《组合逻辑电路的设计》教学设计
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1 组合逻辑电路的设计
一、设计思想
在新课程理念下，坚持以教师为主导，以学生为主体的教育教学理念，在教师的启发式教育教学下，引导并帮助学生开展探究性的协作学习，教学中充分体现学生的主体，让学生在掌握知识的同时又能培养他们的创新精神和实践能力，又可以激发学生的兴趣，实现教与学的良性循环过程。
在《组合逻辑电路的设计》这节内容教学的过程中利用学校的多媒体教室和实训室的条件，在教师的引导下组织学生进行自主学习。根据教材、教学对象分析，采取以下教学思路：温故知新→任务驱动→探究新知→巩固提高→学以致用。通过教师讲解和学生实际操作，以多媒体教学方法、启发式教学、实验演示验证法、常识教育法组织整个教学过程。教学中领用多媒体教学软件，数字电路仿真软件等将文字、图片、实物训练有机结合。通过本课的学习，让学生明确组合逻辑电路设计的思路与方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。
二、教材分析
本节内容选自高等职业院校教材《工业电子技术基础》第五章第5节的内容，本门课程是机电一体化专业的一门专业基础课，该课程的理论性和实践性都很强，在教学时间分配上理论和实践各占50%，本次授课时间为90分钟，理论和实践时间各占45分钟。
本节内容主要讲述组合逻辑电路的设计步骤，并结合实例讲述组合逻辑电路设计的思路和方法。该内容在教材中起着“承前起后”的作用，既是对前面所学的逻辑电路图、真值表、逻辑函数表达式以及逻辑代数等知识的综合应用，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。
三、学生分析
本节课的授课对象是机电专业大专班的学生，该班级的学生热爱思考，乐于尝试，同时本节课中涉及到的列真值表，写表达式，化简，画逻辑电路等知识同学们在前面都已经掌握，为本节课理论部分的学习打下了良好的基础，在实践部分，同学们已经会根据逻辑电路来连接实际的实物电路，为电路的仿真提供了方便。 2 四、教学方法分析
新课程提倡“创设学生主动学习的教学情景，引导学生积极参与探究活动，激发学生学习化学的兴趣”，本节课采用如下教学方法：
1．多媒体教学法：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。
2．启发式教学法：通过一个实例的引入，培养学生分析问题和解决问题的能力，从而达到举一反三的目的。
3．实验验证法：通过学生亲自做实验，来激发学生的好奇心和求知欲。
五、教学过程设计及分析
授课班级 10机电1、2 授课时节 2课时
教学目标 知识目标：1．掌握组合逻辑电路的设计步骤；
2．掌握门电路在实际生活中的具体应用。
能力目标：1. 能够正确识别74LS00芯片的各引脚功能；
2．能正确应用74LS00芯片进行简单逻辑电路的设计。
情感目标：1．培养学生乐于动脑、严谨治学的学习态度和精神；
2．让学生在学习过程中有成功的欲望和获得知识后的喜悦。
教学重点 组合逻辑电路的设计思路和步骤
教学难点 1．用逻辑变量之间的关系来分析实际问题；
2．要求学生学会用TTL小规模集成块来设计实际的电路。
教学方法 多媒体教学法、启发式教学法、实验验证法
课程类型 新授课
教 具 多媒体、数电实验演示台
授课环节 组织教学→复习→导入新课→讲授→教师演示验证→学生实验→总结
教学过程 教 学 内 容 教学活动及设计思路
组织
教学：1＇
复习：3＇
检查学生出席情况，集中学生注意力。
1．组合逻辑电路分析的基本步骤是什么？
2．说出下面逻辑电路的逻辑功能。
教师提问，学生回答。
这两个知识点是本节学习的基础工具，学生对他们掌握之后才能用这些门电路来搭 3
导入：6＇
新课：
6＇
问题：在“中国达人秀”的比赛现场，有3名裁判，一个主裁判，两个副裁判，当至少有两名裁判同意且必须有主裁判同意时，选手才可以顺利晋级。试用芯片74LS00设计一个表决器，来实现这一逻辑功能。
我们看下面的一张表格：
主裁判 副裁判1 副裁判2 判决结果
× × × ×
× × √ ×
× √ × ×
× √ √ ×
√ × × ×
√ × √ √
√ √ × √
√ √ √ √
我们可以从表格中得到三位裁判之间有怎样的逻辑关系呢？我们如何用所学的知识来表示这三者之间的关系？这就是我们今天和大家一起学习的组合逻辑电路的分析与设计。
一、组合逻辑电路的设计步骤
1．根据实际问题的逻辑关系，列出相应的真值表；
2．由真值表写出逻辑函数表达式；
3．化简逻辑函数表达式；
4．根据化简得到的最简表达式，画出逻辑电路图。 建一个具有一定逻辑功能的数字电路。
思考：给出逻辑功能，如何设计符合该功能的逻辑电路？
以创建问题情景激发学生兴趣为导入新课的指导思想。
通过表格将问题进行简化，引导学生从表格中抽象出各逻辑变量之间的逻辑关系。从而提出问题，引入新课内容。
这是本节课的重点。
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二、应用举例
解决新课前提出的问题。
步骤一：列真值表
设A、B、C分别为3名裁判，其中A为主裁判，B、C为两名副裁判，同意选手晋级为逻辑1，不同意为逻辑0，设F为选手，成功晋级为逻辑1，不能晋级用逻辑0，则根据问题要求列真值表为：
A B C F
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1 0
0
0
0
0
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步骤二：写表达式
根据真值表写出逻辑表达式：
ABCCABCBAF
步骤三：化简
ABACABACBCACABACABCCABCBAF•)(
步骤四：画逻辑电路
方案1：用与或门实现
ABACF
方案2：用与非门实现
ABACF•
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。
任务启动之后，学生根据列出的设计步骤，分析思考，分组讨论，教师巡回指导，在这个交流过程中，引导学生自主探究、合作学习，同时巩固加深了对本节课重点的理解。
化简过程，学生进行。
分析比较这两种方案的逻辑电路，虽然都用了3个基本门电路，不同的是方案1中用到2种门电路，方案2中只用1种门电路；对比之下，方案2门电路种类单一，相对较好。从而引导学生思考如何设计出经济又实用的组合逻辑电路表达式。
教师补充：在实际的组合逻辑电路的设计中，通常用“与非门”来实现，这样可以减低成本，避免不必要 5
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三、演示实验
根据方案2的逻辑电路，在数电实训台上用74LS00芯片来验证判决电路。
四、练习
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数字逻辑电路。
上网查询几种血型之间的输血规则（比如A型血可以输血给A型血）。
1．根据题意确定输入、输出变量，找出本题的逻辑关系。
2．现设定输血者血型用变量AB表示，受血者血型用变量CD表示。用00表示O型血，01表示B型血，10表示A型血，11表示AB型血。变量Z表示配型结果，Z=1表示可以输血，Z=0表示不可以输血。根据假设列出真值表并写出逻辑表达式。
3．将逻辑函数表达式化简，回忆化简的两种方法。
4．根据化简后的逻辑表达式画出与非门组成的逻辑电路图。
五、归纳小结
组合逻辑电路的设计步骤归纳为：
列表——得式——化简——得图
六、课后作业：课本P125 5-21、5-22 的人力和财力的浪费。
学生亲自演示验证，让学生深刻理解所学知识，也增强了学生学习的乐趣。
为了更好地将理论知识用到实处，强化所学知识，根据前面分析例题的方法步骤来巩固练习，学生再次分组思考、讨论，并将讨论的结果运用于最终的成果上，即实现电路的验证。
教师巡回指导，强调问题中实现的是故障报警信号。
通过简练的语言将本节课的知识归纳总结。
六、学习准备
