学习领域一四人抢答器的制作（教案设计）教师：学期：机电专业，第二学期日期/时间：2012年3月1日目录学习领域一四人抢答器的制作 (1)一、主题和目标 (4)二、课时安排 (4)三、初始条件分析 (4)（一）学生条件分析 (4)（二）教师条件分析 (4)（三）外部条件分析 (5)四、学习内容 (5)五、学习目标 (5)六、教学组织 (6)（一）教学方法 (6)1、宏观教学法--完整行动教学法 (6)2、微观教学法 (6)(二）教学重点难点： (7)1、教学重点： (7)2、教学难点： (7)（三）课堂流程 (7)1、咨询阶段：1课时 (7)2、计划、决策阶段：0.5课时 (8)3、实施阶段：1.5课时 (8)4、检查评估阶段：1课时 (8)(四）所用教具 (9)七、评估方法 (9)1、汇报工作成果： (9)2、学生自我评估： (9)3、教师对学生的评估： (10)八、引导文 (10)一、主题和目标主题：四人抢答器的制作目标：能够完成四人抢答器的设计与制作工作二、课时安排4课时三、初始条件分析（一）学生条件分析该班共有学生39人，男生37人，女生2人，年龄均在16-18岁之间。

本课程开设于他们在校学习的第二个学期。

在之前的一个学期里，他们已经学习了电工基础一门电类专业基础课，同时也进行了与所学课程相关的实训，大部分学生基本具有设计并绘制简单电路图和进行简单电路实验的能力。

该班学生的动手能力普遍较好，但理论知识掌握程度不佳，其中有一个学生在天津市举办的中职技能大赛中获奖，这一点在很大程度上促进了该班学生的动手积极性。

（二）教师条件分析宫筱霞是天津市第一商业学校机电系的一名教师，所学专业是电气工程及其自动化，自工作以来一直从事电气、电工、电子、控制方面的研发、教学和技能证书的培训、考核工作。

（三）外部条件分析教学地点：电工电子实训室教学设备、工具：74LS112触发器、74LS20触发器、插针底座、电阻、复合按钮、电源、多孔板；多媒体设备、音箱、白板及一些教师为课程设计的教学媒体材料。

教学辅助材料：教材与互联网可为学生查阅资料提供良好的信息渠道；讲义、引导文、设备说明书、学生自己做的设计说明。

四、学习内容在老师的引导下通过查阅书籍和网络等方式来熟悉完成本次任务所需的技能和知识，回答自学问题，并在老师的引导下讨论创建一个详细的工作计划。

实施完成后要在老师的引导下独立写出成果设计说明，并进行自我评估。

五、学习目标方法能力：能够读懂引导文内容，理解需要完成的任务，并根据任务来分析所需的基础知识和基本技能；学会在老师的引导下检索信息并学会所需知识；社会能力：会进行与时序逻辑电路相关的专业对话；培养良好的沟通能力和团队合作；会制定工作计划、决策；会客观的对他人的工作进行评估。

个性能力：培养自我评估的能力；培养质量意识和责任意识。

知识能力：了解时序逻辑电路的概念；掌握基本RS触发器的逻辑电路和逻辑符号，掌握其工作原理及功能描述方法；掌握同步RS触发器的工作原理及功能表达方法；了解JK触发器的知识。

六、教学组织（一）教学方法1、宏观教学法--完整行动教学法本节课是以生产过程为导向，以培养质管意识、责任意识、经济意识，培养方法能力、社会能力、知识能力为目标来进行的。

以学习情境为教学单元，采用完整行动教学法进行教学，让学生自主、老师辅助完成咨询、计划、决策、实施、评估等基于生产过程的完整行动。

2、微观教学法引导文法：在课堂的一开始应用引导文法的形式来引入新课，提高学生的学习目的。

小组法：小组教学法应用于咨询、计划、决策、实施、评估等每一个教学过程中。

汇报、答辩法：在评估阶段应用成果汇报和答辩的方法来展示自己的工作成果并对他人和自己的成果进行客观评估。

(二）教学重点难点：1、教学重点：掌握基本RS触发器的工作原理和逻辑功能；掌握同步RS触发器的工作原理和逻辑功能；理解JK边沿触发器的工作原理和逻辑功能根据设计需要，进行四人抢答器的设计；学会时序逻辑电路的逻辑分析方法。

2、教学难点：信息搜索并回答引导文中的问题；制定工作计划、策略；评估与自我评估。

（三）课堂流程1、咨询阶段：1课时（1）学生工作：阅读引导文，读懂任务描述，训练阅读能力；通过查阅教材等方式来回答引导文中的问题，熟悉完成本次任务所需的技能和知识，训练信息搜索能力。

任务：设计并制作一个四人抢答器，要求四名参加者各控制一个按钮，先按动按钮者对应的发光二级管点亮。

其他三人对该电路不起作用。

（2）教师工作：通过派发引导文的方式来进行学习情境引入；指导学生进行信息搜索；给予学生一些信息来源。

2、计划、决策阶段：0.5课时（1）学生工作：独立思考、分组讨论，作出多种工作计划并在老师的引导下选择一个最适合的工作计划，培养其对工作的独立思考、计划能力和良好的沟通、表达能力。

（2）教师工作：解释做计划的策略；指导需要帮助的学生完成计划；在学生做决策时充当主持人的角色。

3、实施阶段：1.5课时（1）学生工作：选择完成任务所用器件、材料和工具，并检测所选用具的好坏，然后将选择和测量结果写在器件、材料、工具清单中；绘制设计四人抢答器的逻辑电路图；以小组为单位完成四人抢答器的制作。

（2）教师工作：在一定程度上控制学生的学习行为；分阶段定期检查学生的工作成果，防止学生工作成果与要求偏差很大；指导学生做文档记录。

4、检查评估阶段：1课时（1）学生工作：汇报自己的工作成果，训练语言表达能力；自评、互评，训练客观的自我评估和评估他人的能力。

（2)教师工作：组织反馈性对话、给予修正建议；帮助学生为成果汇报做准备；对整个工作任务和工作过程进行评价(四）所用教具教学地点：电工电子实训室教学设备、工具：74LS112触发器、74LS20触发器、插针底座、电阻、复合按钮、电源、多孔板；多媒体设备、音箱、白板及一些教师为课程设计的教学媒体材料。

教学辅助材料：教材与互联网可为学生查阅资料提供良好的信息渠道；讲义、引导文、设备说明书、学生自己做的设计说明。

七、评估方法1、汇报工作成果：展示自己的工作成果，并对自己的实施过程和工作计划进行讲解、汇报。

2、学生自我评估：查阅参考资料能力评估、工作计划可行性评估、实施过程评估、成果展示评估、沟通能力评估。

给每一个学生发一份自我评估表。

3、教师对学生的评估：查阅参考资料能力评估、工作计划可行性评估、实施过程评估、成果展示评估、沟通能力评估。

教师不仅仅是要评估学生的最后成果，更重要的是评估在整个过程中观察到的学生的各种能力，包括对学习的责任心和严谨度。

八、引导文主题：四人抢答器的制作一、咨询1、任务要求设计并制作一个四人抢答器，要求如下：（1）每名参加者控制一个按钮，用其发出抢答信号；（2）主持人有一个控制按钮，用于将电路复位；（3）开始后，先按动按钮者将其对应的发光二级管点亮，其他三人对该电路不起作用。

2、任务实施在老师的引导下通过查阅书籍和网络等方式来熟悉完成本次任务所需的技能和知识，回答下列自学问题，并在老师的引导下讨论创建一个详细的工作计划。

实施完成后要在老师的引导下独立写出成果设计说明，并进行自我评估。

3、自学问题（1）基本RS触发器的工作原理是什么？（2）同步RS触发器的功能描述（3）JK触发器的波形图二、计划、决策独立或分组思考做出多种工作计划并在老师的引导下选择一个最适合的工作计划，将计划内容写在表7-1 工作计划表中表7-1 工作计划表三、实施1、四人抢答器的逻辑电路图参考图图7-1四人抢答器的逻辑电路图参考图（1）写出各触发器的时钟方程，即CP0=S0 CP1=S1 CP2=S2 CP3=S3S0、S1、S2、S3为抢答按钮输入信号，按钮在原始状态时S0、S1、S2、S3为高电平，当按钮按下时，S0、S1、S2、S3为低电平，即产生CP 脉冲下降沿。

（1） 写出各触发器的触动方程，即 FF0号触发器：Q Q Q Q K J nn 1n 2n 3==FF1号触发器：Q Q Q QKJ nn1n 2n 311==FF2号触发器：Q Q Q QK J nn 1n 2n 322==FF3号触发器：Q Q Q QK J nn 1n 2n 333==(3)根据触发器的特征方程n n n Q K Q J Q +=+1写出个触发器的状态方程，即FF0号触发器：QQQ Q QQ nn 0n 1n 2n 31n 0+=+ FF1号触发器：QQQ Q QQ n1n 0n 1n 2n 31n 1+=+ FF2号触发器：QQQ Q QQn 2n 0n 1n 2n 31n 2+=+FF3号触发器：QQQ Q QQ n 3n 0n1n 2n 31n 3+=+从各触发器的状态方程可知，只要任意一个触发其输出为1（Qn=1），则其他触发器将保持原来状态，设触发器的初始输出为0，二极管都不亮，当S0、S1、S2、S3的信号中的某个下降沿先到（相当于先按下），则该触发器的输出为1 （Qn=1），其中Q n=0，二极管点亮并保持，而其他触发器将被迫保持原来状态（不管有无按下），因此实现了抢答功能。

（4）复位信号SR 按钮直接控制所有触发器清零，保证一轮抢答完毕后状态复位（二极管全部熄灭），开始下一轮竞赛。

1、 器件、材料、工具清单：（1）触发其选择，这是一个下降沿触发的JK 触发器，通过查询资料可以用74LS112来实现，其电路引脚和真值表如下所示。

图7-2 74LS112引脚图表7-2 74LS112真值表（2）选择完成任务所用器件、材料和工具，并检测所选用具的好坏，然后将选择和测量结果写在表7-3中。

表7-3 器件、材料、工具清单3、电路制作（1）将电路各元件根据合理布局的要求插入万用电路板，把各元件引脚焊牢并剪去多余部分。

（2）按电路图，将各元件引脚用裸线连接起来。

（3）检查无误后，在电路上接入+5V直流电源。

4、电路调试（1）打开+5V直流电源开关。

（2）进行抢答和复位实验。

按下清零开关SR后，所有指示灯灭。

选择开关S0、S1、S2、S3中的任何一个（如S1）按下，与之对应的指示灯（D1）应被点亮，此时再按其他开关均无效。

按控制开关SR，所有指示灯应全部熄灭。

（3）验证是否实现了四人抢答器的逻辑功能。

四、评估1、学生自评表2、教师评价表。