選修3-1 第二章
2.10簡單的邏輯電路教案
一、教材分析
課程標準的要求是“通過實驗，觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動控制中的應用。”從中可以看出：第一、這里的要求很低；第二、學習邏輯電路必須做實驗。
二 、目標
1．知識與技能
　�。�1）知道三種門電路的邏輯關系、符號及真值表；
　�。�2）會用真值表表示一些簡單的邏輯關系；
　�。�3）會分析、設計一些簡單的邏輯電路。
2．過程與方法
　�。�1）通過實例與實驗，理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結果與條件的邏輯關系；
　�。�2）通過簡單的邏輯電路設計，體會邏輯電路在生活中的意義。
3．情感態(tài)度與價值觀
　�。�1）感受數字技術對現代生活的巨大改變，關注我國集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況；
　�。�2）體驗物理知識與實踐的緊密聯系；
　　（3）學生在自主探究、交流合作中獲得知識，體會學習的快樂。
三、重點 難點
重點：三種門電路的真值表及符號。
難點：數字電路的意義。
四、學情分析
學生剛學完穩(wěn)恒電流及復雜電路分析，對電勢等概念比較清晰，但分析復雜電路的水平有限，加上教材中本節(jié)屬于對穩(wěn)恒電流的補充，對后面的傳感器知識起引領。故準備重點講解“與”門、“或”門以及“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。
五、教學方法
實驗法、討論法
六、課前準備
門電路演示板、多媒體課件
七、課時安排 1課時
八、教學過程
（一）預習檢查、總結疑惑
（二）情景引入、展示目標
講解：樓道自動控制燈。
　�、侔滋欤瑹舨涣�。
　　②沒有聲音，燈不亮。
　　③通電，夜晚，拍手，燈亮。
　　師：像這樣，現在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關系，實現這些邏輯功能離不開數字信號。
請同學們舉例。
　　生：遙控器、機器人等。
　　　師介紹：
　　①模擬信號：連續(xù)變化的電壓信號。②數字信號：只有兩個對立的狀態(tài)，高電平“1”，低電平“0”。


數字信號的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”，而處理數字信號的電路??數字電路，就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。
　　這節(jié)課我們學習數字電路中最基本的邏輯電路??門電路。
（三）合作探究、精講點播
　1．“與”門
　　師：門是一種條件開關，只有當輸入信號滿足一定條件時，門才能被打開，才有輸出信號。
<自主活動>：
某財務室的門上有兩把鎖，如何才能打開大門？在這個事件中體現怎么樣的邏輯關系呢？
（1）投影：

　 　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。
　　(當兩個條件都滿足時，結果才會成立)
（2）思考與討論，讓學生體會生活中的“與”邏輯關系。
　 　師：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。
（3）引導學生把圖2．10-2結果與條件的關系用表格表示。

　　引導學生：把開關接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數字語言描述上表：
　　師：這是“與”門的真值表，圖2．10-2中A、B是有邏輯關系的機械開關，實用的門電路則是半導體材料制成的。


（4）“與”門的符號 （5）演示“與”門電路。


2．“或”門
<自主活動>：
新學期開學了，蕪湖十二中416寢室的6名同學都到宿管辦報到，宿管辦的老師分別發(fā)給他們每人一把鑰匙，方便他們單獨出入，大家談談在這個事件中體現怎么樣的邏輯關系呢？
（1）投影：
（2）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(在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結果就會發(fā)生)
（2）思考與討論，讓學生體會生活中的“或”邏輯關系。
　　 師：具有“或”邏輯關系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。
（3）引導學生把圖2．10-6結果與條件的關系用表格表示。


　　引導學生：把開關接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數字語言描述上表：
　　師：這是“或”門的真值表。
　　

（4）“或”門的符號。（5）演示“或”門電路。

3．“非”門
（1）投影：分析開關A、B對電路的控制作用 （2）非門真值表： （3）非門符號：


（三）實例探究
師：介紹集成電路的優(yōu)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。
例1、如圖，一個火警報警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是一個阻值較小的分壓電阻。
（1）要做到低溫時電鈴不響，火警時產生高溫，電鈴響起。在圖中虛線處應接入怎樣的元件？
（2）為什么溫度高時電鈴會被接通？
（3）為了提高該電路的靈敏度，即報警穩(wěn)定調的稍底些，R的值應大一些還是小一些？


例2、由某門電路構成的一簡單控制電路如圖，其中r為光敏電阻，光照時電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當光敏電阻受到光照時，小燈L不亮，不受光照時，小燈L亮。
①請在電路中虛線框內畫出該門電路符號； ②該門電路是 。
　　教師引導學生完成對例題的分析和求解，通過實例分析加深對所學知識的理解。
（四）反思總結、當堂檢測 作業(yè)
1、思考并回答P81“問題與練習”中的題目。
2、課下閱讀課本80頁“科學漫步”中的文章《集成電路》。
（五）發(fā)導學案、布置作業(yè)
1.閱讀科學漫步──集成電路。
2.處理課后問題與練習。
九、板書設計

含義
“門”電路 真值表
符號 科學探究1
含義
簡單的邏輯電路 “或”電路 真值表 科學探究2 實際應用
符號
含義 科學探究3
“非”電路 真值表
符號


十、教學反思
這里的內容也是為選修3-2中傳感器的教學做準備的。3-2里關于傳感器的學生實驗，多數都要借助邏輯電路才能完成。實際上，也只有做過3-2中關于傳感器的實驗后才能學好邏輯電路的知識。
第十節(jié) 簡單的邏輯電路學案
課前預習學案
一、預習目標
1、知道數字電路和模擬電路的概念，了解數字電路的優(yōu)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、預習內容
1.數字電路：處理 的電路叫做數字電路。
2.門電路：就是一種開關，在一定條件下它允許 ；如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。
3.如果一個事件的幾個條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這種關系叫做 。具有 的電路稱為“與”門電路。
4.如果幾個條件中，只要有一個條件得到滿足，某件事就會發(fā)生，這種關系叫做 ，具有 的電路叫做“或”門電路。
5.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈現 的邏輯關系，叫做“非”邏輯，具有 的電路叫做“非”門電路。
三 、提出疑惑


課內探究學案
一、學習目標
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；
3、突出自主探究、交流合作為主體的學習方式
二、學習過程
1.按照輸入和輸出關系的不同，可以將基本的邏輯門電路分為“與”門、“或”門、“非”門等。
（1）“與”門
理解：當幾個條件同時具備才能出現某一結果，這些條件與結果之間的關系稱為“與”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“與”門。
符號：如圖

特點： ①當A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”；
②當A輸入為“0”B輸出為“1”或A輸入為“1”B輸出為“0”時，Y輸出為“0”；
③當A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。
（2）“或”門
理解：當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現某一結果，則這些條件與結果之間的關系稱為“或”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“或”門。
符號：如圖
特點： ①當A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”；
②當一個輸入“0”另一個輸入為“1”時，Y輸出為“1”；
③當A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。
（3）“非”門
理解：當一種結果出現時，另一種結果一定不出現。即輸出Y是輸入A的否定，這就是“非”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“非”門。
符號：如圖
特點： ①當A輸入為“1”時，Y輸出為“0”；
②當A輸入為“0”時，Y輸出為“1”.
2.真值表
真值表是包含各種可能性在內的邏輯關系表，它包括兩部分，一部分是所有輸入邏輯變量的各種可能組合；另一部分是相應的輸出。右圖是一種具有“與”邏輯功能的門電路。把開關接通記為1,開關斷開記為0,燈亮記為1，燈滅記為0,它的真值表為
輸入輸出
ABCY
0000
0010
0100
0110
1000
1010
1100
1111

例題：如圖所示，試判斷這是一個什么邏輯門電路。A、B、C閉合時記“1”，斷開時記“0”，Y燈亮時記“1”，不兩記“0”。試完成下面真值表。

輸入輸出
ABCY
000
001
010
011
100
101
110
111
解析：由圖可知，開關A、B、C只要有一個閉合時，燈泡就亮，所以這個電路滿足“或”門電路邏輯。即當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現某一結果，所以這是一個“或”門電路。真值表如下：
輸入輸出
ABCY
0000
0011
0101
0111
1001
1011
1101
1111

三、反思總結


四、當堂檢測
1. 走廊里有一盞燈，在走廊兩端各有一個開關，我們希望不論那一個開關接通都能使燈點亮，那么設計的電路為 （ ）
A.“與”門電路
B.“非”門電路
C.“或”門電路
D.上述答案都有可能
2. 如圖所示電路為 （ ）
A.“與”門電路
B.“非”門電路
C.“或”門電路
D.無法判定
3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為 ，在真值表中X除的邏輯值為 。

課后練習與提高
1.如圖所示電路為 （ ）
A.“與”門電路 B.“非”門電路
C.“或”門電路 D.無法判定
2.有一個邏輯門電路的真值表如下表，試判斷這是一個 門電路，并在右圖中畫出電路符號。

3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為 ，在真值表中X除的邏輯值為 。

4.下圖左端表示輸入端A、B的電勢隨時間變化的關系。如果它們是“或”門的輸入端，請在方框中畫出輸出端的電勢隨時間變化的關系。

探究：
下圖是一個簡單的車門報警電路圖，圖中的開關S1、S2分別裝在汽車的兩扇門上，只要有車門打開（電路處于開路狀態(tài)），發(fā)光二極管就發(fā)光報警，請根據報警裝置的要求，指出虛線方框是何種門電路。

第十節(jié) 簡單的邏輯電路參考答案
課內探究學案
1.數字信號 2.信號通過 3.“與”邏輯關系 “與”邏輯關系4. “或”邏輯關系“或”邏輯關系5. 相反 “非”邏輯關系
當堂檢測
1、C 2、B
3、或 1
課后練習與提高
1、C
2、非

3、或， 1
4、解答：


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