高中物理新课标版人教版选修31优秀教案简单的逻辑电路.docx
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1、11简洁的逻辑电路教学分析教科书从生活实例动身介绍了“及”“或”及“非”三种逻辑电路的逻辑关系,并在此根底上介绍了表示这三种逻辑关系的真值表。学生刚学完稳恒电流及困难电路分析,对电势等概念比较清楚,但分析困难电路的程度有限,加上教材中本节属于对稳恒电流的补充,对后面的选修32中传感器学问起引领。故应重点讲解“及”门、“或”门以及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。教科书通过演示试验让学生知道这些逻辑关系可以通过电路来实现,从而引入了门电路。又从门电路的组合到“科学闲逛”,让学生理解集成电路及应用领域。教材中的重要思想1教材中运用类比的思想,使学生便于承受逻辑运算关系;2理论联络实际的思想;3
2、培育学生严密逻辑思维实力的思想。教学目的1知道数字电路和模拟电路的概念,理解数字电路的优点。2初步理解简洁的逻辑电路及表示符号。3通过试验,理解“及”“或”及“非”逻辑电路中结果及条件的逻辑关系。4知道什么是真值表,会用真值表来表示一些简洁的逻辑关系。5通过试验,视察门电路的作用,初步理解逻辑电路的根本原理以及在自动限制中的应用。在对逻辑电路应用实例的分析中体会三种逻辑运算关系,体会逻辑电路在现实生活中的意义。6初步理解集成电路的简洁原理。关注我国集成电路以及元器件探讨的开展状况,感受数字技术对现代生活的宏大变更。教学重点难点1知道最根本的逻辑电路“及”门、“或”门及“非”门的功能;2理解各种
3、门电路的逻辑关系;教学中可以从生活实例或演示试验现象入手,扶植学生理解三种逻辑关系。3什么是真值表?各个逻辑电路的真值表的填写。4能综合运用本节所学学问设计逻辑电路并在电路中填写恰当的电路符号。学生对模拟信号和模拟电路的概念都能比较简洁理解,但是,对信息社会中常提到的“数字”概念,相识是较模糊的。数字信号是信息技术的根底,数字电路是如何处理数字信号的,分析最小数字电路单元的逻辑关系,理解数字电路处理逻辑关系的原理,这是理解数字电路的关键。教学易误点1逻辑电路的符号运用混乱。2自动限制电路分析。3脉冲信号的电势变更图。教学设计思路和流程图本节为了保证学生学问构造的完好性和全面性,在开头参加了逻辑
4、代数的介绍:从二值逻辑到常用进制数之间的转换。在逻辑电路中补充介绍“及”“或”“非”的逻辑函数表达式、真值表的排列依次,最终结合书本上的拓展联想内容,补充介绍了“或非”门、“及非”门等的逻辑函数表达式和真值表。教学方法讲授法、试验演示、互动探究法。以试验教学为主体、媒体教学为辅的课堂教学形式,以比照教学为主线、联络生活实际为辅线开展课堂教学活动。教学媒体声光控感应灯、投影仪、多媒体教学设备、三种门电路演示示教板、电压表等。数字电路教学中的演示或操作试验,仅从教学需求角度,单个数字逻辑单元电路器件是最佳媒体,但在实际教学中,找寻这些试验器材存在特别大的困难。而计算机仿真试验很好地解决了这个困难,
5、并且可以让每个学生动手参及。因此,在教学媒体的应用中,除了应用实物让学生真实地感受外,对数字电路的理解,则通过计算机仿真来探究理论而获得。现代教学系统中,教师、学生、教材和教学媒体互相联络,互相作用,构成一个互动的有机整体,使教学内容丰富多彩,教学方式多种多样。本节课内容尽管是学问性为主,但不乏学生参及互动的内容。可将传统的学问传授及自主探究式学习互相结合,实现互动沟通、学问创新和进步学习效率的目的。学生预习自学(出如今学案上)逻辑代数1在客观世界中,事物的开展变更通常都有肯定的因果关系,这种因果关系一般称为逻辑关系,反映和处理这种关系的数学工具就是逻辑代数。是英国数学家BOOLE在19世纪中
6、叶创立的,也叫布尔代数(关系代数)。2二值逻辑:变量取值1或0,1或0并不表示数值的大小,代表两种不同的逻辑状态。在数字电路中,用二进制数来表示。3几种常用进制数的转换a二十转换(1011.01)21230221211200211228210.25(11.25)10b十二转换(173)10()2(0.812 5)10(0.1101)2c二八、八二转换(10101.0011)2(25.14)8(12.3)8(001010.011)2d二十六、十六二转换(010 11 110.101 100 10)2(5E.B2)16(8FA.C6)16(100 011 111 010.110 001 10)2这
7、就是8421BCD码导入新课事务1教学任务:创设情境,导入新课。师生活动:【演示】一盏奇妙的灯。接通电源,灯不亮。接通电源,拍手,灯不亮。接通电源,遮光,灯不亮。接通电源,拦住光线,大家拍手,灯亮。(教师指出:这实际就是楼道内自动限制灯。)通过演示声光控感应灯,引发学生新奇心理和探究欲望。从简洁的应用互动操作,引导学生在理解数字信号和模拟信号的同时,学会运用仿真试验时如何分析试验现象中的数字关系。引入新课:像这样,如今很多电器中都包含了“智能”化逻辑关系,实现这些逻辑功能离不开“数字信号”,以数字信号为特征的现代信息技术在迅猛开展。身边的“数字”话题:数码产品、数字电视、DIS试验、家电、遥控
8、器、机器人等等。数字信号只有两个对立的状态:“有”或者“没有”,也即高电平“1”、低电平“0”。而模拟信号则是连续变更的电压信号,调整收音机的音量,声音连续变更,声音信号就是“模拟”量。数字电路展示模拟信号和数字信号图象如图:电压信号随时间连续变更,叫模拟信号。比方调整收音机的音量,声音连续变更,声音信号是“模拟”量。电压信号不随时间连续变更,叫数字信号。数字信号的“0”和“1”好比事务的“是”及“非”,而处理数字信号的电路数字电路,就有了区分“是”“非”的逻辑功能。今日我们就来学习数字电路中最根本的逻辑电路门电路。门电路是一种有一个或多个输入端,只有一个输出端的开关电路,是数字电路的根本单元
9、。门电路就像一扇门,当具备开门条件时,输出端就有一个信号输出;反之,假如条件不满意,门关闭,信号就被阻挡在“门”外。它们在工作时输入端和输出端的电势只有两种状况:一种为高电势(如12 V),另一种为低电势(如0 V),电路工作似乎处在一种“是”和“非”的推断之中,因此叫做逻辑电路。推动新课事务2教学任务:“及”(and)逻辑关系和“及”门师生活动:展示“及”逻辑电路。如图,两个开关A、B串联起来限制同一个灯泡L。明显,只有A“及”B同时闭合时,灯L才会亮。在这个事务中,A、B闭合是条件,灯L亮是结果。“及”逻辑电路引导学生分析开关A、B对电路的限制作用,体会“及”逻辑关系。(当两个条件都满意时
10、,结果才会成立)1“及”门假如一个事务的几个条件都满意后,该事务才能发生,这种关系叫做“及”逻辑关系。生活中哪些实例表达了“及”的逻辑关系?思索及探讨,让学生体会生活中的“及”逻辑关系。某单位财务室为了平安,规定不准一个人单独进入。为此,在门上以如图所示的方式安装了两把锁。只有甲及乙两个人同时翻开各自的锁时,门才能翻开。它表达了“及”逻辑关系。具有“及”逻辑关系的电路称为“及”门电路,简称“及”门。引导学生把图中结果及条件的关系用表格表示。一个开关有通、断两种状况,图中两个开关的通、断组合起来有4种状况,我们把这4种状况以及每种状况灯泡的亮、熄都列在表1中。表1条件结果开关A开关B灯泡L断断熄
11、断通熄通断熄通通亮表2输入结果ABY000010100111能否把表1中试验现象的描绘简洁化呢?我们用数学语言描绘表1中的关系,就是把开关接通定义为“1”,断开定义为“0”;灯亮定义为“1”,灯熄定义为“0”,用数字语言描绘上表,就成了表2。表2用数字表示了各种限制条件和限制结果,这种表格称为“真值表”。表2就是具有两个输入端的“及”门的真值表。让学生理解数字信号“及”逻辑关系间的联络,对“及”逻辑关系细致分析,理解记住“及”逻辑的真值表。“及”门的符号如图是“及”门的电路符号,它有两个输入端A、B,Y是它的输出端。如图中A、B是有逻辑关系的机械开关,好用的门电路则是半导体材料制成的。演示“及
12、”门电路。下图中右边的虚线框内是用晶体二极管组成的有两个输入端的“及”门电路,用于教学演示。A、B是它的两个输入端,Y是它的输出端,电压表显示输出电压的值。左边两个虚线框内是两个信号源,分别从A、B接入门电路。当信号源的开关接1时,信号源将一个电压输入门电路,接0时没有电压输入。可以从电压表上看到,只有当A、B都输入1时,输出端才有输出电压。晶体二极管“及”门电路用互动课件试验验证“及”关系。指导学生在试验面板上进展“及”门电路连接试验,用实物的集成电路连接一个“及”门,真实再现虚拟。通过示范性的操作演示讲解,理解“及”门电路实现“及”关系处理的电路原理,为下阶段自行探究“或”关系及“或”电路
13、作打算。同时实现情感及价值目的。声、光控灯的再探讨。无光1,有光0;有声1,无声0;灯亮结果为1,灯不亮为0,我们就会发觉,声、光控灯就是通过“及”门电路来实现智能化的。总结“及”逻辑关系:有两个限制条件作用会产生一个结果,当两个条件都满意时,结果才会成立,这种关系称为“及”的关系。【连接】锁门方式的探讨:财务室的锁用了“及”的逻辑关系,但学生寝室的门锁能用“及”的关系吗?新学期开学了,青岛十七中416寝室的6名同学都到宿管办报到,宿管办的教师分别发给他们每人一把钥匙,便利他们单独出入,大家谈谈在这个事务中表达怎样的逻辑关系呢?每人都配有一把钥匙,个人都可以用自己的钥匙单独开门,它表达了“或”
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