资源简介

一位十进制数码显示电路的设计
——编码、译码之初探

信息化教学设计方案

目 录
教学基本情况设计理念 2教材分析 2学情分析 2设计亮点 2教案首页 3板书及附表 4教学过程实施课前自学 5颁奖及引任务 5步骤一 设变量 6步骤二 列真值表 6步骤三 选元件 7步骤四 查手册 8步骤五 仿真搭接 9课后作业 9课后拓展 10后续1 10后续2 10
教学基本情况
【设计理念】
在信息瞬息万变、技术飞速更新的科技时代，我们在培养学生的过程中，应该如何更加行之有效的授之以“渔”呢？首先，教学内容应该“源于生活、归于生活”，与实际工作岗位有效接轨；其次，授课过程中要给学生创设更多探索学习的机会，找准切入点，让学生在探索中学会猜想、验证、推理，学会自己答疑解惑、求新求异，进而有效提高自我学习能力；同时，还要借助信息化技术更加直观的呈现理论知识，增强学生的求知欲，使其具有更加系统的理论基础，在今后的工作岗位当中，学生才能进行多维度思考，既考虑技术性、又考虑能效性、安全性，从而真正提高学生的自我学习“高度”。
【教材分析】
所用教材《数字电子技术》为十二五国家规划教材，高等教育出版社出版，对应电气专业，专业、核心、基础课程！该教材既突出新器件、新技术的应用，更注重思维严谨、技能精湛等专业素质的培养。本次授课选自第二章中整合后的任务三，这一内容既是对前述电路设计步骤的进一步熟悉，又是后续四位十进制显示电路的基础，在整个第二章中起着承前启后的作用。授课学时为2课时。
【学情分析】
授课对象为电气专业中职二年级学生，曾经接受2周职业素养培训的他们，比较敢于展现自我。已学习《电工基础》、《模拟电子技术》等课程，已了解简单数字电路的设计步骤，熟悉MULTISIM仿真软件的基本操作，正跃跃欲试，想自己设计一个较复杂的实用电路。而他们在学习过程当中，容易：对简单知识浅尝辄止、不求甚解（轻简单）；对复杂知识感觉高不可攀，存在畏难心理（惧复杂）；对抽象知识颇感头疼，缺乏学习兴趣（厌抽象）；同时，具有很强的学习目标性（重目标）。
【设计亮点】
结合学情和授课内容特点精心设计了“四化课堂”——简单知识趣味化、复杂知识熟悉化、抽象知识生活化、整个学习过程目标化。
以一个典型任务为载体，五个设计步骤为主线，再借助云班课、微课等信息化技术，多种教学手段合理结合，有效实现了“四化课堂”,进而逐步达到既定目标！（见附表1）
通过影片分析、游戏等环节合理创设编码、译码情境，进而强化重点；通过讨论、拓展等活动，注重对学生专注细节、精益求精等工匠精神的渗透并突破难点。
通过每个环节的阶段性评价，更加客观、有效的实现了对学生的形式多元化、目标多维度评价，真正做到测评不断，贯穿始终！（见附表2）
XX学院一体化课教案（首页）
课 程 数字电子技术 课 题 一位十进制数码显示电路的设计
使用教材 数字电子技术 任课教师
班 级 15电气3班 所属专业 电气自动化设备安装与维修
实施地点 计算机房（课堂教学） 授课时长 2课时
总课时 60 周课时 6
教材处理 采用王连英主编的《数字电子技术》教材，选取第二章第2、3节的内容整合为一个典型任务“一位十进制数码显示电路的认识”，补充学材1、学材2、学材3的内容。
教学目标
知识目标：
1.进一步熟悉十进制数、8421BCD码、七段代码之间的转换。
2.理解编码、译码的含义。
技能目标：
1.能通过查阅真值表逐步完善电路设计方案。
素质目标：
1.通过游戏环节，培养严格的规则意识和团队协作能力。
2.锻炼结合生活经验思考专业知识，也即是知识迁移能力。
教学重点 教学难点 重点1：一位十进制数、8421BCD码、七段代码之间的熟练转换。
突出策略——简单知识趣味化
采用游戏比拼，有奖竞列、对比找不同等多个环节，多次重复运用此知识点，寓教于乐，促使学生对简单而又重要的知识点更加熟练。
重点2: 编码、译码的含义。
突出策略——专业知识生活化
让学生先观看电视剧《潜伏》的某一片段，分析影片情节参与有奖竞“记”，再通过知识迁移，学生自己概括总结出编码、译码概念。观看影片学新知，既增加学习兴趣又帮助理解、加深印象。
难点：查阅真值表时对“低电平有效”的理解和应用。
解决方法：对于这一概念，单纯从字面意思上讲解时学生还是理解模糊，不会灵活运用。为此结合实际电路，先鼓励学生大胆猜测，后续通过“找不同”环节，自己查证、总结出这一概念再加以运用。这样，通过 “找不同、学新知、学即用”，学生更容易接受。
教学方法 学法：小组讨论、合作探究；教法：任务驱动、情境创设；
教具准备 计算机（装有Multisim、ppt、视频播放、弹幕等软件）、游戏标签、扑克牌、实际电路板、学材1、2、3。
教学反思 已改善：1、借助微课，学生更容易理解游戏规则且节约课上时间，使得更多学生真正参与到游戏中来；2、通过影片分析学习新概念，学生参与度更高了，学习更轻松高效；3、自己制作了“列写真真值表”测评软件，可及时了解每个学生的掌握情况。待改进：1、游戏主持人也可试着让学生担任，锻炼组织协调能力。
板书及附表
板书
注：整个授课过程中，通过板书逐步完善电路设计方案，使学生可以统观大局，系统学习，也方便教师课终总结！
附表1：课内教学过程概述（未含任务引入和课后拓展部分）
附表2：具体测评统计（形式多元化、目标多维度、更客观高效）
教学 环节 教学内容 师生活动 设计意图
课前自学 学生登录云班课，复习旧知、自学新知，充分做好上课准备。
1.观看微课1，复习七段数码管的工作原理并完成测验。
2.观看微课2，自学编码、译码等新内容并完成测验。
3.观看微课3，学习课中所玩游戏规则，并试玩一次！
学生课前登录云班课自学并测试
师：1)上传资源到云班课并分发任务。2)根据测评结果确定教学难点并优化教学设计。
生：观看微课、完成测试。
微课复习，
方便学生根据自身基础自由控制复习知识点和复习时长，使教师可兼顾基础不一的学生。
课前看微课
学习游戏规则，帮助学生理解，节约课上时间，提高学生课中参与游戏的广度和深度。
新课（始）

颁奖及引任务
5
分钟
1.【抽牌颁奖】
根据课前云班课上完成情况，奖励经验值排名前三的学生
各一次抽牌机会。

公示自学排名 抽牌颁奖
2.【弹幕叙述】

学生操作实际电路 弹幕叙述
一名学生演示实际电路工作过程，其他学生观察现象，通过弹幕用一句话叙述该电路功能，比比谁描述的更精确！引出本次课任务——一位十进制数码显示电路的设计。
师：公示云
班课上各学
生自学经验
值，点评并
颁奖。
生：抽牌
师：引导学生先叙述关键词，再将关键词串联起来，引出本节课的任务
生：观察、弹幕叙述。

抽牌颁奖，既激励学生自学积极性，充分做好上课准备，又活跃课堂气氛。
弹幕可实时公示学生观点，有助于互相参考学习，更增加趣味性，使学生踊跃发言，锻炼语言表达和专业术语运用能力。

步骤
一
设
变量
5
分钟
根据电路功能要求设置输入、输出变量。
1.【图片感知】
观察实际电路图片，确定输入变量、输出变量。
电路实物
2.【设置悬念】
暗示学生思考为何在电路板上的输入端中没有数字0对应的按键？
最终结论：电路中有9个输入变量，7个输出变量。
师：问：“此电路有几个输入变量，几个输出变量？”。
生：观察图片归纳总结。
师：问而不答
生：思考，后续自己寻找答案。

实物图片感
知，帮助思考。
问而不答，
设置悬念。为后续引出新概念“隐含端”埋下伏笔！

步骤
二
列真值表
25
分钟
按照输入、输出变量之间的逻辑关系列出真值表
1.【问题引导】（5分钟）
问题1：若要显示某一位十进制数比如数字“9”时，各输入、输出变量的状态如何？（引发学生思考：用什么方法代表9输入端有效？用“高电平1”还是“低电平0”表示有效？）
问题2：如何实现输入、输出之间的转换，如果不能一步到位的话怎么办？（引发学生回忆已学过的一种代码——8421BCD，用其作为代码转换桥梁）
2.【游戏比拼】（10分钟）
锻炼学生对一位十进制数、8421BCD码、七段显示码之间的转换能力。
（1）试玩一次 （2）游戏正式开始 （3）积分榜公示比赛结果

玩游戏 积分榜
3.【个人竞列】（10分钟）
每位学生扫描二维码或登录链接进入教师自制测试平台，总结上述游戏过程列写真值表，比比谁列的又快又准确。

测试链接及二维码 测试平台
师：1）提问；2）问而不答，鼓励学生大胆猜测，后续自己查证、总结。
生：思考质疑。
师：提醒注意事项并发放标签，监督！
生：对游戏规则提问，准备好后玩游戏。计时员计时。
师：出示二维码和登录链接。
生：登录测试平台，列写真值表。
举例提问，
逐步引导学生自己分析总结。
活跃课堂气
氛，锻炼团队合作意识的同时，运用代码转换这一知识重点。
注：游戏评分时更注意鼓励劳有所得，重在参与。
测试软件可
快速评比，使教师更加及时、准确的把握每个学生对该知识点的掌握情况。
通过游戏比
拼、个人竞列等多个环节重复运用代码转换这一教学重点，促使学生对简单而又重要的知识点更加熟练。既寓教于乐，又强化重点1。
步骤 三
选
元件
15
分钟
根据所列真值表选择元器件——编码器74LS147、显示译码器CD4511
1.【观看影片】（1分钟）
看电视剧《潜伏》的某一片段
2.【有奖竞“记”】（9分钟）
分析影片情节，参与有奖竞“记”
剧中农夫呼叫深海，说出的一串数字是什么？
深海最后得到的消息是什么？
以上两者有何关系？ （引出编码、译码概念）
（注：答错扣2分，答对加3分）
3.【知识迁移】（5分钟）
学生回顾上述有奖竞“记”，通过知识迁移总结本电路中的编码、译码概念。教师给出相应型号。 （74LS147、CD4511）
注：教师用ppt一步步呈现编码、译码、显示译码的定义及相互关系，强调译码、显示译码的区别，显示译码严格意义上说是代码转换！

师：播放影片片段；
生：观看
师：引导提问。
生：回忆、思考。
师：总结并给出各器件型号。
生：知识迁移，做笔记

观看影片学新知，使得专业知识生活化，既帮助理解，又加深印象。

有奖竞“记”，既活跃课堂气氛，又考验学生的记忆能力。
锻炼学生的
知识迁移能力。
步骤 四
查手册
30
分钟 查阅所选元器件数据手册——真值表。
1.【分组讨论】——（找不同）（10分钟）感知
找出74LS147标准真值表和步骤二中自编真值表的不同，完成学材1。

分组讨论 对比找不同
2.【成果汇报】——（学新知）（10分钟）理解
1) 组内随机抽取一个同学，汇报上述过程中本组的讨论结果。（注：找到一个不同点小组每人加2分，若同时能回答原因再加2分，本组回答不了的，别的组可以回答，答对一道加2分。）
学生进行成果汇报
2) 教师引导学生自己思考解答步骤一、二中留下的疑问，归纳总结出以下新概念。
input（输入端）、output（输出端）
“X” “任意电平” 引入新概念：“普通编码”、“优先编码”
高电平有效 引入新概念：“低电平有效”
如何对0进行编码？ 引入新概念：“隐含端”、“十线-四线编码”
3.【完善电路】——（学即用）（10分钟）运用
1）教师引导学生根据真值表查阅结果完善电路设计方案，引出反相器74LS04。
2）运用刚刚所学知识，再查阅另一元件CD4511的标准真值表，确定输入输出端和各控制端是高电平有效还是低电平有效？

师：发放学材2
生:5人一组分组讨论，对比找不同。
师：抓阄抽取学生汇报。
生：上台汇报展示。其他学生可以适时补充。
师：引导。
生：自己答疑解惑、概括总结。
师：引导。
生：再次对比分析，完成学材2！ 让学生将自己刚刚编写的真值表与标准真值表进行对比找不同，用熟悉带动陌生，增加学习内驱力和目标性；无形也中锻炼了对真值表的查阅能力。
随机抽学生汇报，促使组内同学不耻下问，强帮弱，共同进步。
学生问、学生答，发挥学生的主体性。
将多个零碎
理论知识点渗透到一个系统的任务中分析，使学生学习更有目标性。
立即运用刚
刚所学知识解决问题，锻炼知识应用能力。

步骤
五
仿真搭接
10
分钟
用实际元器件完成逻辑电路的搭接与仿真（仿真演示如下图所示）
1.【电路搭接】（6分钟）
教师发放已布局好元件的半成品电路，要求学生分组合作，运用MULTISIM仿真软件，完成所剩接线。
分组合作搭接电路
2.【仿真演示】（4分钟）
在最先完成的组内，请一名学生演示电路各种工作情况。
学生仿真演示
师：巡回指导。
生：分组合作，完成接线并仿真。
师：总结
生：一名学生仿真操作，其他学生注意观察，回顾所学知识。
主要考核学
生对在前一步骤中，对CD4511真值表的查阅情况。同时锻炼学生的自我学习能力、团队合作能力。
用形象直观
的方法再次复习巩固所学知识，加深印象。
新课（终）
课后作业 学生登陆云班课完成下列作业：
到云班课资源库下载仿真文件：“编码器74LS147功能仿真”、 “显示译码器74LS147功能仿真”、“共阴极、共阳极七段数码管工作原理仿真”，仿真复习。
2、完成测试活动。 可根据自身在课堂上的掌
握情况，有选择性的下载文件进行仿真，巩固薄弱环节。使教师兼顾学习进度不一的学生。
课后测试活动，学生可以对
已学知识点进行复习巩固，教师可及时了解每位学生对各知识点的掌握情况。
课后拓展 学生登陆云班课完成下列任务：
下载完成拓展01（见学材3），选择不同的编码器、显示译码器、七段数码管的型号，查阅真值表思考不同的数码显示电路设计方案。
再次下载观看微课2“编码、译码的认识”，复习编码器，自学译码器。
微课2
锻炼应用、分析、设计能力。
课堂上讲解译码器时，仅详
细介绍了显示译码器。让学生观看微课自学其他译码器知识，实现自我提升，知识衔接更紧密。也及时满足了学生的学习需求。
后续1 一位十进制数码显示电路的仿真测评。
注：采用课中已经讲过的原电路方案最多为70分。采用新方案最高为100分。 培养创新思维，也是对每位
学生在上述课后拓展中的完成情况，进行技能考核。
后续2 四位十进制数码动态显示电路的仿真。（在已学编码器、显示译码器的基础上，再学习数据选择器、译码器的应用。） 滚雪球式学习法：逐步添
加新知识，且联系紧密，使得整个授课过程自然流畅，水到渠成。

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