最新人教版高中物理选修31第二章《简单的逻辑电路》教学设计Word文件下载.docx

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　过程与方法

（1）通过实例与实验，理解“与”“或”“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系．

（2）通过简单的逻辑电路设计，体会逻辑电路在生活中的意义．

　情感、态度与价值观

（1）感受数字技术对现代生活的巨大改变，关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况．

（2）体验物理知识与实践的紧密联系．

（3）学生在自主探究、交流合作中获得知识，体会学习的快乐．

教学重难点

1．三种门电路的真值表及符号．

2．数字电路的意义．

教学方法

教师启发引导教学与探究法相结合，并辅以问题法、演示法、归纳法等．

教学准备

多媒体教辅器材1套、实验用电压表、电流表、小灯泡、开关导线若干．

教学设计（设计者：

李　昳）

教学过程设计

主要教学过程

教师活动

学生活动

一、引入新课

【问题引入】

楼道里的自动控制灯在生活中普遍运用，让学生总结其工作原理，引出数字电路中最基本的逻辑电路——门电路的定义.

环境

声音

灯

白天

有声音

灭

无声音

夜晚

亮

智能化电器离不开数字信号，让学生举例．教师结合学生所举实例给出数字信号和数字电路的定义.

（设计意图：

通过总结生活中常见的声控灯开关工作这一现象，锻炼归纳总结抽象信息的能力；

同时学生以小组形式讨论问题，形成学习共同体．）

学生思考、发现生活中的实例，整理、交流、讨论、总结.

二、新课教学

（一）“与”门

介绍“门”是什么（一种开关）.

【思考讨论1】

某单位财务室的门上有两把锁，如图甲所示，如何才能打开大门？

这个事件体现了什么样的逻辑关系呢？

引导学生分析图乙中开关A、B对电路的控制作用，体会“与”逻辑关系．要求学生思考生活中还有哪些现象和实例体现“与”逻辑关系，给出“与”门的定义.

培养学生观察、思考、归纳、总结问题的能力和意识，让学生体会抽象的逻辑符号具体化后的含义．）

【思考讨论2】

请学生分析图乙中两个开关的通、断组合有几种情况，并将讨论结果列入表中.

条件

结果

A

B

L

断

熄

通

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”，用数字语言描述上述结果，形成“与”门的真值表.

输入

输出

Y

1

【归纳总结】

1.“与”逻辑

如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生．这种关系叫“与”逻辑关系．具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门.

2.符号

引入实例，引导学生观察思考，得到分析问题的方法.

学生动脑思考，将抽象的物理逻辑符号具象表达.

学生结合实验现象填写表格，寻找规律.

（二）“或”门

【思考讨论3】

如图甲，新学期开学了，某寝室的4名同学每人都配了一把钥匙，方便单独出入，大家谈谈在这个事件中体现了什么样的逻辑关系呢？

引导学生分析图乙中开关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）．要求学生思考生活中还有哪些现象和事件体现“或”逻辑关系，给出“或”门的定义.

利用学生感兴趣的事例作素材，学生学习积极性高，同时锻炼了观察生活的能力和归纳分析的能力．）

【思考讨论4】

灯亮定义为“1”，灯熄定义为“0”，用数字语言描述上述结果，形成“或”门的真值表.

1.“或”逻辑

如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系．具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门.

学生归纳总结，掌握基本概念，得到物理规律.

学生思考讨论交流.

（三）“非”门

【思考讨论5】

应用分组实验的方式，连接图甲所示电路图，让学生记录灯泡的亮灭现象.

引导学生分析图乙中开关A对电路的控制作用，体会“非”逻辑关系．要求学生思考生活中还有哪些是“非”逻辑关系，给出“非”门的定义.

（还是以熟悉的例子——声控灯的开关工作现象，深入浅出地解释“非”门电路的特点，回扣开篇点题，同时注重与其他逻辑电路的区别．）

【思考讨论6】

请学生分析图乙中开关的通、断组合有几种情况，并将讨论结果列入表中.

灯亮定义为“1”，灯熄定义为“0”，用数字语言描述上述结果，形成“非”门的真值表.

1.“非”逻辑

输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系，具有“非”逻辑关系的电路叫“非”门电路，简称“非”门.

2.符号：

学生思考、讨论、展示、交流，得出结论.

（四）实例分析

【案例分析】

如图，一个火警报警装置的逻辑电路图．Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻.

（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起．在图中虚线处应接入怎样的元件？

（2）为什么温度高时电铃会被接通？

（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低，R的值应大一些还是小一些？

【巩固训练1】

走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，若能使不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为（　　）

A.“与”门电路　　　　B．“非”门电路

C.“或”门电路　　　　D．上述答案都有可能

【巩固训练2】

在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上（包括一名）副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号，试列出真值表.

通过巩固训练的题目，掌握逻辑电路的规律．会用科学语言描述生活中的逻辑关系．）

三、课堂小结

回顾本节“你学到了什么？

”

学生自主学习.

四、课后作业

教材问题与练习1～3.

板书设计

一、逻辑关系

二、真值表

“与”门

　“或”门

　“非”门

三、符号

四、集成电路

教学反思

本节主要设计思想：

1．贯彻“物理教学的基本特征”理论．

（1）以创设问题情景为切入点．用生活中的实例为学生创设情景，用声、光控灯的演示，激发学生学习逻辑电路的热情．用开门的例子，帮助学生理解三种逻辑关系．

（2）以观察实验（事实）为基础，以提升学生探究能力为重点．学生通过动手探究门电路的功能，自己观察现象、总结规律，最后掌握门电路的逻辑功能．通过这样的过程，能够有效地提升学生的探究能力．

（3）以培养学生的思维能力为核心．教学结构明晰，从了解逻辑关系到如何表示逻辑关系，从了解逻辑电路的功能到用晶体管门电路研究这种功能是如何实现的，从课堂中学习逻辑电路知识到生活中对逻辑电路的应用，引导学生不断探究，充分激发学生兴趣，提高思维的深度和广度．

2．大胆对教学目标进行适当的提升．

在研究课程标准和教材时，我注意到教材对晶体管逻辑电路要求比较低，但在备课过程中我体会到，在了解到三种门电路的逻辑功能后，学生很自然地会想到门电路的逻辑功能是如何实现的．而书上提供的晶体管门电路比较复杂，仅凭学生自学难以掌握．如果能够带领学生深入分析该电路如何实现逻辑功能，不但能满足学生的求知欲望，同时对于加强学生分析复杂电路的能力，提升学生的思维水平和钻研精神有很好的帮助．

模拟信号与数字信号

1．模拟信号

近百年以来，无论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，很长时间内都是用模拟信号来传递信息的．在传统的电话通信中，线路中传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的．这个变化的电信号无论在时间上，还是在幅度上都是连续的，即先把信息信号转换成几乎与它“一模一样”的波动的电信号（因此叫做“模拟”），再通过有线或无线的方式传输出去，电信号被接收下来后，通过接收设备还原成信息信号，这种信号称为模拟信号．

“模拟”是对我们生活实体的一种表达方式．比如说你在看一本书，白纸黑字映入你的眼帘，在你的大脑中就会有反应，你从书中知道了一些东西，我们说印在纸上的字是一种“模拟”．与此相类似，你用笔在纸上记下的一个电话号码或是写下的一首诗歌，还有刻在石头上的古代碑文，这些都是“模拟”．除了文字以外，我们在生活中见到许多东西，比如一幅风景画，在电视上或电影屏幕上看到的孩子们的欢笑场面，在电话里听到的朋友的声音等，都属于“模拟”．

2．数字信号

20世纪70年代后，人们逐渐掌握了利用数字信号进行通信．近年来数字技术高速发展，当今社会已是名副其实的数字时代．

数字通信就是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后，再进行传输的通信方式．电报信号就属于数字信号，现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种（用“0”和“1”代表）的波形，称为“二进制信号”．

数字信号的特点是抗干扰能力强、无噪声积累．在信息传递过程中无可避免地会有信号衰减，在模拟通信中，对衰减的传输信号进行放大时，信号在传输过程中不可避免地叠加上的噪声也被同时放大．随着传输距离的增加，噪声累积越来越多，以致使传输质量严重恶化．对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限个离散值（通常取两个幅值），在传输过程中虽然也受到噪声的干扰，但在适当的距离采用判决再生的方法，再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号，所以可实现长距离高质量的传输．

数字信号还具有便于加密处理、便于存储、处理和交换、便于设备集成化和微型、便于构成综合数字网和综合业务数字网等特点．