高中物理 间单的逻辑电路教案 新人教版选修3

1、2.10简单逻辑电路教学设计一、指导思想与理论依据随着现代信息技术的迅猛发展，数字技术已经成为衡量居民生活水平的一个重要标志，因此作为现代公民应当对数字技术有所了解。但是经过课前了解，发现学生这方面的知识非常困乏。调查发现：学生对于类似模拟信号、数字信号这种看不见摸不到的抽象事物学习起来困难较大，不能很好地掌握。尽管学生在高一年级学习了计算机基础，了解二进制，但是“与”“或”“非”三种基本逻辑运算，是与学生学习的二进制和普通代数完全不同的运算。这是本节课要着重解决的问题。基于以上原因，本节课的指导思想是：根据学生的原有知识水平，引导学生通过联系生活中的一些实际问题入手，充分利用现代信息技术手段

2、，将抽象的事物在课堂上可视化，降低学生接受难度。在教学过程中，借助电路图作为工具，并通过实际举例和分析设计简单的逻辑电路，给学生自主建构的台阶，这样在完成知识构建的同时，扩展学生的知识视野，了解现代数字技术。二、教学背景分析教材分析：本节内容是第二章恒定电流的最后一节，同时也是为选修3-2传感器的教学做准备，是新增加的知识，符合学生的认知发展。同时本节内容与实际联系紧密，紧跟时代的发展，体现了时代性，有利于培养学生的科学素养。学情分析：通过课前了解，对于“与”“或”“非”的逻辑关系学生在数学中也刚刚学过，所以学生对这块知识还是比较熟悉，但是学生对于模拟信号、数字信号这种抽象概念理解起来非常困难

3、，对逻辑电路尚不是很清楚，这是本节课要着重解决的问题。教学方式：探究式、归纳式教学手段：运用多门电路演示板及多媒体课件辅助教学技术准备：计算机、投影、PPT演示文稿三、教学目标(内容框架)知识目标（1）初步了解模拟信号和数字信号。（2）知道三种门电路的逻辑关系、符号及真值表；（3）会用真值表表示一些简单的逻辑关系；（4）会分析、设计一些简单的逻辑电路；(5)初步了解集成电路。能力目标（1）通过简单的逻辑电路的分析，培养学生的思维能力；（2）通过设计报警器，培养学生的应用能力。情感态度与价值观通过引导学生分析、设计一些简单的逻辑电路，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学探索精神，使学生体会到物理知

4、识在生活中的价值，以及学习物理的重要性。重难点重点：三种门电路的逻辑关系难点：数字信号和数字电路的意义四、教学流程示意图模拟信号模糊的生活经验数字信号模拟电路数字电路“与”门“或”门“非”门财务室、保险箱宿舍门、单元门路灯自动控制电路理论认识实际应用教学阶段教师活动学生活动设置意图创设问题情境引入电视机机顶盒有什么作用? 对于有线电视网络传输的数字信号，模拟电视机是无法处理显示的。因此，必须在模拟电视机上安装一个将数字信号转换为模拟信号的变换设备，这就是机顶盒【提出问题】什么是模拟信号？什么是数字信号？ 【介绍】（1）信号从产生、传输到输出的转换过程。（以电视信号为例）自然界的物理量传感器模拟

5、信号A/D转换器数字信号处理或传输D/A转换器模拟信号输出（2）常见模拟信号和数字信号的波形图模拟信号：连续变化的电压信号。数字信号：只有两个对立的状态，高电平“1”，低电平“0”（3）数字信号中“0”“1”代表的一般意义，着重强调他们并不代表大小。【过渡】这节课我们学习数字电路中最基本的逻辑电路门电路。门是一种条件开关，只有当输入信号满足一定条件时，门才能被打开，才有输出信号。学生讨论并回答了解信号传递的基本过程，进一步加深理解模拟信号和数字信号。知道“0”“1”还可以表示物体所处的状态，知道与普通代数的区别。数字信号的“0”和“1”好比事件的“是”与“非”，而处理数字信号的电路数字电路，就

6、有了辨别“是”、“非”的逻辑功能。因为电视机是我们每天都接触的东西,而且现在每家的电视机都换上了机顶盒,让学生了解机顶盒所起的作用,从而引入数字信号和模拟信号澄清模糊认识，对信号传递过程有较全面地了解，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素养，并为学习简单逻辑电路作准备。在学习门电路之前必须要让学生知道它是处理逻辑关系的。新 课 讲 解1、“.与”门【展示】电路图1 （1）引导学生分析开关A、B对电路的控制作用，体会“与”逻辑关系。(当两个条件都满足时，结果才会成立)（2）思考与讨论，让学生体会生活中的“与”逻辑关系。【板书】具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。（3）引导学生

7、把图210-2结果与条件的关系用表格表示。灯亮：1灯熄：0真值表波形图开关断：0开关通：1图210-2中A、B是有逻辑关系的机械开关，实用的门电路则是半导体材料制成的。（4）“与”门的符号（5）演示“与”门电路。（6）声控灯的再讨论。2、“或”门【展示】电路图(1)引导学生分析开关A、B对电路的控制作用，体会“或”逻辑关系(在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就会发生)（2）思考与讨论，让学生体会生活中的“或”逻辑关系。【板书】具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门。（3）引导学生把图210-6结果与条件的关系用表格表示。开关断：0开关通：1灯亮：1灯熄：002341

8、真值表波形图这是“或”门的真值表。（4）“或”门的符号:（5）演示“或”门电路。3、“非”门（1）展示非门电路（2）演示“非”门电路。（3）自动擦鞋机的再讨论。回忆生活经验分析开关与小灯泡之间的关系，理解新概念。联系实际感受与门在生活的的具体应用。分析开关与小灯泡之间的关系依据“与”门中的逻辑关系学生总结条件与结果之间的关系感受“或”门在实际中的应用生沿用“与”门、“或”门的研究方法，理解“非”逻辑关系，写出“非”门的真值表，记住“非”门符号。利用图形作为工具，降低难度，帮助学生理解与逻辑概念。通过举例巩固概念。通过举例加深理解巩固概念。运用所学能够判断门电路。借助素材，让学生充分调动已有的知

9、识，通过讨论，帮助学生突破障碍，将课堂所学知识与生活实际相联，激发学生兴趣，提高学生的科学素养拓展提高【例题】运用刚刚学到的知识解决生活实际问题。回忆刚刚学过的知识，同学之间相互讨论得出结论。提高学生应用所学知识解决实际问题的能力小结巩固训练【练习题】这是一个简易路灯控制电路图，R0是光敏电阻，有光线照射时阻值会显著减少，R是可调电阻起分压作用，J是一个路灯开关控制的继电器，图中未画路灯，请问框内应选用什么门电路？【实验设计】请利用热敏电阻（随着温度的升高阻值降低）设计一个火警报警器并画出电路图，要求有火情发生时电玲响报警。从简单的逻辑门电路到设计出组合逻辑门电路，让学生体会复杂逻辑关系可以由

10、刚刚学习的三种简单逻辑门电路组合实现，同时进一步提高学生的探究能力。【演示实验】利用传感器示教板验证学生设计的电路报警的效果。回顾已有知识，在具体电路中综合应用本章知识进行分析问题综合运用本节所学的知识通过讨论设计实验电路图。通过具体电路的分析，让学生从前边的理论分析回归到具体电路，同时让学生学会分析含逻辑门电路的电路图，并为设计火警报警器作铺垫。通过设计一个火警报警器，巩固本节所学到的知识，同时提升学生的探究能力。通过观察报警效果，激发学生的科学探索精神。知识扩展 介绍：集成电路的内部结构图 集成电路的现状了解现代数字技术发展的水平。拓展学生的知识视野。思考留疑课后讨论第四题，并得出“与非”门、“或非”门的逻