1、D觸發器的應用 教 案 數字電子技術項目二 設計與制作六路搶答器電路 任務三 六路搶答器電路制作與調試 教案名 稱： D觸發器的應用 課 程： 數字電子技術 專 業： 應用電子技術 課 時： 6課時 任務三 六路搶答器電路制作與調試本次任務，是針對D觸發器的應用，完成六路搶答器電路的制作和調試。【設計思想】本節課以項目任務為載體，以學生自主學習為中心，通過小組合作的組織形式，為學生營造一個自主學習的環境。充分利用多媒體教學手段結合項目設計，步步設疑、環環相扣、貫通主線，引導學生自主探究，通過學生動手實踐，電路調試來發現問題、探究問題、解決問題，以提高實踐、交流、協作等各方面的能力，為將來成為高

2、技能型人才做好鋪墊。【教學內容】 課程標準要求能根據具體的工作任務，完成簡單數字電路的設計。該課題理論知識來源于由高等教育出版社出版，閻石老師主編的數字電子技術基礎中第三章第3節。對于職業學校的學生，重點是培養解決實際問題的能力，學以致用。因此，參考課程標準采用項目教學，設計了項目二：設計與制作六路搶答器電路來完成這次的教學任務。 本節是時序邏輯電路的基礎內容，為今后學習時序邏輯電路奠定理論基礎，具有重要的理論指導作用。通過本課的學習，讓學生明確數字電路的制作和調試方法，體會到所學知識點相互之間的聯系及在實際中的應用，因此占有非常重要的地位。 這部分知識也是數字電路入門的門檻之一，更是將來從事

3、EDA行業的啟蒙知識,因此，要求學生有較強的分析能力和綜合能力。本項目共有三個任務：1. 完成基本D觸發器的功能測試；2. 用集成D觸發器設計電路原理圖；3. 根據電路原理圖完成六路搶答器的制作與調試。 這次課主要針對最后一個任務：六路搶答器的制作與調試進行教學設計?！窘虒W目標】² 知識目標：1. 掌握D觸發器的基本邏輯功能。2. 理解集成D觸發器的工作原理。² 技能目標：1通過項目調試和分析，培養學生分析問題、解決問題的能力。2通過項目拓展，培養學生查閱資料、利用資源的能力。² 情感目標：1通過項目教學、引導探究，培養學生合作精神。2體驗工程職業素養在學習與工作

4、中的重要意義。² 評價目標： 1.考察學生的學習情況，讓學生學會反思。2.學會評價他人、評價自己，建立自信。【教學重點】六路搶答器的制作與調試過程?！窘虒W難點】通過電路調試歸納總結D觸發器的工作原理【課前準備】1. 信息化資源（1）將本項目學習資料上傳到校園網學習園地、實訓專題學習網站。（2）E-mail、QQ學習交流群用于問題交流。（3）多媒體課件、視頻、圖片、動畫、投影用于課堂教學。2. 實訓設備：六路搶答器電路套件、電烙鐵、數字萬用表等3. 模擬公司生產現場教學，將實訓室組建為生產車間，成立6人/組的生產小組。4. 資料準備：任務書、問題記錄表、課堂教學評價表5.學生準備： 預

5、習準備：教師提前一周布置好學生的預習任務。 根據學生情況進行合理分組、選定組長，制定座位分布表【課堂教學過程設計】（共6學時）教學過程設計教學環節教學內容教師活動學生活動設計意圖1項目認識（10分鐘）創設情境導入新課播放校知識競賽的視頻提出疑問解決“做什么”的問題思考、討論老師提出問題激發學生的學習熱情，培養學生自主探究學習的能力2項目分析（20分鐘）1.明確任務2.交流反饋學生任務書上的相關任務1.布置任務，解決難點 2.引導學生完成任務解決“怎么做”的問題1. 閱讀任務書上的相關任務2.討論任務內容3明確小組分工在達到知識目標的同時，培養學生與人溝通、團隊協作的能力3項目實施（210分鐘）

6、1.復習D觸發器的基本知識2.根據電路原理圖，設計元件布局圖3.整機制作與調試4.歸納總結D觸發器的工作原理1.以提問的方式進行知識點復習 2明確活動要求和任務3組織學生進行交流討論4通過組織、巡視、檢查、指導學生糾正錯誤、改進不足1.積極回答問題，加深理論基礎2各小組合理分工、共同探討交流3將小組實踐過程中所出現的問題全部羅列4通過調試以及數據測量，討論總結并拍代表整理講說1.為增強學生項目認識奠定理論基礎2培養學生發現問題、解決問題的能力3培養學生與人溝通、團隊協作的能力4. 培養學生動手能力以及文字總結、口語表達的能力4項目評估（20分鐘）1歸納總結，對標找差2選出本節課優秀小組、項目之

7、星、優秀作品展示1引導學生自評、互評2總結性評價，賞識性教育1、完成自評和互評2、對標找差，彌補不足1培養學生觀察理解、歸納總結的能力2表揚鼓勵，增強學生學習的信心和積極性5項目拓展（10分鐘）拓展相關知識引導自主學習學生討論、探究思考培養學生查閱資料、利用資源的能力主導人：教師教學方法：情境導入法【具體教學環節】Ø 第一個環節：項目認識 創設情境視頻播放校知識競賽比賽場景，六組參賽選手在主持人發出“開始搶答”指令后，按下按鍵，相應的燈被點亮，同時其他選手無法再搶答。創設情境： 如果讓你來完成這樣一個電子產品的制作與調試，使它能夠對實現搶答顯示的功能，應該怎么做呢？提出問題，小組討論

8、，鼓勵學生采用不同方法，多種渠道進行思考，大膽想象，開拓思維，最終每組提交一份可行性的設計方案。主導人：教師教學方法：引導探究法 項目教學法這一環節讓同學們看一看，主要解決“做什么”的問題。Ø 第二個環節：項目分析 動腦設計明確項目要求：每位選手控制一個搶答按鈕，主持人發出“搶答開始”的信號后，最先搶答成功的選手，相應指示燈被點亮，同時禁止其他選手搶答，直到主持人將系統清零，方可進行下次搶答。本節課我們主要針對該項目的第三個任務：電路的制作與調試。明確任務后老師帶領同學共同解讀任務書，了解任務內容：1、復習D觸發器的相關理論知識，奠定理論基礎2、根據給定的六路搶答器的電路原理圖，以及

9、電路套件，設計元件在萬能板上的布局圖；3、電路板制作，參照企業的生產模式及操作工藝，以小組為單位進行動手操作；4、電路調試：通過調試，要求學生歸納總結D觸發器的工作原理以及電路的工作過程；這一環節讓同學們想一想，動一動，主要解決“怎么做”的問題。主體人：學生學習方法：探究討論 小組競賽教學方法：復習提問 板書設計 歸納總結Ø 第三個環節：項目實施一、 復習D觸發器的基本知識1、D觸發器的功能表（提出問題，學生回答）輸入輸出說明CPD  上升沿0  上升沿1  2、D觸發器的邏輯符號 （提出問題，學生回答） 3、D觸發器的工作

10、特征（根據學生答案，教師歸納總結）D觸發器的輸出總跟輸入是一樣的，所以D觸發器的特征方程可寫成 Qn+1=D；D觸發器亦是利用 CP 時鐘脈沖的邊沿觸發的；因為D觸發器的輸出總與輸入相同，所以通常作為寄存器使用。二、回顧集成D觸發器CD40174的管腳功能和內部結構（知識點復習）3 4 6 11 13 14 數據輸入端2 5 7 10 12 15 數據輸入端1 消除端9 時鐘輸入端16 電源正8 接地本節課重點：學生小組討論，探索研究，教師仿真驗證的方法突出重點三、分發電路套件，電路原理圖，設計元件布局圖整個過程完全以學生為主體，以小組競賽加分方式，吸引學生，人人參與其中 向每組學生分發電路套

11、件和電路原理圖，根據元器件和原理圖，通過小組合作探討的方式設計元件布局圖，并派代表展示設計結果并進行講解，其他同學參與評價，主要探討布局圖的可行性與實效性。教師作為載體幫助同學發現問題，解決問題，最終制定一套科學嚴謹的電路布局圖。1、 原理圖：2、元件布局圖（裝配圖）老師輔助驗證電路可行性，并將元件布局圖畫在黑板上。教學方法：校企結合，巡視指導學習方法：分組合作，動手實踐四、焊接裝配1、介紹企業生產模式，5S管理要求2、介紹焊接注意事項和焊接工藝要求：1）、LED1-LED6一定要搞清楚正負極，不能裝反。2）、集成電路座安裝時注意方向，待全部元件安裝焊接完成才能裝入IC1，不能裝反。3）、按鈕

12、的4個腳，只有對角線或距離短的對應兩腳才是動合觸點。4）、3電源座上三個腳位：中間為電源負極、尾部為電源正極、邊上的可以不接（如接，則是負極）。5）、走線要求橫平豎直，不允許懸空架線；轉角處或引線較長時應加焊焊點。6）、允許利用電阻自身引腳走線，其余元件不允許。7）、LED1-LED6、V1、C1安裝高度引腳部分應為0.5cm，其余元件為貼底板無間隙裝配。五、調試（分兩種調試模式，方便相互驗證）1、第一到第五組同學采用軟件仿真的方式驗證結果。為進一步幫助學生理解，提高分析解決問題的能力，特用Proteus仿真軟件進行仿真演示驗證設計的正確性，與另外五組同學通電調試的結果進行比照，大大調動學生學

13、習的積極性，激發學生的學習興趣。2、第六到第十組同學采用通電調試，觀察顯示現象的方式進行電路調試。以學生為主，教師為輔最終，將兩種調試結果對比聯立，相互驗證。理論上兩種調試結果應完全一致，如有不同，則應分別檢查，進行故障排除。并請各組派一名代表將故障查找和排除的思路及過程講解給大家聽，老師進行評價。本節課難點：學生通過數據測量，現象演示驗證理論知識突破難點六、歸納總結通過調試，要求學生歸納總結D觸發器的工作原理以及電路的工作過程（本節課的難點：采用小組探討，數據測驗，歸納總結的方法突破難點）。讓學生通過儀器設備，測量記錄數據，完成任務書上的問題，從而進行歸納總結：【測一測】數據測量一接通+6V

14、直流電源，不按任何按鍵，完成下列測量。（1）、IC1的8腳電位為 V，16腳電位為 V；（2）、IC1的1腳電位為 V，3腳電位為 V，2腳電位為 V；（3）、V1的基極電位為 V，集電極電位為 V，此時V1處于 （放大、飽和、截止）狀態；【測一測】數據測量二 IC1的第9腳接1kHz、100mV方波，按一下S1，完成下列觀測。 （1）、按下S1后，發光二極管 （填序號）亮，其余二極管 （全亮、全滅）； （2）、按下S1時，IC1的3腳電位為 V，2腳電位為 V；松開S1時，IC1的3腳電位為 V，2腳電位為 V。 （3）、V1的基極電位為 V，集電極電位為 V，此時V1處于 （放大、飽和、截

15、止）狀態；（4）、斷開IC1第9腳的方波信號，按下S3后，發光二極管LED3 （填亮或不亮），方波信號實為D觸發器的 。（5）、按下S7是為了給D觸發器提供一個 信號，使得6個D觸發器的狀態均為 。（6）、用示波器實測IC1第9腳，其波形為 （正弦波、矩形波、三角波），其周期為 ms，占空比是 ，幅值為 V。通過小組討論，每組選送一名學生代表，展示測量結果，并根據該結果總結歸納工作原理及過程。教學難點：以學生為主體，充分發揮小組合作的優勢，探究討論，分組競賽，老師點評指導來突破難點主導人：學生方法：探究實踐自主合作Ø 第四個環節：總結評價（請同學總結本節課的收獲，請同學分組代表發言，

16、其它成員積極補充。）（一）學習總結（可以由學生自己得出） 1.小組討論，請代表簡要敘述本節課的重點內容（教師指導學生歸納總結知識點。）2.每小組的代表總結在制作過程中出現的故障及檢查與排除這些故障的經驗與方法，接著教師作總結。3.將本次課程的疑難困惑寫在問題記錄表1（見附錄1）里，以便教師在下次課程中與學生交流解答。通過總結，培養學生分析能力、自我反思能力、語言表達能力，讓每位學生看到自己與他人的優點與不足，在今后的制作過程中加以改進。 （二）任務評估 通過自評、互評、教師點評三方評價的方式，完成考核評價并填寫理論學習考核評價表2見附錄（2）和實踐考核評價表3（見附錄3）通過小組推薦，全班討論

17、，教師點評，評選班級優秀作品、優秀之星和優秀小組進行表揚。主導人：教師教學方法：引導探究法對優秀作品進行展示，對本節課表現好和有進步的學生進行表揚，采用賞識教育，并給予一定的加分。Ø 第五個環節：項目拓展 實踐探究為了更好的實現工學結合，請同學們課下完成以下設計任務：試用D出發器設計制作“手機一鍵式開關”電路。其具體要求是：利用一個按鍵來完成手機開機與關機的功能，即按一次按鍵，手機關機，再按一次該按鍵后，立即開機。（希望同學們可以自行或相互討論的方法，查閱資料的方式來完成電路原理圖的設計，大膽嘗試，勇于創新，對于電路的可行性可用本節課學過的仿真軟件進行仿真。我將在教師博客上放上電路原

18、理圖供大家參考）引導學生自主學習，探究思考，培養學生查閱資料、利用資源的能力。向學生推薦的網站：（幫助學生進一步學習，更好的培養學生自學能力、開闊眼界）1、http: 電子電路圖網2、http: 無線電制作網【教學反思】一、教學亮點1.采用項目教學，引領學生解決實際問題，在“做中學，學中教”。創造以學生為中心的自主協作學習環境2. 學生分組合作設計元件布局圖，派代表展示講解，學生自行驗證可行性。使學生的創新能力得以發展，突出學生的主體地位。3. 學生能夠及時與教師溝通，學生在家也可以在信息化平臺上自主學習，突破了時間空間的限制。4. 模擬公司生產過程教學，培養學生團隊協作完成生產任務的能力。【

19、教學不足】1、 本次課理論知識抽象度較大，不好理解，應多加強學生對實際問題分析鍛煉；2、 從課后反應和設計過程來看，部分學生的開拓創新、大膽想象的潛力未被充分體現，因此在今后的教學過程中，應注重加強該環節的教學手法設計。注：附錄如下附錄1問題記錄表1班級： 組別： 授課教師： 記錄員： 課程名稱授課日期周次星期節次課 題小組成員問題1、2、3、4、56過程記錄1、發言人和發言內容。2、交流、討論過程3、評價：表揚表現特別突出的同學附錄2理論評價表2班級： 姓名： 組別： 評價項目（100）評價內容自評互評師評學習態度（ 40） 學習任務書的完成情況（20）解決問題的態度（20）    團隊合作（10）積極參加分組討論、團結合作、配合默契、解決疑難問題。   學習能力（50）自我學習能力（20）能積極主動查閱相關資料；收集