教学设计案例：简单的逻辑电路

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1、简单的逻辑电路一、课题：简单的逻辑电路二、教学目标：知识和技能：1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。2、知道“与”门、“或”门以及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。3、初步了解“与”门、“或”门以及“非”门电路在实际问题中的应用。过程与方法：以实验教学为主体的媒体教学为辅的课堂教学模式；以对比教学为主线、联系生活实际为辅线开展课堂教学活动。情感、态度和价值观：感受数字技术对现代生活的巨大改变；体验物理知识与实践的紧密联系。三、教学重、难点：三种门电路的逻辑关系以及门电路的实际应用。四、

2、教学过程：演示实验引入课题火警报警装置用火柴点燃放在图示位置，结果听到喇叭鸣叫。问：1、为什么会有这样的实验现象？2、中间的“黑盒子”是什么元件？实验装置图：点燃的火柴我们今天的这节课就是要来探究实验现象产生的原因以及“黑盒子”里的元件。为此让我们从稳恒电路的模拟世界进入实用的数字世界。一、数字电路和模拟电路电子电路中的信号：1、模拟信号：幅度随时间连续变化的信号例：正弦波信号、锯齿波信号等。2、数字信号：幅度不随时间连续变化,而是跳跃变化阅读材料（见附页）引：数字电路的基本单元是逻辑电路,逻辑电路中最基本

3、的电路叫做“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，是数字电路的基本单元。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，门关闭）。它们在工作时输入端和输出端的电势只有两种情况:一种为高电势(如12V)，另一种为低电势(如0V),电路工作好像处在一种“是”和“非”的判断之中，因此叫做逻辑电路。首先来认识一下逻辑电路的种类：二、逻辑电路的种类“与”门、“或”门、“非”门以及“与非”门、“或非”门和“异或”门（符号略）今天我们主要的任务是了解“与”门、“或”门和“

4、非”门的特点及其应用。三、逻辑电路的特点1、“与”逻辑电路（and）演示实验（利用积件模拟教材演示实验）这是一个搭积木的过程，教师在电脑屏幕上将积木（元件）准备好，学生上讲台操作鼠标，按下其中任意一个ToggleSwitch(键)，LED（灯）不亮；当按下两个ToggleSwitch(键)，LED（灯）亮。此时记录实验现象：条件结果开关A开关B灯泡L断断熄断通熄通断熄通通亮积件简图：AＢY电路图：引：上述实验现象的描述能否简单化呢？用数学语言描述表中的关系，就是：开关接通定义为“1”，断开定义为“0”，灯亮

5、定义为“1”，熄定义为“0”。这样表格可以简化为：（2）真值表输入结果ABY000010100111引：根据真值表归纳得出“与”逻辑的含义。（1）含义：与逻辑：决定事件发生的各条件中，所有条件都具备，事件才会发生（成立）想想在实际生活中有没有“与”逻辑关系？如：为了保险柜的安全，安装了三把锁，那么只有当这三把锁同时被打开时保险柜才可以打开，充分体现了“与”逻辑关系。AYB&在模拟电路中我们可以相应的符号来表示元件，如：电灯----,电阻----等。那么现在“与”门有没有相应的符号呢？（3）符号：引：能否还用

6、电脑积件来演示“与”门的逻辑关系演示1：按下其中任意一个ToggleSwitch(键)，LED（灯）不亮演示2：按下两个ToggleSwitch(键)，LED（灯）亮这样的演示对于简单电路我们都认为是可信的，但对于我们刚刚认识的“与”门电路你们不觉得怀疑吗？下面我们来看真实的演示实验：演示：晶体二极管“与”门电路让学生真正了解“与”门电路的内部。电路图：ABYR10＋10用电器实验装置图：分析左边电路图虚线框内电路特点，即“与”门电路的内部结构，当A或B接低电位（0）时，其中的一个二极管导通，用电器两端没有

7、电压，不工作；只有当A和B都接高电位（1）时，两个二极管都处于截止，用电器两端获得电压，用电器能正常工作。利用实验图进行实际操作，教师演示灯泡的亮、暗过程，学生演示喇叭、风扇的工作情况，学生能够通过实验感知“与”门电路的逻辑关系，有利于对知识的掌握。引：“与”门电路的逻辑关系清楚了，实际应用也体会了，运用刚才的思路我们继续来学习“或”逻辑电路。2、“或”逻辑电路（or）简单讲解教材演示实验，得出实验现象:条件结果开关A开关B灯泡L断断熄断通亮通断亮通通亮ABL电路图：引：上述实验现象的描述同样可以用数学语言

8、来进行简化。由此可以得到“或”门的真值表。（2）真值表输入结果ABY000010100111引：根据真值表归纳得出或逻辑的含义。（1）含义：或逻辑：决定事件发生的各条件中，有一个或一个以上的条件具备，事件就会发生（成立）“或”逻辑关系在实际生活中有吗？如：我们同学的集体宿舍，每个同学都配有钥匙，无论谁开门都能够进入宿舍。AYB≥1（3）符号：引：在清楚了基本知识之后，我们也来进行演示实验，体会“或”门的逻辑关系。