习、储备知识的能力，学生储备了相关的知识后进入学习方能事半功倍。

通过对生活中实际问题的讨论，帮助学生建立生活问题和电路问题的桥梁，同时也能激发学生的学习兴趣。

采用启发式教学，通过一个实例的引入，培养学生学会分析问题和解决问题的能力，达到举一反三的目的。

第三环节

分析任务

形成方案（20分钟）

一、项目分析

通过分析，引导学生明确解决问题的方案：

1、分析问题，确定输入和输出变量；

2、列出输血和受血的基本原则；

3、根据输血和受血的基本原则，列出真值表，写出逻辑函数式并化简，画出电路图。

教师提问：

四种血型应该用几个变量来组合表示？

一个变量A可以表示吗？

教师活动：

引导学生寻找输入输出变量，并通过几个问题启发学生思考，在学生讨论和交流时，适时进行点拨。

对于学生的回答及时予以肯定，采用赏识性教育法拉近师生的距离。

学生活动：

分组讨论，利用所学的知识确定本项目中的逻辑关系。

设计意图及教学手段：

本环节是这节课的难点，所以教师采用提问的方式启发学生思考，使学生联系已学过的有关理论和方法，达到“举一反三”的境界，从而加快对本课程内容难点的突破。

并让学生分组讨论，集思广益，加强小组协作的意识。

二、形成方案

在教师的指导下，让学生自己列出解决项目问题的方案。

1、根据逻辑关系列真值表

教师启发：

在明确了输入与输出变量后，我们可以根据题意找出它们之间存在的逻辑关系，在组合逻辑电路中我们一般用什么方式来表示呢？

学生活动：

动笔列表并进行相互讨论，形成最终肯定的真值表后请一位同学上黑板板书。

设计意图及教学手段：

以启发式教学促进学生的自适应学习,为将来离开学校后,能依靠自学而谋求更大发展奠定一定的能力基础。

然后分小组进行讨论，最后由大家共同检验其结果。

如果上台的这位同学列表完成正确，教师可以加以肯定，帮助学生树立信心。

若出现错误，可以请其余的同学修正，增进团结意识，达到共同进步。

2、根据真值表列逻辑表达式

教师活动：

真值表完成后，你能想到几种方法列出逻辑表达式呢？

学生活动：

真值表过后，学生很自然会想到列出表达式，但教师的这个提问学生心中会有疑问：

难道还有其他的方法可以列出表达式？

设计意图及教学手段：

在前面知识的学习中，学生知道由真值表列出逻辑表达式的方法，但是在这里教师要求在此基础上，学生能积极探究，找出另外的方法来完成。

有些基础比较好的同学会想到采用卡诺图的方式直接化简，这样就能提前引出下一个步骤，使得不同层次的学生各有所得。

3、化简或转换逻辑表达式

教师：

前面我们学习化简有哪些方法？

学生：

代数法和卡诺图法。

教师：

那么两个小组（课前分好组）中第一组用代数法化简，第二组的同学用卡诺图法化简，完成后各派一个代表上台板书，比较两种方法哪种更方便？

设计意图及教学手段：

在练习巩固所学知识的同时，增加竞争意识，采用比较的方式帮助学生总结归纳，寻求适合自己的学习方法。

教师：

然而在实际的设计电路时，常会采用与非门来完成，那么就需要对表达式进行转换。

如果没有“非”又要出现“非”必须怎么样？

学生：

非非律。

教师：

很好！

那么大家再尝试用非非律来将化简后的表达式转化为与非门构成的电路。

4、画出逻辑电路图

设计意图及教学手段：

此部分是设计的最后一个过程，也是本节课的终极目标。

告诉学生完成这样一个电路的设计是电子设计师最基本的技能，帮助他们树立职业信心。

另外，在整个过程中画电路图也是最关键和最困难的步骤，教师需要引导学生明确逻辑关系及使用的逻辑符号，让学生能够理清画图的思路，由输入到输出按照运算顺序画出电路图。

最后，可根据学生完成的情况，选择学生在黑板上板书或直接让学生观看幻灯片上准备好的电路图进行对比纠正，力求将电路图画得美观、实用。

第四环节

归纳总结

形成练习

（15分钟）

一、归纳小结

教师活动：

引导学生在设计完电路图之后总结归纳组合逻辑电路设计需要几个步骤，并且指出每一步需要注意的事项及知识点。

学生活动：

经过实例的解析，学生对于设计电路已经有了深层的认识，那么可以共同回答设计所要经历的步骤，并按照电路分析的框线图画出设计电路的流程框线图。

设计意图及教学手段：

让学生自己总结归纳，既可以帮助他们巩固知识点，又可以锻炼他们的口头表达能力。

采用与组合逻辑电路分析过程对比的方法突出重点，降低学习难度,有助于学生树立起对自身学习能力的信心。

二、形成性练习

播放一段“中国达人秀”的宣传视频，让学生通过其中“他们的选择决定达人的命运”这句话理解三位评委的作用。

根据这个情境请学生设计一个电路能够体现三个评委判定和选手是否过关之间逻辑关系的电路。

教师活动：

提炼视频内容，提出设计要求并要求分组展示设计过程，在学生练习时巡回指导。

学生活动：

两位上台板书，其余同学在练习本上练习巩固。

设计意图及教学手段：

结合课堂练习及时检验学生对知识的理解，精心设计例题。

通过观看视频片段，提升对组合逻辑电路应用的认识，提高学习的热情。

采用多媒体辅助教学法，通过课件设计使教学更直观、更生动，激发学生的学习兴趣，调动他们积极性，从而达到提高课堂教学效率的目的。

第五环节

交流点评

反馈提高

（3分钟）

一、交流点评

设计意图及教学手段：

结合学生完成项目任务的情况，总结成绩和不足，对于学生没有想到的部分及时加以点拨完善。

特别要针对学生提出的合理化改进方案，发现创新的思想火花，要给予充分的鼓励和肯定。

二、提高阶段及拓展练习（课后完成）

1、提高阶段

在上述设计的电路中，若有人作弊暗中遥控改变输出结果。

那么如何改装可以改变其结果？

2、拓展练习

羊、狼、粮仓门的问题，设计一报警电路。

要求：

仓门打开时，羊单独来，羊要吃粮，应报警；只有狼来，狼不吃粮，不用报警；如果羊、狼都来，狼要吃羊，应报警；狼、羊都不来，无险情，不用报警。

其他情况，不用报警。

（若以A、B、C分别代表仓门、羊、狼，Y代表报警情况，Y=1报警，Y=0不报警。

）

设计意图：

课后强化知识的应用和延伸，让学生通过课后练习进一步掌握组合逻辑电路设计的基本过程，培养学生乐于探索的精神。

教师根据学生完成练习的情况，可了解学生对于设计的掌握程度。

另外通过提高阶段的习题教育学生崇尚科学，要利用科学知识做光荣的事情，反对可耻行为。

板书设计

课后反思

本节课采用传统授课与多媒体教学结合的方法。

为了活跃课堂气氛，加强师生互动，激发学生的学习热情，提高学生注意力，充分发挥学生学习的主体性和创新意识，课堂教学中安排以下教学环节：

1、利用课件增加学生学习趣味，提高老师讲课效率，挤出时间让学生多参与；但传统的板书所列出的提纲亦发挥作用。

2、本节课的设计，利用了新的教学理念，让学生始终主动参与，并更多地关注学生学习时的心理，让学生在自然、宽松、循序渐进的状态下学习，促进学生提高兴趣，提高学习效率；

3、对于教材中的内容大胆进行扩充，并搜集大量设计实例带领学生参与设计过程，让学生明白所学的知识就在我们身边，提高学生学习的积极性。

存在问题：

1、时间掌握不是太准确，对于有些基础差的学生练习时速度较慢的情况没有重视。

2、从课后学生反映和作业情况来看，有部分学生对于前面所学的电路图画法掌握不是太好，在今后的学习中需要进一步加强督促。