门电路的教学设计.docx

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门电路的教学设计

走进门电路的参赛教学设计

一、教学目标

知识与技能：

    1、了解门电路在技术当中的应用

    2、知道三种基本门电路，理解他们的逻辑关系。

3、培养学生逻辑推理能力

过程与方法

1、观察基本逻辑关系电路的实验现象，与同学交流和讨论它们的特点，培养学生信息收集和处理能力、交流和合作能力

    2、经历门电路的实验探究过程，认识科学探究对认识客观世界和物理规律的重要意义

情感态度与价值观：

   1、了解和体会门电路在技术和生活中的应用，增强学生对物理学的好奇心和求知欲

   2、通过观察和实验以及科学探索等活动， 培养学生尊重事实，实事求是的科学态度  

二、教学重点、难点：

学生对逻辑关系的分析以及逻辑关系如何在电路中得以实现

三、教材内容分析

本节内容是新老教材在知识范围上区别最明显的一处，在以往我们都不曾讲过，这节内容无论对于老师还是对于学生都有挑战意义，也正因为它是新的，才给我们带来更大的空间去尝试。

我认为在什么是逻辑关系的说明上，学生头脑中可能只有一个模糊的概念，因为逻辑关系是一个泛泛的概念，它可以在不同领域有不同的推理关系，为了能让逻辑关系和我们的电路以及电信号能够合理而又自然的联系在一起，我采用了逐层深入，加深诱导的办法，通过实际生活中的例子，让学生明白“条件控制结果”的因果关系，再逐步引入真值的那种表示方式，再由真值表进入到关于电路中类似“开关”的“对立条件”导致“不同因果”的问题，最后深入到用输入电压的“高低对立”得出二极管“能否闪亮”的因果关系，这样就会使门电路这个看似高深的知识简单化了。

在用电路开关表示三种逻辑关系的时候，同时采用两种方式得出真值表更可以学生的逻辑推理和动手能力，还可以使学生意识到实验和理论并不是相脱离的，相反是密不可分的。

四、教学实施过程

导入：

从比尔盖次入手，讲gates的渊源，引出数字化技术以及门电路

一、问题：

举例使学生知道什么是逻辑关系真值表

解决办法：

由学生对事件分析

1、某公司规定，要想从财务支出现金，需由公司经理和财务主管两人签字方可。

2、某公司规定，要想从财务支出现金，需由公司经理或财务主管两人签字方可。

3、某公司规定，要想从财务支出现金，信誉低者提前预支工资无效

设签字为真用1表示，不签为假用0表示，支出现金为真用1表示，支不出现金为假用0表示。

公司经理签字设为输入信号S1和财务主管签字设为输入信号S2，是否支出现金的结果为Q，则三者可能的对应关系如下表

S1

S2

Q

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

以上是与逻辑关系的一种体现，两个都成立才可能实现。

（我们可以表示成与逻辑关系，结果相当于数学中的相乘关系Q=S1*S2）

注意：

（！

）先找出对立关系，然后写出可能的逻辑关系，再转化成真值表，这在复杂电路里逻辑关系组合中很重要。

（2）逻辑真值表，实际上是描述某一逻辑关系能否实现的表格

S1

S2

Q

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

S

Q

1

0

0

1

二、引入新问题：

我们看看如果在电路中这种逻辑关系如何实现

解决方案：

提问学生并让学生交流讨论要使灯泡亮该怎么做？

可否用我们刚刚学会的逻辑形式表示一下？

学生进行真值表的设计，让学生展示

推理验证：

由学生做演示实验，有些学生可能不用做就可以推出，靠的是逻辑推理，而实验是逻辑推理的一种验证，分组让一部分学生从实验填表，一部分从逻辑推理填表看结论是否一致？

并且在下一次验证或逻辑关系时交换角色，负责推理的那组做实验，原来做实验的负责推理，使学生操作和推理能力都得到实现。

与逻辑真值表

输入

输出

S1

S2

Q

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

或逻辑真值表

输入

输出

S1

S2

Q

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

输入

输出

S

Q

1

0

0

1

非逻辑真值表

三、提出问题：

实际生活中的三种门电路是如何应用的？

在我们使用集成门电路的时候，我们并不关心其内部结构，而只关心它有什么样的逻辑功能，把它看做是一种逻辑部件

思考题

（1）二极管如何正常工作？

（2）给它加一个电压，要求二极管的正极电势要高于负极二极管，如何利用不同逻辑关系实现？

只有使3输出是1的时候，才可能使二极管导通，利用逻辑关系分析。

利用此可以实现彩灯的不停闪亮，输入方波，降低方波频率，这样可以提高学生学习的兴趣，因为这是实际生活中可操作部分。

由于思考题中的集成电路图学生很难理解，针对这一难点，我利用学生已有的知识进行了合理的变化。

如下图

由上面4个图的变化，就可以实现难点的突破。

学生通过这些变化也可以很好的体会等效的方法处理问题，真正理解书中给出的集成电路的原理与功能，达到理论和实践的统一，有理有据的让学生从意识深处接受和理解，很好的完成本节的教学任务。