Tổng quan về ứng dụng phần mềm Proteus trong dạy học cho sinh viên cao đẳng theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập; thiết kế bài giảng môn kỹ thuật xung số ứng dụng phần mềm Proteus theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập; kiểm nghiệm đánh giá.
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ Ứng dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trƣờng cao đẳng Kỹ thuật công nghiệp ĐẶNG LAN THƢƠNG danglanthuong95@gmail.com Chuyên ngành Lý luận phƣơng pháp dạy học Giảng viên hƣớng dẫn: TS Vũ Thị Lan Chữ ký GVHD Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học Viện: Sƣ phạm kỹ thuật Hà Nội, 06/2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Đặng Lan Thƣơng Đề tài luận văn: Ứng dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học Mã số SV : CB180280 Tác giả, Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 30/06/2020 với nội dung sau: - Đã chỉnh sửa, trình bày luận văn theo thể thức quy định - Đã chỉnh sửa, diễn đạt rõ phƣơng pháp tích cực hóa hoạt động học tập giảng đƣợc thiết kế Ngày Giảng viên hƣớng dẫn tháng năm 2020 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu, với giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo, động viên khích lệ gia đình, đồng nghiệp bạn bè với cố gắng thân, tơi hồn thành đề tài luận văn “Ứng dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp” Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Sau đại học, Viện Sƣ phạm Kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội, thầy cô giáo tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Thị Lan ngƣời hƣớng dẫn, giúp đỡ, bảo tận tình suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên tác giả suốt trình học tập thực đề tài Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp vô quý báu thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè, em học sinh giúp đỡ tơi hồn thành đề tài luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2020 Học viên Đặng Lan Thƣơng i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Ứng dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp Tác giả luận văn: Đặng Lan Thƣơng Khóa: 2018B Ngƣời hƣớng dẫn: TS Vũ Thị Lan Nội dung tóm tắt: Lý chọn đề tài: Trong thời đại ngày nay, giới bƣớc vào kỷ nguyên với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật đại, thành tựu gần nhƣ đƣợc áp dụng vào tất lĩnh vực, động lực thúc đẩy phát triển mạnh mẽ mặt đời sống xã hội Để đáp ứng yêu cầu phát triển ngày cao xã hội, địi hỏi ngƣời khơng ngừng học hỏi, nâng cao tri thức, kỹ Sứ mệnh đặt lên vai ngành giáo dục trọng trách lớn lao: đào tạo ngƣời đáp ứng yêu cầu xã hội ngày phát triển Vì vậy, ngày phát triển CNTT trở thành công cụ h trợ đắc lực phục vụ cho ngƣời hầu hết lĩnh vực QTDH, biến vấn đề khó, vấn đề trừu tƣợng thành đơn giản nhờ việc mô trực quan sinh động, việc mơ q trình hoạt động mạch điện, nguyên lý chuyển động điện t ch từ trƣờng hiển thị b ng dạng hình ảnh Sử dụng h trợ CNTT dạy học làm giảm chi ph đầu tƣ trang thiết bị, đƣờng ngắn để thầy trò tiếp cận tri thức mới, công nghệ mới, đại Thiết kế giảng theo hƣớng tích cực hóa tƣ ngƣời học, ứng dụng công nghệ phƣơng tiện đại vào QTDH việc làm ngày trở nên cấp thiết hết, ch nh gốc thay đổi cho tƣơng lai 5, 10 năm tới sở dạy nghề, theo định hƣớng “chiến lƣợc phát triển giáo dục Việt Nam giai đoạn 2011 – 2020.” Hiện việc dạy học môn Kỹ thuật xung – số trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp theo phƣơng pháp truyền thống túy truyền đạt kiến thức lý thuyết chiều, sinh viên tiếp thu thụ động, hạn chế việc tự nghiên cứu làm việc theo nhóm ii Mơn học Kỹ thuật Xung – số: môn học trang bị cho học sinh kiến thức cở sở nghề, hình thành khái niệm kiến thức nghề, làm tảng cho môn học chuyên môn nghề nghiệp sau Đây môn học khó trừu tƣợng, nhƣng dƣới h trợ phần mềm Proteus máy tính khó khăn trở nên dễ dàng với ngƣời học, hiệu với QTDH Điều đặt nhiều vấn đề dạy học với h trợ CNTT, xây dựng thống quy trình thiết kế giảng môn Kỹ thuật Xung – Số với việc sử dụng phần mềm Proteus để đổi PPDH, nh m nâng cao chất lƣợng đào tạo trƣờng cao đẳng nghề vấn đề cấp thiết tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu luận văn là: “Ứng dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghiệp” Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu - Mục đ ch: Nghiên cứu sở lý luận thực tiễn ứng dụng phần mềm Proteus dạy học để đề xuất biện pháp dạy học môn Kỹ thuật Xung – số sử dụng phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên cao đẳng - Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: + Đối tƣợng nghiên cứu: Hoạt động dạy học môn Kỹ thuật xung – số ứng dụng phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên cao đẳng + Phạm vi nghiên cứu: Dạy học môn Kỹ thuật xung – số cho sinh viên chuyên ngành Điện tử Trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghiệp Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả - Nghiên cứu Cơ sở lý luận thực tiễn việc ứng dụng phần mềm Proteus dạy học cho sinh viên cao đẳng theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập - Nghiên cứu, tìm hiểu thực trạng giảng dạy môn học Kỹ thuật Xung – số trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp - Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Proteus học môn Kỹ thuật Xung – số - Xây dựng đề xuất quy trình thiết kế giảng với ứng dụng phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho môn Kỹ thuật Xung – số iii - Vận dụng quy trình thiết kế giảng để thiết kế giảng điển hình mơn Kỹ thuật Xung – số sở phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa động học tập nh m làm tăng khả hứng thú động lực ngƣời học - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra t nh đắn giả thuyết khoa học đề NỘI DUNG : Ngoài phần mở đầu phần kết luận đề tài đƣợc cấu trúc thành chƣơng: - Chƣơng I: Cở sở lý luận thực tiễn ứng dụng phần mềm Proteus dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên cao đẳng - Chƣơng II: Biện pháp dạy học môn Kỹ thuật Xung – số ứng dụng phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp - Chƣơng III: Kiểm nghiệm đánh giá Phƣơng pháp nghiên cứu: - Các phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Phƣơng pháp phân t ch, tổng hợp, so sánh nh m tìm hiểu kinh nghiệm Việt Nam giới vấn đề nghiên cứu - Các phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn: Phƣơng pháp điều tra khảo sát b ng bảng hỏi Phƣơng pháp điều tra khảo sát b ng vấn, trao đổi trực tiếp - Các phƣơng pháp h trợ: Kiểm chứng kết nghiên cứu giả thuyết khoa học đề tài b ng: Phƣơng pháp thống kê toán học Phƣơng pháp thực nghiệm Phƣơng pháp chuyên gia Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, với đề tài " Ứng dụng phầm mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghiệp" Đề tài thể đƣợc vấn đề sau: Nghiên cứu, hệ thống hóa sở lý luận phần mềm Proteus dạy học theo hƣớng TCHHĐHT vận dụng vào dạy học tích cực giúp SV phát huy tính tích cực, động sáng tạo học tập iv Nghiên cứu, điều tra thực trạng dạy học môn Kỹ thuật xung – số Trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật cơng nghiệp từ xây dựng hoạt động học tập tích cực, tích hợp kỹ nh m nâng cao chất lƣợng dạy học Đề xuất nguyên tắc xây dựng đƣợc quy trình thiết kế giảng tiêu ch đánh giá với việc ứng dụng phần mềm Proteus theo hƣớng TCHHĐHT q trình dạy học mơn Kỹ thuật Xung – số Tổ chức thực nghiệm - đánh giá nh m kiểm định tính cần thiết khả thi đề xuất đồng thời khẳng định t nh đắn giả thuyết đề Kết cho thấy đề xuất thiết kế giảng khả thi, bƣớc đầu khẳng định dạy học theo hƣớng TCHHĐHT hƣớng nghiên cứu đổi phƣơng pháp dạy học có ý nghĩa mặt lý luận thực tiễn Dạy học theo hƣớng TCHHĐHT giúp cho sinh viên chủ động, tích cực giải tình học tập, rèn luyện đƣợc kỹ mềm ứng dụng kiến thức học đƣợc thực tế Điều chứng tỏ đề tài đạt đƣợc mục đ ch đề khẳng định t nh đắn giả thuyết khoa học ban đầu Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2020 Học viên ĐẶNG LAN THƢƠNG v MỤC LỤC CHƢƠNG CỞ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS TRONG DẠY HỌC CHO SINH VIÊN CAO ĐẲNG THEO HƢỚNG TÍCH CỰC HĨA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Những nghiên cứu nƣớc 1.1.2 Những nghiên cứu nƣớc 1.2 Một số khái niệm 1.2.1 Học tập 1.2.2 Hoạt động học tập 1.2.3 Tích cực hóa hoạt động học tập 1.3 Dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.1 Bản chất dạy học tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.2 Đặc điểm dạy học tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.3 Một số kiểu dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.4 Một số kỹ thuật dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập 16 1.4 Phần mềm Proteus ứng dụng dạy học 18 1.4.1 Giới thiệu phần mềm Proteus 18 1.4.2 Ứng dụng phần mềm Proteus dạy học 19 1.4.3 Một số yêu cầu ứng dụng phần mềm Proteus dạy học 19 1.5 Khả ứng dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập 20 1.5.1 Khả ứng dụng phần mềm Proteus dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập 20 1.5.2 Thiết kế giảng theo mơ hình ASSURE 23 1.5.3 Quy trình xây dựng mơ sử dụng phần mềm Proteus dạy học môn Kỹ thuật Xung – số 25 1.6 Thực trạng dạy học môn Kỹ thuật xung – số theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập Trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật công nghiệp 28 1.6.1 Tổ chức khảo sát 28 1.6.2 Phân tích kết khảo sát nguyên nhân 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 31 vi Thời gian (giờ) Số TT Tên chƣơng, mục Tổng số PHẦN 1: KỸ THUẬT XUNG 02 Chƣơng 1: Tín hiệu xung mạng tuyến tính 1.1 Tín hiệu xung tham số 1.2 Phản ứng mạch RC tín hiệu xung Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Kiểm tra 01 0.5 1.3 Các mạch phân áp xung 0.5 Chƣơng 2: Mạch vi phânmạch tích phân 2.1 Mạch vi phân Lý thuyết 02 01 01 2.2 Mạch tích phân Chƣơng 3: Mạch hạn chế ghim điện áp 3.1 Khái niệm chung 3.2 Mạch hạn chế biên độ 03 0.5 01 1.5 3.3 Mạch ghim điện áp Chƣơng 4: Mạch dao động tạo xung 4.1 Khái niệm chung 4.2 Mạch tạo dao động dùng Transistor 4.3 Mạch tạo dao động dùng IC NE555 04 PHẦN 2: KỸ THUẬT SỐ Chƣơng 1: Cơ sở đại số logic 1.1 Hệ thống số mã 1.2 Đại số logic 07 Chƣơng 2: Mạch logic tổ hợp 2.1 Khái niệm chung 2.2 Thiết kế mạch logic tổ hợp 2.3 Một số mạch logic tổ hợp thƣờng gặp 06 0.5 1.5 01 01 72 0.5 0.5 05 01 Chƣơng 3: Mạch dãy 3.1 Khái niệm mạch dãy 3.2 Các phần tử nhớ 3.3 Bộ đếm 06 0.5 01 1.5 3.4 Bộ ghi dịch 01 01 Cộng 30 27 01 01 02 Nội dung chi tiết: PHẦN 1: KỸ THUẬT XUNG Chƣơng 1: Tín hiệu xung mạng tuyến tính thời gian: 02h A Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc khái niệm tín hiệu xung, dạng tín hiệu xung, tham số tín hiệu xung - Phân t ch đƣợc phản ứng mạch RC với tín hiệu xung, mạch phân áp xung - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đoàn kết học tập B Nội dung: 1.1 Tín hiệu xung tham số 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Các tham số tín hiệu xung 1.1.3 Các dạng tín hiệu xung 1.2 Phản ứng mạch RC tín hiệu xung 1.2.1 Điện áp lấy điện trở 1.2.2 Điện áp lâý tụ điện 1.3 Các mạch phân áp xung 1.3.1 Mạch phân áp xung dùng điện trở 1.3.2 Mạch phân áp xung dùng tụ điện 1.3.3 Mạch phân áp xung h n hợp Chƣơng 2: Mạch vi phân-mạch tích phân thời gian: 02h A.Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc sơ đồ, nguyên lý làm việc mạch vi phân tích phân - Thiết lập đƣợc biểu thức mạch vi phân tích phân - Vẽ đƣợc giản đồ thời gian mạch vi phân tích phân - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đồn kết học tập 73 B Nơị dung: 2.1 Mạch vi phân 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Mạch vi phân RC đơn giản 2.1.3 Mạch khuếch đại thuật toán vi phân 2.2 Mạch tích phân 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Mạch t ch phân RC đơn giản 2.2.3 Mạch khuếch đại thuật tốn tích phân Chƣơng 3: Mạch hạn chế ghim điện áp thời gian: 03h A Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc sơ đồ, nguyên lý làm việc mạch hạn chế mạch ghim điện áp - T nh tốn đƣợc thơng số mạch - Vẽ đƣợc giản đồ thời gian mạch hạn chế mạch ghim điện áp - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đồn kết học tập B Nơị dung: 3.1 Khái niệm chung 3.2 Mạch hạn chế biên độ 3.2.1 Mạch hạn chế 3.2.2 Mạch hạn chế dƣới 3.2.3 Mạch hạn chế hai phía 3.3 Mạch ghim điện áp 3.3.1 Mạch ghim điện áp dƣới mức nguồn V 3.3.2 Mạch ghim điện áp mức nguồn V Chƣơng 4: Mạch dao động tạo xung thời gian: 03h A Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc sơ đồ, tác dụng linh kiện, nguyên lý làm việc mạch dao động tạo xung - T nh tốn đƣợc thơng số mạch - Vẽ đƣợc giản đồ thời gian mạch dao động tạo xung - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đồn kết học tập B Nơị dung: 4.1 Khái niệm chung 4.2 Mạch tạo dao động dùng Transistor 74 4.2.1 Mạch dao động đa hai đơn ổn dùng transistor 4.2.2 Mạch dao động đa hài phi ổn dùng transistor 4.3 Mạch tạo dao động dùng IC NE555 4.3.1 Sơ đồ chân cấu trúc bên IC NE555 4.3.2 Mạch dao động đa hài tự kích dùng IC NE555 PHẦN 2: KỸ THUẬT SỐ Chƣơng 1: Cơ sở đại số logic thời gian: 06h A Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc hệ thống số mã thông dụng, cổng logic kĩ thuật số - Trình bày đƣợc phƣơng pháp biễu diễn hàm logic - Tối thiểu hoá đƣợc hàm logic - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đồn kết học tập B Nôị dung: 1.1 Hệ thống số mã 1.1.1 Hệ thống số đếm thông dụng 1.1.2 Mã hóa 1.2 Đại số logic 1.2.1 Đại số logic 1.2.2 Các phƣơng pháp biểu diễn hàm logic 1.2.3 Các phƣơng pháp tối thiểu hóa hàm logic 1.2.4 Các cổng logic Chƣơng 2: Mạch logic tổ hợp thời gian: 06h A Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc bƣớc thiết kế mạch logic tổ hợp - Thiết kế đƣợc mạch logic tổ hợp - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đoàn kết học tập B Nôị dung: 2.1 Khái niệm chung 2.2 Thiết kế mạch logic tổ hợp 2.3 Một số mạch logic tổ hợp thƣờng gặp 2.3.1 Mạch cộng nhị phân 2.3.2 Mạch trừ nhị phân 2.3.3 Mạch so sánh hai số nhị phân 2.3.4 Mạch hợp kênh – phân kênh 75 2.3.5 Mạch mã hoá – giải mã Chƣơng 3: Mạch dãy thời gian: 06h A.Mục tiêu: Học xong chương học viên có khả năng: - Trình bày đƣợc kí hiệu, bảng trạng thái phần tử nhớ - Thiết kế đƣợc mạch dãy theo yêu cầu - Rèn luyện tính cẩn thận, tƣ sáng tạo, đồn kết học tập B Nơị dung: 3.1 Khái niệm mạch dãy 3.2 Các phần tử nhớ 3.2.1 Trigger R-S 3.2.2 Trigger J-K 3.2.3 Trigger T 3.2.4 Trigger D 3.3 Bộ đếm 3.3.1 Các bƣớc thiết kế đếm 3.3.2 Bộ đếm nhị phân 3.3.3 Bộ đếm nhị phân có mơ đun 3.4 Bộ ghi dịch IV Điều kiện thực môn học Phịng học chun mơn hóa/nhà xƣởng: Phịng học lý thuyết đủ điều kiện Trang thiết bị máy móc: Máy tính cá nhân, máy chiếu Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo trình kĩ thuật xung số, phiếu kiểm tra Các điều kiện khác: V Nội dung phƣơng pháp đánh giá Nội dung Kiến thức: Đƣợc đánh giá qua viết, kiểm tra vấn đáp trực tiếp trắc nghiệm tự luận đạt u cầu sau: Trình bày xác kí hiệu quy ƣớc tính chất cổng logic phần tử nhớ lĩnh vực điện, điện tử Trình bày nguyên lý hoạt động mạch tạo xung, mạch hạn chế, mạch ghim áp Thiết kế đƣợc mạch logic, mạch đếm, mạch ghi dịch Kỹ năng: Đƣợc đánh giá qua viết, kiểm tra vấn đáp trực tiếp trắc nghiệm tự luận đạt yêu cầu sau: 76 Nhận biết phân biệt đƣợc cổng logic , trigơ, mạch tổ hợp mạch dãy Năng lực tự chủ trách nhiệm: Đƣợc đánh giá trình học tập, đạt u cầu sau: Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc Có tinh thần hợp tác giúp đỡ lẫn Cẩn thận, đảm bảo an toàn vật liệu linh kiện Nghiêm túc, khoa học, cẩn thận, tỉ mỷ Có ý thức bảo quản thiết bị Tiết kiệm Phƣơng pháp Nhƣ quy chế đào tạo cao đẳng theo hệ thống tín chỉ: + Đánh giá trình (Kiểm tra, tập lớn ): trọng số 0,4 + Thi kết thúc học phần (Trắc nghiệm): trọng số 0,6 VI Hƣớng dẫn thực môn học: Phạm vi áp dụng mơn học: Chƣơng trình mơn học đƣợc sử dụng để giảng dạy cho trình độ trung cấp trình độ cao đẳng Hƣớng dẫn phƣơng pháp giảng dạy, học tập môn học: Đối với giáo viên, giảng viên: Phải có trình độ nghiệp vụ sƣ phạm, kiến thức chuyên môn tốt giáo viên cần phải vào mục tiêu nội dung học, chọn phƣơng pháp giảng dạy phù hợp, đặc biệt quan tâm phƣơng pháp dạy học tích cực để ngƣời học tham gia xây dựng học Ngồi phƣơng tiện giảng dạy truyền thống, có điều kiện giáo viên nên sử dụng máy chiếu projector, Laptop, phần mềm minh họa nh m làm rõ sinh động nội dung học Đối với ngƣời học: Chuyên tâm học tập, hăng hái phát biểu, tích cực đàm thoại giáo viên nh m nâng cao chất lƣợng dạy học Những trọng tâm cần ý: Mạch hạn chế ghim áp Mạch tích phân- vi phân Mạch dao động đa hài Các cổng logic Các phƣơng pháp biễu diễn tối thiểu hóa hàm logic Thiết kế mạch logic tổ hợp Thiết kế đƣợc mạch dãy Tạo mơi trƣờng an tồn cho học viên giáo viên nhƣ tuân thủ thủ tục an toàn liên quan đến hoạt động dạy học Tài liệu tham khảo: [1] Vƣơng Cộng, Kỹ thuật xung, Nxb Khoa học kỹ thuật 77 [2] Lƣơng Ngọc Hải, Giáo trình kỹ thuật xung – số, Nxb Giáo dục [3] Nguyễn Thúy Vân, Kỹ thuật số, Nxb Khoa học kỹ thuật [4] Đặng Văn Quyết, Kỹ thuật điện tử số, Nxb Giáo dục Ghi giải thích (nếu có): 78 Phụ lục Nội dung chi tiết giáo án thứ ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG A MỤC TIÊU: Kiến thức: - Trình bày đƣợc nội dung bƣớc thiết kế mạch logic tổ hợp - Xác định đƣợc biến đầu vào, hàm số đầu mối quan hệ logic đầu vào, đầu Kỹ năng: - Xây dựng vẽ đƣợc sơ đồ logic mạch logic tổ hợp - Nhận biết đƣợc ứng dụng mạch logic tổ hợp thực tế Thái độ: - Rèn luyện tƣ duy, sáng tạo, cần cù, tỉ mỉ học - Tự giác đoàn kết với bạn bè học tập B NỘI DUNG 3.2 THIẾT KẾ MẠCH LOGIC TỔ HỢP 3.2.1 Khái niệm: Mạch logic tổ hợp mạch gồm phân tử logic AND, OR, NOT, NAND, NOR, X_OR, X_NOR để thực yêu cầu toán đƣa Trong mạch logic tổ hợp tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu vào thời điểm mạch khơng có nhớ Một mạch logic tổ hợp dù đơn giản hay phức tạp kết đầu mạch nhận hai mức logic “ ” “ ” Thiết kế mạch logic tổ hợp xây dựng sơ đồ logic từ toán logic thực hay hàm logic cho trƣớc sở phần tử logic 3.2.2 Các bƣớc thiết kế mạch logic tổ hợp Bƣớc 1: Phân tích u cầu Từ tốn thực tế → Phân t ch xác định biến đầu vào, hàm số đầu mối quan hệ logic chúng Sau quy ƣớc trạng thái biến đầu vào hàm số đầu 79 Bƣớc 2: Lập bảng trạng thái Thể trạng thái biến đầu vào đầu Đây bƣớc quan trọng việc thiết kế mạch điện, mơ tả đƣợc ngun lý hoạt động mạch Bƣớc 3: Tối thiểu hóa Nh m mục đ ch tìm hàm số đầu đƣa hàm số đầu dạng đơn giản Bƣớc 4: Vẽ sơ đồ logic Căn việc lựa chọn loại cổng logic cụ thể, cần biến đổi biểu thức logic thành dạng phù hợp với cổng logic xác định Bƣớc Bƣớc Bài toán logic thực PP Bảng Karnaugh Bảng trạng thái Tối thiểu hóa Biểu thức tối thiểu Sơ đồ logic PP đại số Bƣớc Bƣớc Hình 3.2.1 Sơ đồ khối bước thiết kế mạch logic tổ hợp 3.2.3 Ví dụ: Thiết kế mạch logic tổ hợp điều khiển bóng đèn từ ba nút ấn, với yêu cầu: Có từ hai nút trở lên đƣợc ấn bóng đèn sáng? Bài giải: Bƣớc 1: Phân tích yêu cầu Sơ đồ khối mạch điều khiển đèn từ ba nút ấn: A B C MẠCH LOGIC TỔ HỢP F Hình 3.2.2 Sơ đồ khối mạch điều khiển đèn từ ba nút ấn - Gọi A, B, C biến đầu vào tƣơng ứng với ba nút ấn; Khi nút ấn đƣợc ấn tƣơng ứng với mức logic “1”; 80 Khi nút ấn đƣợc nhả tƣơng ứng với mức logic “0” - Gọi F – hàm đầu tƣơng ứng trạng thái bóng đèn; Trạng thái bóng đèn sáng tƣơng ứng với mức logic “1”; Trạng thái bóng đèn tắt tƣơng ứng với mức logic “0” Bƣớc 2: Lập bảng trạng thái Do có ba biến đầu vào nên bảng trạng thái có 23 = tổ hợp trạng thái A B C F 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Bảng 3.2.1 Bảng trạng thái Bƣớc 3: Tối thiểu hóa Sử dụng phƣơng pháp tối thiểu hóa hàm logic b ng bìa Karnaugh ta có: Bảng 3.2.2 Tối thiểu hàm logic bìa Karnaugh Vậy: F = f1 + f2 + f3 = AC + BC + AB 81 Bƣớc 4: Vẽ sơ đồ logic: Hình a) Hình b) Hình 3.2.3 Sơ đồ logic thực hàm F = AC + BC + AB Do cổng NAND cổng có đáp ứng nhanh họ logic TTL nên ta viết lại hàm F nhƣ sau: F = AC + BC + AB AC + BC + AB AC.BC.AB Hình 3.2.4 Sơ đồ logic thực hàm F AC.BC AB 3.2.4 Ứng dụng Mạch logic tổ hợp đƣợc ứng dụng mạch mã hóa; Mạch giải mã; Mạch so sánh; Mạch kiểm tra chẵn, lẻ; Mạch phân kênh; Mạch hợp kênh Hƣớng dẫn tự học: Một nhà ba tầng, ngƣời ta lắp ba công tắc ba tầng cho tầng bật tắt đèn Hãy thiết kế mạch logic tổ hợp mơ hệ thống đó? u cầu học sinh nhà đọc trƣớc số mạch logic thƣờng gặp Ngày … tháng … năm 2020 GIÁO VIÊN Đặng Lan Thƣơng 82 Phụ lục Nội dung chi tiết giáo án thứ hai ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG A MỤC TIÊU: Kiến thức: - Trình bày đƣợc nội dung bƣớc thiết kế đếm tiến nhị phân đồng - Xác định đƣợc biến đầu vào, hàm số đầu mối quan hệ logic đầu vào, đầu Kỹ năng: - Xây dựng vẽ đƣợc sơ đồ logic đếm tiến nhị phân đồng - Nhận biết đƣợc ứng dụng đếm tiến nhị phân đồng thực tế Thái độ: - Rèn luyện tƣ duy, sáng tạo, cần cù, tỉ mỉ học - Tự giác đoàn kết với bạn bè học tập B NỘI DUNG 3.3 THIẾT KẾ BỘ ĐẾM TIẾN NHỊ PHÂN ĐỒNG BỘ a) Các bƣớc thiết kế đếm Bƣớc 1: Vẽ đồ hình trạng thái đếm Căn vào yêu cầu đếm cần thiết kế : hệ số đếm ( cầu khác để xây dựng sơ đồ mô tả hoạt động đếm ) số yêu Bƣớc 2: Xác định số trigơ đếm, mã hóa trạng thái đếm theo mã cho Trƣớc tiên phải xác định đƣợc n số trigơ cần thiết kế để mã hóa cho trạng thái đếm, n phải thỏa mãn điều kiện : n≥ Sau tiến hành mã hóa trạng thái đếm theo mã cho Bƣớc 3: Xác định hàm đầu vào điều khiển trigơ hàm Phƣơng pháp xác định hàm đầu vào điều khiển cho trigơ hàm đếm xác định dựa vào bảng chuyển đổi trạng thái, bảng để xác định phƣơng trình đầu vào điều khiển cho trigơ phƣơng trình hàm Bƣớc 4: Sơ đồ thực Từ phƣơng trình đầu vào điều khiển trigơ phƣơng trình hàm ra, đƣa sơ đồ mạch thực hiện: 83 b) Ví dụ Ví dụ Thiết kế đếm tiến nhị phân đồng với = sử dụng trigơ JK Hướng dẫn Bƣớc 1: Vẽ đồ hình trạng thái đếm Vì đếm nhị phân có , = nên đếm có mức trạng thái , tƣơng ứng với mã nhị phân: 00, 01, 10, 11 , Từ đó, ta xây dựng đƣợc đồ hình trạng thái nhƣ sau: 𝑄𝐵 𝑄𝐴 𝑆 𝑆2 𝑆3 00 01 10 11 𝑆0 Bƣớc 2: Xác định số trigơ đếm, mã hóa trạng thái đếm theo mã cho - Gọi số trigơ thiết kế mã hóa n: n ≥ => n = - Nhƣ vậy, ta phải dùng trigơ (Trigơ A Trigơ B) để mã hóa trạng thái đếm (Quy ước A bit có trọng số nhỏ nhất) Bƣớc 3: Xác định hàm đầu vào điều khiển trigơ hàm ra: Cho Trigơ B Cho Trigơ A Trạng thái Trạng thái 0 0 x x 1 1 x 1 x 1 x x 1 0 x x Xung nhịp Thực tối thiểu hóa hàm logic với đầu vào đầu vào điều khiển nhƣ sau: 84 , đầu 𝐾𝐵 𝑄𝐴 𝑄𝐵 𝐾𝐴 x x 1 𝑄𝐴 𝑄𝐵 x 1 x = 𝐽𝐵 𝑄 𝐴 𝑄𝐵 =1 𝐽𝐴 𝑄𝐴 𝑄𝐵 0 1 x x x 1 x = =1 Sau thực tối thiểu hóa hàm logic xong, ta đƣợc: = = ; = =1 Bƣớc 4: Từ phƣơng trình đầu vào điều khiển trigơ phƣơng trình hàm ra, đƣa sơ đồ mạch thực nhƣ sau: Chú ý: Nhắc lại trigơ JK bảng trạng thái: Gồm có đầu vào C, K, Jvà hai đầu Qn , Q n với: - C: Xung đồng - K , J: Các đầu vào điều khiển 85 Hoạt động trigơ J-K tuân theo bảng trạng thái nhƣ hình vẽ sau: Hình 1: Sơ đồ mơ Qn Qn+1 K J 0 X 0 X 1 X 1 X Hình 2: Bảng trạng thái Hình Đồ hình chuyển đổi trạng thái trigơ JK Hƣớng dẫn tự học Thiết kế đếm: - Thiết kế đếm thuận nhị phân đồng có = - Thiết kế đếm nghịch nhị phân đồng có = Về nhà đọc trƣớc đếm nhị phân không đồng Ngày … tháng … năm 2020 GIÁO VIÊN Đặng Lan Thƣơng 86 ... cứu: Hoạt động dạy học môn Kỹ thuật xung – số ứng dụng phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên cao đẳng + Phạm vi nghiên cứu: Dạy học môn Kỹ thuật xung – số cho sinh. .. học tập cho sinh viên cao đẳng - Chƣơng II: Biện pháp dạy học môn Kỹ thuật Xung – số ứng dụng phần mềm Proteus theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập cho sinh viên Trƣờng Cao đẳng Kỹ thuật Công. .. chất dạy học tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.2 Đặc điểm dạy học tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.3 Một số kiểu dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động học tập 1.3.4 Một số kỹ thuật