基于数字电子技术“三人表决器的设计”项目化教学设计
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作者:雷艳华 马彩兰
摘 要：课堂教学设计是指教师为了达到预期的教学目标，运用系统的和程序的观点和方法，对整个教学过程进行的整体把握和系统的规划过程。通过该次课的设计，把理论教学和实践教学相结合，在基于理论学习的基础上，通过实践可以提高学生的综合实训技能。该文通过教学分析、教学设计、教学过程和教学反思这4个方面，对“三人表决器的设计”教学内容进行项目化教学设计，在各个不同的教学环节，采用不同的教学方法和教学手段，通过理论联系实际，激发学生的学习兴趣，让学生运用所学知识去分析问题、解决问题，在轻松愉快的环境中学习知识，掌握技能。
关键词：数字电子技术 表决器设计 教学设计
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（b）-0159-02
《数字电子技术基础》课程作为高职电子类、机电类和电气类专业的一门核心专业基础课，该课程理论与实践并重，在教学体系中占有十分重要的地位。依據各个专业自身的特点，理论教学既为实践教学奠定基础，又为实践教学提供理论指导。该节课采用项目化教学设计了“三人表决器的设计”，下面向大家展示该节课的设计过程并进行讨论。
1 教学分析
1.1 教学内容
该节课选自高等职业院校“十二五”规划教材《数字电子技术》项目一任务四的内容。该门课是2017级应用电子技术专业的一门专业基础课，在这之前已经学习过《电工技术》和《大学物理》这两门课。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%，此次授课时间为100min。
该节内容主要讲述组合逻辑电路的设计步骤，并结合实例设计三人表决器。该内容在教材中起着“承前启后”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、译码器等组合逻辑电路的学习奠定基础。
1.2 教学目标
根据实际情况，结合教学大纲，制定了该节课的教学目标[1]。
1.2.1 知识目标
（1）了解组合逻辑门电路的逻辑功能。
（2）理解真值表、函数式、逻辑图关系。
（3）掌握组合逻辑电路设计的方法。
1.2.2 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。
1.2.3 素质目标
（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。
1.3 学情分析
在学这节课之前，学生会用一些简单的实验仪器，该节课中涉及到的列真值表、写表达式、化简表达式、画逻辑电路等知识学生在上节课都已经掌握，并且学生已经会根据逻辑电路来连接实际的实物电路，有一定的动手制作电路的能力。然而一部分学生基础知识薄弱、动手能力弱，所学知识缺乏操作实践性。
1.4 教学重点和教学难点
根据学生的学情分析和教学经验，制定了该节课的教学重点和教学难点。
1.4.1 教学重点
（1）组合逻辑电路设计的思路和步骤。
（2）表决器的设计过程。
1.4.2 教学难点
（1）组合逻辑电路设计的方法。
（2）要求学生学会用TTL小规模集成块来设计实际表决器电路。
（3）74LS00芯片的识别与检测以及电路的连接与调试。
2 教学设计
该节课主要注重培养学生的3种能力：自主学习、体验探究、总结反思。让学生从之前的“我学会了什么”，变成“我会学什么”。教学过程中把多媒体教学法、启发式教学法和实验验证法3种教学方法相融合，来激发学生的学习兴趣，培养学生的学习能力，以此来突破教学中的重点和难点，真正地实现在做中学、在做中教的教学理念[2]。
3 教学过程
为了使学生更好地掌握这节课，笔者将整个教学环节分5个过程：自主学习、小组讨论、体验探究、展示点评、课后提升。不同的环节采用不同的教学资源和教学方法。
3.1 自主学习
课前，对学生进行分组，学生预习上节课预留的任务，并在微信群里和老师、同学进行交流，培养学生自主学习的能力。这样，老师可以了解每个学生知识预习的情况，从而做到心中有数，更好地掌控课堂。课前进行复习提问，由学生回答，对上节课所学的知识进行巩固。
导入新课，提出今天的任务：在多媒体上播放一段中国达人秀视频，让学生注意看评委选择选手时的规则。通过创建情境，从身边的实例切入课堂，通过教学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。
由视频提炼出实际问题，试用芯片74LS00设计一个表决器，来实现这一逻辑功能。
引入新课内容：组合逻辑电路的设计。师生互动，共同学习设计步骤。
3.2 小组讨论
根据设计步骤，小组进行讨论，小组之间进行抢答，每个小组推荐一名同学进行讲述设计的过程，对出现的问题老师进行点拨，以此来解决新课前提出的问题。
下面看下学生设计的一个完整的过程。（1）逻辑赋值，把抽象问题进行具体化。（2）列真值表，表格进行类比迁移，对照学习，将实际问题的逻辑关系转化为专业语言，从而突破难点。（3）由真值表写出表达式。（4）进行表达式的化简。（5）画逻辑电路图，根据设计的要求，我们要用74LS00来实现电路，因此，把化简结果转化成与非门的形式。全部用与非门实现结果，可以降低成本，避免不必要的人力和财力的浪费。 3.3 体验探究
设计过程完成之后，为了验证设计过程的正确性，我们将在数字电子技术实验台上进行实验验证。通过实验验证，抓住教学重点：如何完成表决器的设计。学生体验尝试表决器的设计，探究设计的实现结果，有两种情况灯亮或者灯不亮。3个裁判都不选择，灯不亮，选手不晋级。其中两个裁判选择，灯亮，表示选手晋级。学生在实际操作时，遇到困难，查找资料，相互探讨，合作探究，实现“做中学”。通過分组实训将理论知识与实训技能对接，体现我校专业课教学改革课程对接岗位、内容对接技能的教学理念。
3.4 展示点评
电路连接、调试成功之后，同学之间进行展示点评。小组轮流查看其他小组的实验演示结果;要声音洪亮、条理清晰地陈述实验过程，具体实验结果要表述清晰。在师生点评的时候，点评要表达清楚，先评对错，再评表达，可加上自己的见解，被点评的学生要将错的知识点及时记到实训本上。通过学生互评，发现问题，自主解决，体现了以学生为主体的教学理念。了解学生，发现学生的潜能;培养学生团队精神和创新能力。点评和互评之后评出表现最好的小组，第一小组，对他们提出表扬。
3.5 课后提升
为了检验学生新课学习情况，更好地将理论知识用到实处，强化所学知识，攻克难点。给学生布置一个课堂作业，根据前面的分析方法和设计步骤来巩固练习，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。
最后对该节课所学内容进行总结，强调该节课的重点和难点。并进行课后作业的布置。
4 教学反思
4.1 成功之处
在教学过程中，以学生为主，教师起到主导作用，调动了学生学习的积极性、主动性、创新性;通过师生之间的互动，不断激发学生的求知欲和学习的热情，营造充满激情的教学氛围，使课堂教学充满活力。
4.2 不足之处
由于每个学生的素质、学习态度、学习能力都不一样，在教学过程中没有很好地顾及层次稍微差的学生。需要改进措施。比如让其担任小组长的角色，避免滥竽充数的现象。
参考文献
[1] 宁慧英.数字电子技术与应用项目教程[M].北京：机械工业出版社，2016.
[2] 陈华敏，曹婷.基于项目“三人表决器”的电子设计自动化课程流程设计[J].价值工程，2017（35）：108.
[3] 刁亮琦.浅议中职《数控编程与操作》课程的有效课堂教学[J].中国培训，2019（5）：26-27.
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