2022年高中物理 《走進門電路》教案 粵教版選修3-1

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1、2022年高中物理 《走進門電路》教案 粵教版選修3-1 一、設(shè)計思想 走進門電路這一節(jié)是新教材中增加進去,是討論數(shù)字電路的基礎(chǔ)——門電路的邏輯關(guān)系和功能。本節(jié)課的設(shè)計思想主要是探究實驗與理論實際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力,實踐能力,自主學(xué)習(xí)能力。同時體現(xiàn)以學(xué)生為主的教育思想,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以及學(xué)生實事求是和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和促進學(xué)生的發(fā)展。這部分內(nèi)容對中學(xué)生來是是相對比較抽象,雖然同學(xué)們對家用數(shù)字設(shè)備(如數(shù)碼相機,數(shù)碼攝像機等)比較熟悉,但是,對數(shù)碼設(shè)備記錄信息的原理比較陌生,教學(xué)中讓學(xué)生理解三種邏輯電路的基本邏輯關(guān)系是很本節(jié)課的重點。

2、二、《課標(biāo)》要求和教學(xué)內(nèi)容大體分析 《課標(biāo)》要求對本節(jié)課的要求: 本節(jié)課的結(jié)構(gòu)十分清晰,主要分為兩大模塊: 1、基本的邏輯關(guān)系。 2、基本門電路的邏輯功能,其中最關(guān)鍵的是讓學(xué)生理解邏輯關(guān)系的涵義以及動手操作驗證三種基本門電路的邏輯功能。 三、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 (1) 認識與、或、非門電路的邏輯符號,知道它們的邏輯真值關(guān)系。 (2) 能對與門、或門、非門電路進行簡單的應(yīng)用。由這三種基本門電路組成的復(fù)合門電路廣泛應(yīng)用于自動控制、數(shù)控車床、全自動洗衣機的程序控制等方面。 2、過程與方法 以實驗探索為主線,得出與、或、非門電路的輸入和輸

3、出之間的邏輯真值關(guān)系。 3、情感態(tài)度與價值觀 通過實驗,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究和團結(jié)協(xié)作的精神 四、教學(xué)重點、難點 本節(jié)教學(xué)的重點是三種門電路的邏輯功能,難點是理解邏輯關(guān)系的涵義以及動手操作驗證基本門電路的邏輯功能。 五、教學(xué)過程 1、新課引入 播放一段模擬視頻信號和數(shù)字視頻信號,讓學(xué)生觀察對比,哪段圖象清晰,并試分析其中的原因是什么?(學(xué)生討論)接著讓學(xué)生列舉我們家庭生活中有哪些數(shù)字設(shè)備? 設(shè)問:這些數(shù)字設(shè)備是如何工作的?它們是如何記錄信號和傳輸信號的? 我們就像生活在數(shù)字化技術(shù)的“海洋”里,越來越多的數(shù)字電子設(shè)備正在走進我們的千家萬戶,那么

4、什么是數(shù)字化技術(shù)?有什么優(yōu)點?讓我們一起走進數(shù)字信號技術(shù)的基礎(chǔ)電路——門電路。 2、新課教學(xué) 2.1與門電路 實驗一: 請同學(xué)們觀察與思考下列問題: (1)只有S1閉合,燈泡亮嗎? (2)只有S2閉合,燈泡亮嗎? (3)什么時候燈泡才亮? (4)假設(shè)開關(guān)閉合,邏輯“真”,用“1”表示,反之“假”用“0”表示;同理燈 泡亮,用“1”,燈泡滅,用“0”,完成課本的真值表。 與邏輯真值表 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 1 1 0 1 1 釋疑:與門的“與”在邏輯上就是共同的意思,即當(dāng)全部條件

5、共同具備時,才能產(chǎn)生一定的結(jié)果。 與門符號: 2.2或門電路 實驗二: 請同學(xué)們觀察與思考下列問題: (1)只有S1閉合,燈泡亮嗎? (2)只有S2閉合,燈泡亮嗎? (3)S1S2同時閉合,燈泡亮嗎? (4)開關(guān)閉合,邏輯“真”,用“1”表示,反之“假”用“0”表示;同理燈泡亮,用“1”,燈泡滅,用“0”,請同學(xué)們完成課本上或邏輯真值表。 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 1 1 0 1 1 或門符號: 2.3非門電路 實驗三: 請同學(xué)們觀察與思考下列問題: (1)? 燈泡什么

6、時候亮? (2)燈泡什么時候熄滅? (3) 開關(guān)閉合,邏輯“真”,用“1”表示,反之“假”用“0”表示;同理燈泡亮,用“1”,燈泡滅,用“0”,請同學(xué)們完成課本上非邏輯真值表。 輸入 輸出 S Q 1 0 非門符號: 3、門電路的應(yīng)用 三種基本的門電路在實踐中更多的是以組合的形式出現(xiàn)復(fù)合門電路,這此復(fù)合的門電路可以制成各種編碼器、譯碼器、計數(shù)器、觸發(fā)器、存儲器等,廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)和人們生活中,如本節(jié)課開頭我們列舉的數(shù)字設(shè)備等。下面通過實驗來探究門電路的邏輯功能。 3.1與門電路的應(yīng)用實例 應(yīng)用一: 簡易火警報警器 如圖所示的電路圖

7、是一個應(yīng)用非門構(gòu)成的一個簡易火警報警器電路。圖中R是可變電阻,R’是一個熱敏電阻,L是一個蜂鳴器,G是一個非門,當(dāng)溫度較低時,熱敏電阻的電阻值非常大,即R’遠大于R;而當(dāng)火警發(fā)生時,熱敏電阻的阻值就會降低,從而遠小于電阻R的阻值。請說明工作原理。 [討論分析]由圖可知,0點接地,電勢為0。當(dāng)溫度較低時,由于R’的電阻非常大,A點的電勢接近5V,非門G的輸入端為高電勢,因此非門的輸出端為低電勢,蜂嗚器兩端沒有電壓,蜂鳴器不報警。 當(dāng)火警發(fā)生時,溫度升高導(dǎo)致R’的阻值變得很小,從而使輸入端A點的電勢接近0,非門輸出端為高電勢,這樣蜂鳴器兩端獲得一個能發(fā)聲的工作電壓,蜂鳴器就會發(fā)出聲

8、音報警。 [拓展] 由于電阻R和R’之間存在一個分配電壓的問題,因此,調(diào)節(jié)可變電阻尺,可以改變報警器的靈敏度。想一想,為了使報警器更靈敏,R應(yīng)取得大一些,還是小一些? 實驗二:與門電路的邏輯功能 如圖是一個集成與門Sn7408實驗電路,它具有四個與 門.實驗時將此集成電路的第14腳接5V電源的正極,第7腳接地(電源負極),第1和第2腳為兩個輸入端,第3腳為輸出端。 輸入為高電平時,我們用真值“1”表示;輸入為低電平時,我們用真值“0”表示;輸出為高電平時,二極管發(fā)光,我們用真值“廠表示;輸出為低電平時,二極管不發(fā)光,我們用真值“0”表示。改變輸入端1、2的狀態(tài),觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況。完成與門電路真值表2-6-4,表中用S1、S2分別表示1、2兩個輸入端,用Q表示輸出端3。 請同學(xué)們自己動手完成或邏輯真值表 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 1 1 0 1 1 六、歸納總結(jié) 門電路可以看作是一種條件開關(guān)。它有一個或多個輸入端和一個輸出端。只有當(dāng)輸入信號滿足一定的條件時,門才開啟,信號才能通過。條件得不到滿足,門就關(guān)閉,信號就不能通過。換句話說,門電路的輸出和輸入之間存在著一定的邏輯關(guān)系。不同的門電路,輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系也不同。 七、作業(yè)(略) 八、教學(xué)流程圖

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