苏教版高中通用技术选修1 三、数字集成电路 教案（表格式）

《数字集成电路》教学设计
课题摘要：本节课是电控第三章第三节《数字集成电路》第二课时内容，强调理论结合动手操作实践。通过项目式教学和任务驱动式教学指导学生运用所学数字集成电路的知识，选择合适的数字集成门电路，完成三人表决器组合逻辑电路的设计和电路拼搭。
学科 通用技术 学段 高中 年级 二
单元 第三章 教材版本 江苏凤凰教育出版社 通用技术（选修1）
课程名称 第三节《数字集成电路》（第二课时）
一、学习内容分析
1.教材分析 本节课是本章电子控制系统信息处理的重点，在第三章节中起到承上启下的作用。本节课的安排采用项目式和任务驱动式教学，理论结合实践，围绕三人表决器项目设计这一主线，通过任务分析、探究实践、思维拓展等环节，层层递进。 本节课先是对逻辑门和TTL、CMOS两类集成电路的特点进行知识回顾，进而学习数字集成电路的内部结构和注意事项。在了解数字集成门电路特点及内部结构后，利用设计一般过程、设计的一般原则引导学生用数字集成门电路制作实用电路，让学生通过实践巩固所学的知识，以加深对数字集成电路的理解和体会，初步领略逻辑分析在电子设计中的重要作用，着力提升学生的技术意识、创新设计、工程思维、图样表达和物化能力五大核心素养。
2.学情分析 在前面几节课通过逻辑门的学习，学生已掌握基本门电路的功能(真值表)、符号和简单应用，对于输入与输出的逻辑关系的分析有一个感性的认识，但对于门电路是怎样的电路，是如何进行电子控制系统信息处理，生活中具体电路的应用还是比较茫然的，仅仅从电路的基本逻辑关系设计电路还只是理论设计的阶段，只有通过对电路外围逻辑关系完成的设计训练，才能真正地培养学生的实际动手能力。 由此以教引学，以三人表决器项目设计引入知识由浅入深，通过任务驱动分析探究，观测和试验，表达和陈述，让学生掌握数字集成电路。但因学生的动手能力不同，在第一次使用集成电路进行实践的过程中，会遇到很多问题需要教师引导和启发。教师需在巡视中发现问题，运用相应的技术方法和手段，进行有针对性的指导，并强调操作过程的规范性。
3.教学目标（含重难点） 知识与技能目标 （1）知道常见的数字集成电路的类型。 （2）初步学会用数字集成电路安装简单的实用电路装置。 过程与方法目标 （1）会分析和解决数字集成电路设计过程中出现的常见问题。 （2）让学生动手操作，完成一项综合实践制作。 情感态度和价值观目标 （1）通过项目式教学和任务驱动式教学，让学生体会逻辑控制思想，学会用数字集 成电路完成实用电路装置的设计； （2）通过小组合作和任务驱动，培养团队精神，增加学习的兴趣，树立明确学习的目的性。 教学重点：常见的数字集成电路的类型及作用。 教学难点：能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。
二、教学环境选择
□简易多媒体教室 交互式电子白板 □网络教室 □移动学习环境
三、教学过程设计
教学环节 活动设计 信息技术使用说明
情 境 导 入 【图片展示】 展示：各种体育赛事、校园歌手比赛等图片。 提问：在这些赛事中往往少不了默默奉献的身影，是什么呢？-----引出表决器 任务提出：为余高诗词大赛设计一个评比表决器。 思考：该三人表决器电路会有哪几部份组成？该电路是模拟电路还是数字电路？ 学生： 观察与思考。 （任务驱动：引起学生实现自己设计作品的欲望，引出本节内容。） Ppt播放： 图片：
分 析 与 讨 论 【知识回顾】：基本逻辑门 思考：门电路在实际电路中是一个什么样的？ 总结：逻辑门是构成数字电路的基本单元，实际电路中用到的是一个集成块。 【分析】数字集成电路（以与非门为例） 数字集成门电路引脚编号 以缺考为标志，靠左逆时针按顺序进行编号。 数字集成门电路内部结构 四二输入与非门，注意内部门电路的输入和输出管脚对应的编号。 4、数字集成门电路供电 7脚接地，14脚接VCC。 TTL类型：工作电源5V。 CMOS类型：工作电源3-18V 学生观察集成块实物图，分析讨论数字集成电路的特点。 图片展示分析：
设 计 与 实 践 【任务要求】： 评委设置：主评委1人，副评委2人。 评判规则：主评委具有一票否决权，只有当两位或两位以上评委（必须含有主评委）投赞成票，选手通过比赛。 【设计活动】 任务1： 根据设计要求，将问题逻辑化。 A（B，C）:开关按下输入为1（输入高 电平），开关断开为0（低电平）。 Y: 灯亮为1（输出高电平），灯灭为0 （低电平）。 请用开关和发光二极管等电子元件分 别画出输入部分和输出部分电路。 任务2： 根据能使输出为1的条件，分析输入与输出的逻辑关系，列逻辑真值表。 任务3：根据逻辑真值表，列逻辑表达式，并化简。 Multism仿真软件演示真值表与逻辑表达式的转换。 任务4：电路设计 根据逻辑表达式选择合适的逻辑门进行电路设计，A为主评委开关，BC为副评委开关，LED模拟表面通过的灯。 Multism仿真软件演示逻辑电路功能。 【实践活动】 任务5：选择合适的数字集成门电路，用面包板套件完成电路的拼搭。 教师巡视（个别指导与集体指导） 提醒：电路搭接注意事项 1、数字集成门电路引脚编号； 2、数字集成门电路TTL型电源供电问题，要选择5V供电（面包板中提供了两个电源3V和5V）。 3、数字集成门电路在面包板中要注意正确操作方法。 4、数字集成门电路7脚和14脚要注意上电。 学生思考分析：如何对表决器电路输入部分和输出部分的设计。 学生分析：电路输入和输出逻辑关系，画逻辑真值表的形式分析逻辑关系。 学生根据逻辑真值表思考并提出不同的逻辑表达式方案，填好任务单。 观看和倾听教师用Multism电子仿真软件真值表与逻辑表达式的转换。 学生根据逻辑表达式思考并画出不同的逻辑电路图方案。 观看和倾听教师用Multism电子仿真软件演示学生设计的逻辑电路图，获得电路设计成功后的成就感。 以小组合作形式进行电路的搭建和调试。让学生在实践的成功中，在搭建和调试过程中促进知识的掌握并锻炼团队合作能力，提升动手实践能力和技术素养。 平板电脑投屏两位学生设计的输入电路和输出电路比较分析 平板电脑投屏列的真值表和表达式，呈现学生分析思路。 Multism电子仿真软件验证真值表转换逻辑表达式。 Multism电子仿真软件演示学生设计的电路功能实现情况。 用fritzing虚拟软件演示示范面包板的使用 实物投影：展示学生拼搭的电路作品并试验验证电路功能。
小 结 提 升 数字集成电路的类型及结构 数字逻辑电路的设计及步骤 3、电路设计的模块化思维
作业 思考：若只能选择一块集成门电路，可以选择哪种门电路实现电路功能？是否可以用与非门来实现？完成电路连线及拼搭。
板书 设计 数字集成电路 电路的组成 1、输入部分 2、控制部分 3、输出部分 数字集成电路 1、管脚编号 2、供电端口7-地 14-VCC 数字逻辑电路设计步骤 画逻辑真值表 列逻辑表达式 画逻辑电路图 电路拼搭
四、教学评价设计
1.评价方式与工具 课堂提问 书面练习 制作作品 测验 □其它
评价标准正确检测和使用元器件电路搭接规范正确电路安装清晰简洁美观电路显示功能正常自我评价小组互评反思记录获得（）个A
评价指标：A为很好 B为较好 C为一般 D为合格 E为不合格
五、教学反思
教学效果评述： 通过任务引领，学生积极思考，动手实践； 学中做、做中学、教学做合一的教学模式，提高学生的学习效率； 教学效果：全班近90%的学生完成了三人表决器的设计和制作。 需改进之处： 个别小组合作分工还不够明确，这样一定程度助长了个别学生的懒惰思想，影响了知识和技能的提升。