高二物理教案：簡單的邏輯電路
目標
(一)知識與技能
1、知道數字電路和模擬電路的概念，了解數字電路的優點。
2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。
3、初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實際問題中的應用
(二)過程與方法
突出學生自主探究、交流合作為主體的學習方式。
(三)情感、態度與價值觀
1、感受數字技術對現代生活的巨大改變;
2、體驗物理知識與實踐的緊密聯系;
重點
三種門電路的邏輯關系。
教學難點
數字信號和數字電路的意義。
教學方法
探究、講授、討論、練習
教學手段
聲光控感應燈、投影儀、多媒體教學設備、三種門電路演示示教板、電壓表等
教學過程
(一)引入新課
(1)演示：一盞神奇的燈
接通電源，燈不亮;
有聲，燈不亮;
擋住光線，全場安靜，燈不亮;
擋住光線，拍手，燈亮。
點評：通過演示聲光控感應燈，引發學生好奇心理和探究欲望。
(2)教師簡介：
身邊的“數字”話題：數碼產品、數字電視、DIS實驗、家電等。
這些電器中都包含了“智能”化邏輯關系，今天我們就來學習簡單的邏輯電路。
(二)進行新課
教師介紹：
A、數字信號與模擬信號
(1)數字信號在變化中只有兩個對立的狀態：“有”，或者“沒有”。而模擬信號變化則是連續的。
(2)調節收音機的音量，聲音連續變化，聲音信號是“模擬”量。
(3)圖示數字信號和模擬信息：
點評：引導學生了解數字信號和模擬信號的不同特征。
B、數字電路 邏輯電路 門電路
數學信號的0和1好比是事物的“是”與“非”，而處理數字信號的電路稱數字電路，因此，數字電路就有了判別“是”與“非”的邏輯功能。下面我們將學習數字電路中最基本的邏輯電路---門電路。
1、“與”門
教師介紹：所謂“門”，就是一種開關，在一定條件下它允許信號通過，如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。
教師：(投影)教材圖2.10-2
引導學生分析開關A、B對電路的控制作用。體會“與”邏輯關系。
思考與討論：談談生活中哪些事例體現了“與”邏輯關系。
教師指出：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。
符號： 。
(1)“與”邏輯關系的數學表達，尋找“與”電路的真值表
把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，圖2.10-2的情況可以用表2的數學語言來描述。這種表格稱為真值表。
投影：
(2)總結“與”邏輯關系：有兩個控制條件作用會產生一個結果，當兩個條件都滿足時，結果才會成立，這種關系稱為“與”邏輯關系。
點評：讓學生理解數字信號“與”邏輯關系間的聯系，對“與”邏輯關系的仔細分析，理解記住“與”邏輯的真值表。
(3)演示“與”門電路實驗，如圖2.10-5。
通過示范性的操作演示講解，理解“與”門電路實現“與”關系處理的電路原理，為下階段探究“或”關系及“或”電路作準備。
(4)聲、光控感應燈的再討論：
2、“或”門
鎖門方式的討論，引入“或”門：家中的門鎖能用“與”的關系嗎?
學生討論：不能用“與”的關系。
教師：(投影)教材圖2.10-6
引導學生分析開關A、B對電路的控制作用。體會“或”邏輯關系。
教師指出：具有“或”邏輯關系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。
符號： 。
(1)“或”邏輯關系的數學表達，尋找“或”電路的真值表
把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，將表3制成表4。表4就是反映“或”門輸入輸出關系的真值表。
投影：
(2)總結“或”邏輯關系：在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結果就會發生。這種關系稱為“或”邏輯關系。
點評：讓學生理解數字信號“或”邏輯關系間的聯系，對“或”邏輯關系的仔細分析，理解記住“或”邏輯的真值表。
(3)演示“或”門電路實驗，如圖2.10-8。
點評：通過示范性的操作演示講解，理解“或”門電路實現“或”關系處理的電路原理，為下階段探究“非”關系及“非”電路作準備。
3、“非”門
教師：(投影)教材圖2.10-9
引導學生分析開關A對電路的控制作用。體會“非”邏輯關系。
教師：仍然把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，請同學們自己探究輸入與輸出間的關系。說明什么是“非”邏輯。
學生：討論，得出結論：輸出狀態和輸入狀態成相反的邏輯關系，叫做“非”邏輯。
教師指出：具有“非”邏輯關系的電路稱為“非”門電路，簡稱“非”門。
符號： 。
教師：請同學們自己畫出“非”門的真值表。如下表。
教師：介紹集成電路的優點。讓學生了解幾個“或”門的集成電路和幾個“非”門的集成電路的外引線圖。
投影：
演示“非”門電路實驗，結果如圖2.10-13。
(三)實例探究
投影：
(責任編輯：彭海芝)
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