Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Другие методич. материалы / Методическая разработка открытого урока "Диагностика комбинационных схем с помощью логического пробника"

Методическая разработка открытого урока "Диагностика комбинационных схем с помощью логического пробника"

Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Международный конкурс по математике «Поверь в себя»

для учеников 1-11 классов и дошкольников с ЛЮБЫМ уровнем знаний

Цели конкурса: повысить интерес учеников к математике, усилить внутреннюю мотивацию, веру в себя и свои силы. Ученики отвечают на задания прямо на сайте конкурса, учителю не нужно распечатывать задания. Для каждого ученика конкурс по математике «Поверь в себя» - это прекрасная возможность проявить себя и раскрыть свой потенциал.

Подробнее о конкурсе - https://urokimatematiki.ru/

  • Технология

Поделитесь материалом с коллегами:

hello_html_5ea27c54.gifhello_html_m7caab5c0.gifhello_html_1e0d2cf7.gifhello_html_aec00fe.gifМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГБПОУ «РЖЕВСКИЙ КОЛЛЕДЖ»











МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого интегрированного урока

«ДИАГНОСТИКА КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ
С ПОМОЩЬЮ ПРОСТОГО ЛОГИЧЕСКОГО ПРОБНИКА»

по дисциплине МДК 01.02. «Проектирование цифровых устройств»


Автор:

Петрова А.Н., преподаватель

специальных дисциплин,

ГБПОУ «Ржевский колледж»









Ржев-2014 г.

Одобрена

Предметной (цикловой)

комиссией специальных дисциплин



Председатель:image3


Преподаватель ГБПОУ «Ржевский колледж»:

Лякина И.И.


Составитель:image1


Преподаватель ГБПОУ «Ржевский колледж»: Петрова А. Н.



Рецензенты:image3


Преподаватель РМТ

Лякина И. И.




Аннотация

В данной методической разработке рассматриваются ключевые моменты проведения урока с использованием современных технологий деятельностного типа, в основе которых лежит технология проблемного обучения, способствующего активизации имеющегося у студентов опыта и знаний, стимулированию мыслительной деятельности, развитию творческого типа мышления. Урок рассчитан на студентов четвертого курса специальности 09.02.01 «Компьютерные системы и комплексы». Данная методическая разработка предназначена для преподавателей смежных дисциплин данной специальности в качестве обмена опытом.




Содержание:

Стр.

Пояснительная записка

4

Тема, цель, задачи урока…………………………………………………….

5

План урока……………………………………………………………………

6

Ход урока…………………………………………………………………….

7

  1. Организационный этап………………………………………………….

7

  1. Постановка цели, задач урока через актуализацию знаний…………...

10

  1. Первичное усвоение новых знаний……………………………………...

12

  1. Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррек-ция…………………………………………………………………………

14

  1. Информация о домашнем задании и инструктаж по его выполнению.

14

  1. Подведение итогов занятия……………………………………………...

14

  1. Приложение А……………………………………………………………

16

  1. Приложение Б……………………………………………………………

18

  1. Приложение В……………………………………………………………

19





Поясительная записка

Целью написания данной методической разработки является описание методики использования современных технических и информационных средств обучения; осуществление связи теории с практикой на занятиях; использования современных педагогических технологий или их элементов на лабораторно-практических занятиях. Педагогическими задачами урока являются:

обучающие — приобретение навыков диагностирования комбинационных схем по логическим уровням сигналов; приобретение навыков работы с реальными микросхемами стандартной логики; закрепление навыков моделирования в среде САПР; закрепление навыков работы с беспаечной макетной платой.

развивающие — продолжить развитие логического мышления; продолжить развитие приобретения навыков самостоятельной работы и самостоятельного приобретения знаний; приобретения навыков профессиональных компетенций.

воспитательные — продолжить развитие навыков:

  • коллективной работы;

  • самооценки и самоанализа;

  • навыков приобретения общих компетенций

Сценарий урока обеспечивает:

  • применение технологии объяснительно-иллюстратиного и репродуктивного метода;

  • применение проблемно и частично-поискового метода (создание затруднительных ситуаций);

  • применение исследовательского метода с решением творческих задач.

К особенностям урока, предусмотренных сценарием относятся:

  • уточнение темы непосредственно учащимися;

  • формирование цели урока и задач для достижения цели самими учащимися.


Тип урока — «урок комплексногоприменения “Знаний-Умений-Навыков”;

Форма урока — лабораторно-практическое занятие



Методическая разработка

урока по дисциплине «Проектирование цифровых устройств»



Тема урока: (первоначальная) «Диагностика комбинационных схем с помощью простого логического пробника»

(уточненная) «Диагностика комбинационных схем с помощью простого логического пробника на биполярных транзисторах»

Тип урока: интегрированный урок, систематизации знаний с элементами

исследования для изучения нового материала

Цель урока: получить навыки диагностирования комбинационных схем с

помощью простого логического пробника на биполярных транзисторах на примере диагностики логических уровней логических вентилей.

Задачи урока:

  • поиск соответствующей схемы логического пробника;

  • теоретический анализ схемы;

  • моделирование схем диагностики в среде САПР IsisProteus;

  • исследование применения схемы логического пробника на реальных микросхемах стандартной логики на беспаечной макетной плате;

  • продолжить формирование знаний логических основ ЭВМ, необходимых, в дальнейшем, для освоения материала по функциональным схемам таких устройств ЭВМ как: полусумматор, сумматор, шифратор, дешифратор и других, не менее важных устройств ЭВМ;

  • обеспечить закрепление изученного материала;

  • продолжить работу по овладению методами исследования доказательной базы;

  • продемонстрировать возможности применения информационных технологий на уроках проектирования цифровых устройств;

  • продолжить развитие функции общения на уроке, как условия обеспечения взаимопонимания, побуждения к действию, ощущения эмоционального удовлетворения





План урока (90 мин):


п.п

Наименование

Время

(мин)


Организационный этап

5

Первый час учебной пары

Постановка цели и задач урока

15

Актуализация знаний

10

Первичное усвоение новых знаний

15

Первичная проверка понимания

15

Второй час
учебной пары

Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция

15

Информация о домашнем задании и инструктаж по его выполнению

5

Подведение итогов занятия и выставление оценок

10

Итого:

90



Наглядные пособия и оснащение урока

  • мультимедийные компьютерные средства(ноутбук, проектор, интерактивная доска):

  • раздаточный материал: справочный материал — УГО логических элементов;

  • беспаечные макетные платы;

  • электронные составляющие: транзисторы КТ315;

  • резисторы необходимых номиналов;

  • светодиоды (красные и зеленые);

  • соединительные провода для беспаечных макетных плат;

  • логические элементы: 2 ИЛИ-НЕ мксх PART-CMOS-4011 (3 шт); 2И-НЕ мксх 133ЛА3 (87-97г) (3 шт); 2ИЛИ мксх КР1533ЛЛ1(3 шт); Исключающее ИЛИ мксх КР1533ЛП5 (кол-во 2шт);

  • USB-источники питания;

  • мультиметры






Ход урока:

  1. Организационный этап

Деятельность преподавателя

Деятельность

студентов

Примечания
автора

    1. Приветствие, вступительное слово;

    2. Проверка отсутствующих по классному журналу

Преподаватель дисциплины:

«Сегодня мы проводим интегрированный урок. Это означает, что нам понадобятся знания смежных, пройденных вами таких дисциплин как “Промышленная электроника”, “Схемотехника” и “Электротехника”. На доске, как вы видите, обозначена только тема урока. Цель урока и задачи урока мы попробуем определить совместно. Для этого проведем небольшой экспресс-опрос:

  • Что такое комбинационная схема?

  • Что такое логический элемент или вентиль?

  • Как называются таблицы для каждого из вентилей?

  • Что такое логический уровень сигнала?

  • Как проверить работоспособность схемы?

  • Как называется устройство для проверки уровней сигнала?

«Правильный ответ — логический пробник. Разработаны различные схемы логических пробников — простые и сложные. Я продемонстрирую достаточно простую схему одного такого логического пробника» На доске появляется изображение логического пробника (http://radiosite.ucoz.com/publ/skhemy/pribory_i_izmerenija/prostoj_universalnyj_logicheskij_probnik/5-1-0-15):

http://radiosite.ucoz.com/_pu/0/s50290724.jpg

«Правда, при проверке в среде САПР ISISProteus, пришлось несколько подкор-ректировать номиналы сопротивлений:»

hello_html_18a2e0f9.gif




















«Предлагаемый вниманию прибор предназначен для контроля логических уровней в узлах цифровой техники. Пробник пригоден для контроля КМОП-, ТТЛ- и ТТЛШ-логики и работает в диапазоне 3-15В.
КТ3102 можно заменить на КТ315, КТ503 или другие маломощные транзисторы n-p-n. КТ3107 можно заменить на КТ361, КТ502 или другие маломощные транзисторы p-n-p. В качестве барьерных диодов можно использовать так же КД521 или другие импульсные диоды. Номиналы резисторов варьируются в пределах +/-20%. Свечение красного светодиода указывает на присутствие логической "1", зеленого на "0", свечение двух светодиодов на присутствие импульсного тока»
(На интерактивной доске демонстрируется анимация модели пробника в среде САПР IsisProteus)

«Разумеется, мы вполне могли бы использовать данную схему в качестве логического пробника, но есть одно но: у нас есть биполярные транзисторы, в частности КТ315, и нет полярных транзисторов. Как выйти из этого положения? Думаем…»

Слушают














Слушают, отвечают на вопросы













































































Среди различных ответов студентов — «Необходима схема логического проб-ника на биполярных транзисторах»




















Мотивация к обучению — побуждение учащихся к формированию цели и задач урока



























Объясни-тельно-иллюстра-тивный и репродук-тивный метод
























































Создание 1-ой проблем-ной ситуа-ции

(проблемно-поисковый метод)



Решение



  1. Постановка цели, задач урока через актуализацию знаний

Деятельность преподавателя

Деятельность

студентов

Примечания
автора

Уточнение темы:

«Диагностика комбинационных схем с помощью простого логического пробника на биполярных транзисторах»

«Ну, что ж… Соглашаемся с ответом, уточняем тему урока, формулируем задачи и цель урока»



«Такой схемы у нас нет, поэтому приступаем к Интернет-поиску. Но прежде, предлагаю разделиться на группы по три-четыре человека. Найденные схемы обсудить в своей группе, затем представить на общее обсуждение»

(Неоднократное использование интернет-поиска на уроках и направляющие указания преподавателя способствовало быстрому нахождению схемы)

C:\Documents and Settings\Админ\Рабочий стол\prostoj-logicheskij-probnik-na-tranzistorax.gif

Представленная схема:






























Реализация интернет-поиска










Создание 2-ой проблем-ной ситуа-ции

(проблемно-поисковый метод)

Решение





Актуализация знаний

Деятельность преподавателя

Деятельность

студентов

Примечания
автора

«Могу только предположить, что при наличии 1 будет гореть красный светодиод, а при нуле — зеленый. Если я права, то почему? Попробуйте применить знания, полученные на уроках других дисциплин. Итак, ваши ответы?»


«Из ваших ответов попробуем сформулировать некоторые краткие выводы по схеме:

  • При наличии единицы на входе схемы, открывается транзистор VT1 и ток течет через резистор R4 в направлении анода красного светодиода через коллектор-эмитер транзистора VT1 (горит красный светодиод);

  • При наличии нуля транзистор VT1 закрыт (т.к. база транзистора N-P-N для его открытия должна быть подключена к положительному потенциалу напряжения), открыва-ется транзистор VT2 и ток через сопротивление R1(значение R1 < значения R2) проходит по цепи коллектор-эмитер транзистора VT2 через анод зеленого светодиода (горит зеленый светодиод)

«Остается проверить наши выводы в среде САПР IsisProteus, и, конечно же применить наши знания, хотя бы к реальным логическим элементам (вентилям). Для этого необходимо смоделировать логический пробник в среде САПР IsisProteus, реализовать с его помощью диагностику вентилей и исследовать его применение на реальных микросхемах стандартной логики»

«Итак, кто поможет мне сформулировать цель нашего урока и основные задачи для достижения цели»

После обсуждения:

«Таким образом, Вы сформулировали следую-щее:

Цель: получить навыки диагностирования комбинационных схем с помощью простого логического пробника на биполярных транзисторах на примере диагностики логических уровней логических вентилей.


Задачи: поиск соответствующей схемы;

теоретический анализ схемы; моделирование схем диагностики в среде САПР IsisProteus;

исследование применения схемы логического пробника на реальных микросхемах стан-дартной логики на беспаечной макетной плате»

Обсуждение схемы с точки зрения подключения тран-зисторов N-P-N к источнику напряже-ния


Думают, дискути-руют, отвечают




























Думают, анализируют, дискутируют
















(Мозговой штурм)

Результат































(Мозговой штурм)


  1. Первичное усвоение новых знаний

Деятельность преподавателя

Деятельность

студентов

Примечания
автора

«Вопрос: какая проблема может возникнуть при диагностике схемы логического пробника применительно к микросхемам стандартной логики на беспаечной макетной плате? Подсказка: термины — база, эмитер, коллектор»

(Фронтальная беседа с поощрительными оценками правильных ответов)

«Правильный ответ — определение цоколевки транзистора. Тогда следующий вопрос: какие вы знаете способы определения цоколевки транзистора?»

(Фронтальный опрос с поощрительными оценками правильных ответов)

«Итак, установили: цоколевку транзистора можно определить из даташит транзистора, поискав его в интернете или с помощью мультиметра в случае отсутствия даташит или отсутствия интернета. Кстати, на одном из лабораторно-практическом занятии данный материал излагался и закреплялся, поэтому предлагаю несколько освежить его в памяти»

(Выборочный опрос с поощрительными оценками правильных ответов)






Думают, отвечают (не всегда правиль-но)




Думают, отвечают (в большинстве случа-ев











Думают, отвечают правильно




Создание ситуации затруднения


  1. Первичная проверка понимания

Деятельность преподавателя

Деятельность

студентов

Примечания
автора

«Итак, следуя нашим поставленным задачам, нам необходимо приступить к этапу исследования:

  • Моделирование схемы логического пробника в среде САПР IsisProteus и диагностирование вентилей, предло-женных мною каждой группе;

  • Сборка схемы на беспаечной макетной плате.

Для этого вся группа разбивается на подгруппы (4-5 чел). Каждая подгруппа, в свою очередь делится на 2 части:

- одни моделируют схему пробника и диагностируют соответствующий вентиль в среде САПР IsisProteus;

- другие осуществляют сборку схемы на беспаечной макетной плате и реализацию диагностики выданной им микросхемой стандартной логики. Работа оценивается целиком по группе в зависимости от правильности результата»

















Делятся на подгруп-пы и выполняют творческие задания




Исследова-тельский метод











(Соревнова-ние, группо-вое созна-ние)

  1. Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция

    Деятельность преподавателя

    Деятельность

    студентов

    Примечания
    автора

    «Каждая группа, защищая свою работу, должна представить устный краткий отчет с обсуждением своих допущенных ошибок, их коррекцией и самооценкой полученного результата. И, наконец, последний этап проверки ваших знаний и умений: небольшое тестирование, при этом каждый получит индивидуальную оценку. Таким образом, каждый из вас получит 2 оценки за урок: оценку по результатам работы группы в целом и индивидуальную оценку по результатам тестирования»






    Отвечают на вопросы теста


  2. Информация о домашнем задании и инструктаж по его выполнению

  • В рабочей тетради представить конспект по подключению нагрузки к микроконтроллеру, используя:

  • биполярный транзистор;

  • полевой транзистор;

  • другие способы подключения

  • В среде САПР IsisProteus реализовать диагностику схему одноразрядного двухуровневого сумматора.

Указания к решению:

схема сумматора описывается системой двух логических функций:

hello_html_mf071c43.gif,

hello_html_29074628.gifгде Xi, Yi — значения i-тых разрядов слагаемых;

Si — значение суммы i-го разряда; Сi — значение

переноса в i-тый разряд



  1. Подведение итогов занятия:

  • краткий анализ результатов урока по приобретению новых знаний и закрепления прежних;

  • выставление оценок.





ПРИЛОЖЕНИЕ А

(РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ - 30 шт)

ЗАДАНИЕ 1

Проанализировать схему на рисунке 1 и ответить на следующие вопросы:

Элемент 3

Элемент 2

Элемент 1

hello_html_m1fae8c6e.png

Рисунок 1

А) Как называется:

  • элемент 1;

  • элемент 2;

  • элемент 3;

Б) Какие сигналы поступают на (логический уровень):

  • на элемент 1;

  • элемент 2;

  • элемент 3;

В) Какой сигнал будет на выходе схемы (логический уровень);

Г) Записать логическое уравнение схемы;

В) В среде САПР IsisProteus реализовать проверку сигналов логическим пробником, сверить с ответами, самостоятельно проанализировать ошибки при их наличии




ЗАДАНИЕ 2

Определить тип транзистора и объяснить отсутствие тока в ветке первого транзистора:

hello_html_30d10eca.gif

ЗАДАНИЕ 3

Назовите тип транзистора, который:

  • имеет вытекающий из базы ток;

  • имеет втекающий в базу ток

ЗАДАНИЕ 4

Для транзистора какого типа имеет место следующая схема подключения:

  • источник напряжения между базой и эмиттером (VBE) подключается отрицательным полюсом к базе и положительным к эмиттеру;

  • источник напряжения между базой и эмиттером (VBE) подключается положительным отрицательным полюсом к базе и положительным отрицательным к эмиттеру;


ЗАДАНИЕ 5

Вернитесь к заданию 2, проанализируйте схему. Назовите способы, позволяющие реализовать наличие тока в ветке первого транзистора




ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ – 30 шт)

Справочные данные

УГО логических элементов, ГОСТ 2.743 – 91

hello_html_m411f8246.png









Приложение В

(РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ)

Творческие задания для групп (Примеры)

Образец технологической карты диагностики представлен на рисунках:

hello_html_71500b39.gif

hello_html_5fcf992a.gif

(на интерактивной доске)


Задание 3

  1. В среде САПР ISISProteus cмоделировать схему простого логического пробника на биполярных транзисторах N-P-N и провести диагностику вентиля 2ИЛИ, записав предварительно в рабочей тетради таблицу истинности для вентиля. По результатам диагностики заполнить столбец соответствия (по каждой ветке при необходимости).

  2. На беспаечной макетной плате собрать схему пробника и реализовать диагностику микросхемы КР1533ЛЛ1 (2ИЛИ)

Задание 2

  • В среде САПР ISISProteus cмоделировать схему простого логического пробника на биполярных транзисторах N-P-N и провести диагностику вентиля XOR, записав предварительно в рабочей тетради таблицу истинности для вентиля. По результатам диагностики заполнить столбец соответствия (по каждой ветке при необходимости).

  • На беспаечной макетной плате собрать схему пробника и реализовать диагностику микросхемы КР1533ЛП5 (XOR – Исключающее ИЛИ)

Задание 1

  • В среде САПР ISISProteus cмоделировать схему простого логического пробника на биполярных транзисторах N-P-N и провести диагностику вентиля ИЛИ-НЕ, записав предварительно в рабочей тетради таблицу истинности для вентиля. По результатам диагностики заполнить столбец соответствия (по каждой ветке при необходимости).

  • На беспаечной макетной плате собрать схему пробника и реализовать диагностику микросхемы PART-CMOS-4011 (2 ИЛИ-НЕ)





  1. Задание 4

    1. В среде САПР ISISProteus cмоделировать схему простого логического пробника на биполярных транзисторах N-P-N и провести диагностику вентиля 2И-НЕ, записав предварительно в рабочей тетради таблицу истинности для вентиля. По результатам диагностики заполнить столбец соответствия (по каждой ветке при необходимости).

    2. На беспаечной макетной плате собрать схему пробника и реализовать диагностику микросхемы 133ЛА3 (87-97г) (2И-НЕ)









(повторить по количеству групп)


22


Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy

Автор
Дата добавления 09.02.2016
Раздел Технология
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров166
Номер материала ДВ-433737
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх