eq \(\s\up7(),\s\d5(整體分析))


教學(xué)分析


教科書從生活實(shí)例出發(fā)介紹了“與”“或”及“非”三種邏輯電路的邏輯關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上介紹了表示這三種邏輯關(guān)系的真值表。學(xué)生剛學(xué)完穩(wěn)恒電流及復(fù)雜電路分析，對(duì)電勢(shì)等概念比較清晰，但分析復(fù)雜電路的水平有限，加上教材中本節(jié)屬于對(duì)穩(wěn)恒電流的補(bǔ)充，對(duì)后面的選修3－2中傳感器知識(shí)起引領(lǐng)。故應(yīng)重點(diǎn)講解“與”門、“或”門以及“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。教科書通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生知道這些邏輯關(guān)系可以通過(guò)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而引入了門電路。又從門電路的組合到“科學(xué)漫步”，讓學(xué)生了解集成電路及應(yīng)用領(lǐng)域。


教材中的重要思想


1．教材中使用類比的思想，使學(xué)生便于接受邏輯運(yùn)算關(guān)系；


2．理論聯(lián)系實(shí)際的思想；


3．培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密邏輯思維能力的思想。


教學(xué)目標(biāo)


1．知道數(shù)字電路和模擬電路的概念，了解數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)。


2．初步了解簡(jiǎn)單的邏輯電路及表示符號(hào)。


3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解“與”“或”及“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系。


4．知道什么是真值表，會(huì)用真值表來(lái)表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。


5．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察門電路的作用，初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動(dòng)控制中的應(yīng)用。在對(duì)邏輯電路應(yīng)用實(shí)例的分析中體會(huì)三種邏輯運(yùn)算關(guān)系，體會(huì)邏輯電路在現(xiàn)實(shí)生活中的意義。


6．初步了解集成電路的簡(jiǎn)單原理。關(guān)注我國(guó)集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況，感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變。


教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)


1．知道最基本的邏輯電路“與”門、“或”門及“非”門的功能；


2．理解各種門電路的邏輯關(guān)系；教學(xué)中可以從生活實(shí)例或演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手，幫助學(xué)生理解三種邏輯關(guān)系。


3．什么是真值表？各個(gè)邏輯電路的真值表的填寫。


4．能綜合運(yùn)用本節(jié)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)邏輯電路并在電路中填寫恰當(dāng)?shù)碾娐贩?hào)。


學(xué)生對(duì)模擬信號(hào)和模擬電路的概念都能比較容易理解，但是，對(duì)信息社會(huì)中常提到的“數(shù)字”概念，認(rèn)識(shí)是較模糊的。數(shù)字信號(hào)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，數(shù)字電路是如何處理數(shù)字信號(hào)的，分析最小數(shù)字電路單元的邏輯關(guān)系，理解數(shù)字電路處理邏輯關(guān)系的原理，這是理解數(shù)字電路的關(guān)鍵。


教學(xué)易誤點(diǎn)


1．邏輯電路的符號(hào)使用混亂。


2．自動(dòng)控制電路分析。


3．脈沖信號(hào)的電勢(shì)變化圖。


教學(xué)設(shè)計(jì)思路和流程圖


本節(jié)為了保證學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性和全面性，在開頭加入了邏輯代數(shù)的介紹：從二值邏輯到常用進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。在邏輯電路中補(bǔ)充介紹“與”“或”“非”的邏輯函數(shù)表達(dá)式、真值表的排列順序，最后結(jié)合書本上的拓展聯(lián)想內(nèi)容，補(bǔ)充介紹了“或非”門、“與非”門等的邏輯函數(shù)表達(dá)式和真值表。





教學(xué)方法


講授法、實(shí)驗(yàn)演示、互動(dòng)探究法。以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主體、媒體教學(xué)為輔的課堂教學(xué)模式，以對(duì)比教學(xué)為主線、聯(lián)系生活實(shí)際為輔線開展課堂教學(xué)活動(dòng)。


eq \(\s\up7(),\s\d5(課前準(zhǔn)備))


教學(xué)媒體


聲光控感應(yīng)燈、投影儀、多媒體教學(xué)設(shè)備、三種門電路演示示教板、電壓表等。


數(shù)字電路教學(xué)中的演示或操作實(shí)驗(yàn)，僅從教學(xué)需求角度，單個(gè)數(shù)字邏輯單元電路器件是最佳媒體，但在實(shí)際教學(xué)中，尋找這些實(shí)驗(yàn)器材存在非常大的困難。而計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)很好地解決了這個(gè)困難，并且能夠讓每個(gè)學(xué)生動(dòng)手參與。因此，在教學(xué)媒體的應(yīng)用中，除了應(yīng)用實(shí)物讓學(xué)生真切地感受外，對(duì)數(shù)字電路的理解，則通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)探究實(shí)踐而獲得。


現(xiàn)代教學(xué)系統(tǒng)中，教師、學(xué)生、教材和教學(xué)媒體相互聯(lián)系，相互作用，構(gòu)成一個(gè)互動(dòng)的有機(jī)整體，使教學(xué)內(nèi)容豐富多彩，教學(xué)方式多種多樣。本節(jié)課內(nèi)容盡管是知識(shí)性為主，但不乏學(xué)生參與互動(dòng)的內(nèi)容。可將傳統(tǒng)的知識(shí)傳授與自主探究式學(xué)習(xí)相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)交流、知識(shí)創(chuàng)新和提高學(xué)習(xí)效率的目標(biāo)。


學(xué)生預(yù)習(xí)自學(xué)(出現(xiàn)在學(xué)案上)


邏輯代數(shù)


1．在客觀世界中，事物的發(fā)展變化通常都有一定的因果關(guān)系，這種因果關(guān)系一般稱為邏輯關(guān)系，反映和處理這種關(guān)系的數(shù)學(xué)工具就是邏輯代數(shù)。是英國(guó)數(shù)學(xué)家BOOLE在19世紀(jì)中葉創(chuàng)立的，也叫布爾代數(shù)(關(guān)系代數(shù))。


2．二值邏輯：變量取值1或0,1或0并不表示數(shù)值的大小，代表兩種不同的邏輯狀態(tài)。在數(shù)字電路中，用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。


3．幾種常用進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換


a．二——十轉(zhuǎn)換


(1011.01)2＝1×23＋0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝8＋2＋1＋0.25＝(11.25)10


b．十——二轉(zhuǎn)換


(173)10＝(10101101)2


(0.812 5)10＝(0.1101)2


c．二——八、八——二轉(zhuǎn)換


(10101.0011)2＝(25.14)8


(12.3)8＝(001010.011)2


d．二——十六、十六——二轉(zhuǎn)換


(010 11 110.101 100 10)2＝(5E.B2)16


(8FA.C6)16＝(100 011 111 010.110 001 10)2


這就是8421BCD碼





eq \(\s\up7(),\s\d5(教學(xué)過(guò)程))


導(dǎo)入新課


[事件1]


教學(xué)任務(wù)：創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。


師生活動(dòng)：


【演示】


一盞神奇的燈。


①接通電源，燈不亮。②接通電源，拍手，燈不亮。③接通電源，遮光，燈不亮。④接通電源，擋住光線，大家拍手，燈亮。(教師指出：這實(shí)際就是樓道內(nèi)自動(dòng)控制燈。)


通過(guò)演示聲光控感應(yīng)燈，引發(fā)學(xué)生好奇心理和探究欲望。從簡(jiǎn)單的應(yīng)用互動(dòng)操作，引導(dǎo)學(xué)生在理解數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的同時(shí)，學(xué)會(huì)使用仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)如何分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的數(shù)字關(guān)系。


引入新課：


像這樣，現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這些邏輯功能離不開“數(shù)字信號(hào)”，以數(shù)字信號(hào)為特征的現(xiàn)代信息技術(shù)在迅猛發(fā)展。


身邊的“數(shù)字”話題：數(shù)碼產(chǎn)品、數(shù)字電視、DIS實(shí)驗(yàn)、家電、遙控器、機(jī)器人等等。


數(shù)字信號(hào)只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài)：“有”或者“沒有”，也即高電平“1”、低電平“0”。而模擬信號(hào)則是連續(xù)變化的電壓信號(hào)，調(diào)節(jié)收音機(jī)的音量，聲音連續(xù)變化，聲音信號(hào)就是“模擬”量。


數(shù)字電路


展示模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)圖象如圖：





電壓信號(hào)隨時(shí)間連續(xù)變化，叫模擬信號(hào)。比如調(diào)節(jié)收音機(jī)的音量，聲音連續(xù)變化，聲音信號(hào)是“模擬”量。


電壓信號(hào)不隨時(shí)間連續(xù)變化，叫數(shù)字信號(hào)。


數(shù)字信號(hào)的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”，而處理數(shù)字信號(hào)的電路——數(shù)字電路，就有了辨別“是”“非”的邏輯功能。今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——門電路。門電路是一種有一個(gè)或多個(gè)輸入端，只有一個(gè)輸出端的開關(guān)電路，是數(shù)字電路的基本單元。門電路就像一扇門，當(dāng)具備開門條件時(shí)，輸出端就有一個(gè)信號(hào)輸出；反之，如果條件不滿足，門關(guān)閉，信號(hào)就被阻擋在“門”外。它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)輸入端和輸出端的電勢(shì)只有兩種情況：一種為高電勢(shì)(如12 V)，另一種為低電勢(shì)(如0 V)，電路工作好像處在一種“是”和“非”的判斷之中，因此叫做邏輯電路。


推進(jìn)新課


[事件2]


教學(xué)任務(wù)：“與”(and)邏輯關(guān)系和“與”門


師生活動(dòng)：


展示“與”邏輯電路。





如圖，兩個(gè)開關(guān)A、B串聯(lián)起來(lái)控制同一個(gè)燈泡L。顯然，只有A“與”B同時(shí)閉合時(shí)，燈L才會(huì)亮。在這個(gè)事件中，A、B閉合是條件，燈L亮是結(jié)果。





“與”邏輯電路


引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用，體會(huì)“與”邏輯關(guān)系。(當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會(huì)成立)


1．“與”門


如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系。


生活中哪些實(shí)例體現(xiàn)了“與”的邏輯關(guān)系？


思考與討論，讓學(xué)生體會(huì)生活中的“與”邏輯關(guān)系。


某單位財(cái)務(wù)室為了安全，規(guī)定不準(zhǔn)一個(gè)人單獨(dú)進(jìn)入。為此，在門上以如圖所示的方式安裝了兩把鎖。只有甲與乙兩個(gè)人同時(shí)打開各自的鎖時(shí)，門才能打開。它體現(xiàn)了“與”邏輯關(guān)系。





具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路，簡(jiǎn)稱“與”門。


引導(dǎo)學(xué)生把圖中結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。


一個(gè)開關(guān)有通、斷兩種情況，圖中兩個(gè)開關(guān)的通、斷組合起來(lái)有4種情況，我們把這4種情況以及每種情況燈泡的亮、熄都列在表1中。


表1





表2











能否把表1中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述簡(jiǎn)單化呢？我們用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述表1中的關(guān)系，就是把開關(guān)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(shù)字語(yǔ)言描述上表，就成了表2。


表2用數(shù)字表示了各種控制條件和控制結(jié)果，這種表格稱為“真值表”。表2就是具有兩個(gè)輸入端的“與”門的真值表。


讓學(xué)生理解數(shù)字信號(hào)“與”邏輯關(guān)系間的聯(lián)系，對(duì)“與”邏輯關(guān)系仔細(xì)分析，理解記住“與”邏輯的真值表。


“與”門的符號(hào)





如圖是“與”門的電路符號(hào)，它有兩個(gè)輸入端A、B，Y是它的輸出端。


如圖中A、B是有邏輯關(guān)系的機(jī)械開關(guān)，實(shí)用的門電路則是半導(dǎo)體材料制成的。


演示“與”門電路。


下圖中右邊的虛線框內(nèi)是用晶體二極管組成的有兩個(gè)輸入端的“與”門電路，用于教學(xué)演示。A、B是它的兩個(gè)輸入端，Y是它的輸出端，電壓表顯示輸出電壓的值。


左邊兩個(gè)虛線框內(nèi)是兩個(gè)信號(hào)源，分別從A、B接入門電路。當(dāng)信號(hào)源的開關(guān)接1時(shí)，信號(hào)源將一個(gè)電壓輸入門電路，接0時(shí)沒有電壓輸入?？梢詮碾妷罕砩峡吹?，只有當(dāng)A、B都輸入1時(shí)，輸出端才有輸出電壓。





晶體二極管“與”門電路








用互動(dòng)課件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“與”關(guān)系。指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)面板上進(jìn)行“與”門電路連接實(shí)驗(yàn)，用實(shí)物的集成電路連接一個(gè)“與”門，真實(shí)再現(xiàn)虛擬。


通過(guò)示范性的操作演示講解，理解“與”門電路實(shí)現(xiàn)“與”關(guān)系處理的電路原理，為下階段自行探究“或”關(guān)系及“或”電路作準(zhǔn)備。同時(shí)實(shí)現(xiàn)情感與價(jià)值目標(biāo)。


聲、光控?zé)舻脑儆懻摗?br/>

無(wú)光1，有光0；有聲1，無(wú)聲0；燈亮結(jié)果為1，燈不亮為0，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，聲、光控?zé)艟褪峭ㄟ^(guò)“與”門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的。


總結(jié)“與”邏輯關(guān)系：有兩個(gè)控制條件作用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果，當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會(huì)成立，這種關(guān)系稱為“與”的關(guān)系。


【銜接】鎖門方式的討論：財(cái)務(wù)室的鎖用了“與”的邏輯關(guān)系，但學(xué)生寢室的門鎖能用“與”的關(guān)系嗎？新學(xué)期開學(xué)了，青島十七中416寢室的6名同學(xué)都到宿管辦報(bào)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(dú)出入，大家談?wù)勗谶@個(gè)事件中體現(xiàn)怎樣的邏輯關(guān)系呢？


每人都配有一把鑰匙，個(gè)人都可以用自己的鑰匙單獨(dú)開門，它體現(xiàn)了“或”邏輯關(guān)系。


引入“或”門


[事件3]


教學(xué)任務(wù)：“或”(r)邏輯關(guān)系和“或”門


2．“或”門


投影展示“或”邏輯關(guān)系電路：


如下圖，兩個(gè)開關(guān)A、B并聯(lián)，控制同一個(gè)燈泡Y。在這個(gè)電路中，A“或”B只要有一個(gè)開關(guān)閉合，燈Y就會(huì)亮。





“或”邏輯電路








引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用，體會(huì)“或”邏輯關(guān)系(在幾個(gè)控制條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，結(jié)果就會(huì)發(fā)生)


像這樣的情況：如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系。具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門電路，簡(jiǎn)稱“或”門。


教師提問：日常生活中哪些實(shí)例體現(xiàn)了“或”的關(guān)系？


思考與討論，讓學(xué)生體會(huì)生活中的“或”邏輯關(guān)系。


引導(dǎo)學(xué)生把上圖結(jié)果與條件的關(guān)系用表格3表示。


表3





表4











引導(dǎo)學(xué)生：把開關(guān)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(shù)字語(yǔ)言描述上表。


請(qǐng)?jiān)诒?中填寫開關(guān)A、B通斷的四種可能組合及燈泡亮熄的情況。然后再完成“或”門的真值表如表4。


“或”門的符號(hào)。


如圖是“或”門的電路符號(hào)，A、B是它的兩個(gè)輸入端，Y是它的輸出端。


演示“或”門電路。








晶體二極管“或”門電路








如圖中右邊的虛線框內(nèi)是用晶體二極管組成的有兩個(gè)輸入端的“或”門電路，用于教學(xué)演示。A、B是兩個(gè)輸入端，Y是它的輸出端，電壓表顯示輸出電壓的值。


左邊兩個(gè)虛線框內(nèi)是兩個(gè)信號(hào)源，分別從A、B接入門電路。當(dāng)信號(hào)源的開關(guān)接1時(shí)，信號(hào)源將一個(gè)直流電壓輸入門電路，接0時(shí)沒有電壓輸入。可以從電壓表上看到，只要A、B有一個(gè)輸入1時(shí)，輸出端就有輸出電壓。


學(xué)生在計(jì)算機(jī)上根據(jù)學(xué)習(xí)“或”門電路情形，模擬實(shí)驗(yàn)，填表，總結(jié)邏輯關(guān)系；指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)輔導(dǎo)；交流，展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師利用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)播，交流展示學(xué)習(xí)結(jié)果。通過(guò)示范性的操作演示講解，理解“或”門電路實(shí)現(xiàn)“或”關(guān)系處理的電路原理，為下階段探究“非”關(guān)系及“非”電路作準(zhǔn)備。同時(shí)實(shí)現(xiàn)情感與價(jià)值目標(biāo)。





[事件4]


教學(xué)任務(wù)：“非”(nt)邏輯關(guān)系和“非”門


3．“非”門


教師演示“非”門電路。引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A對(duì)電路的控制作用。體會(huì)“非”邏輯關(guān)系。


在下圖的電路中，我們沿用以上討論“與”門和“或”門時(shí)的研究方法：把開關(guān)接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”。開關(guān)通斷是控制的條件，即輸入；燈泡亮熄是控制的結(jié)果，即輸出。





“非”邏輯電路








通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)開關(guān)閉合而輸入為1時(shí)，燈泡熄滅，輸出為0；當(dāng)開關(guān)斷開而輸入為0時(shí)，燈泡點(diǎn)亮，輸出為1。像這樣輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系，叫做“非”邏輯關(guān)系，具有“非”邏輯關(guān)系的電路叫做“非”門。


輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系稱為“非”邏輯關(guān)系。


(教師提問：日常生活中哪些實(shí)例體現(xiàn)了“非”的關(guān)系？)


請(qǐng)列出開關(guān)A、B通斷的可能組合及燈泡亮熄的情況的表格，然后再繪出“非”門的真值表。


表5














表6














“非”門的符號(hào)


表6是“非”門真值表。如圖是“非”門的電路符號(hào)。


學(xué)生沿用“與”門、“或”門的研究方法，理解“非”邏輯關(guān)系，寫出“非”門的真值表，記住“非”門符號(hào)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)情感與價(jià)值目標(biāo)。


自動(dòng)擦鞋機(jī)的討論。


自動(dòng)擦鞋機(jī)就是利用了“非”的邏輯關(guān)系。當(dāng)皮鞋靠近紅外線感應(yīng)器，擋住光線，輸入應(yīng)為0，擦鞋機(jī)開始工作，輸出為1。





[事件5]


教學(xué)任務(wù)：集成電路


4．集成電路


前面演示用的晶體管門電路，是用晶體管、電阻等元件臨時(shí)裝配的電路，體積大，可靠性、穩(wěn)定性差。目前廣泛應(yīng)用的是將元件集成在一塊硅片上的集成電路，既縮小了體積，又方便、可靠，而且適用于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。


介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門的集成電路和幾個(gè)“非”門的集成電路的外引線圖。


圖甲是一個(gè)真實(shí)的集成電路的外引線圖：四個(gè)2輸入“與”門集成電路裝在一個(gè)殼內(nèi)，共有14條引線，其中12條引線內(nèi)部連接著4個(gè)獨(dú)立的2輸入“非”門，第14號(hào)引線是公共電源線，第7號(hào)引線是公共地線。圖乙是由6個(gè)獨(dú)立的“非”門組成的集成電路的外引線圖。





四個(gè)2輸入“與”門集成電路的外引線 六個(gè)“非”門集成電路的外引線


甲 乙


演示：


用如圖所示的集成電路中的一個(gè)“非”門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，按產(chǎn)品說(shuō)明書的要求接好電源，輸出端接一個(gè)電壓表。如下圖所示，當(dāng)輸入端加一電壓A時(shí)，輸出端輸出圖中Y所示的電壓。





“非”門的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)


[事件6]


教學(xué)任務(wù)：實(shí)例探究


【例題】如圖所示為一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖，Rt是一個(gè)熱敏電阻，低溫時(shí)電阻值很大，高溫時(shí)電阻值很小，R是一個(gè)阻值較小的分壓電阻。問：





(1)要做到低溫時(shí)電鈴不響，火警時(shí)產(chǎn)生高溫，電鈴響起。在圖中虛線處應(yīng)接入怎樣的元件？


(2)為什么溫度高時(shí)電鈴會(huì)被接通？


(3)為了提高該電路的靈敏度，即報(bào)警溫度調(diào)得稍低些，R的值應(yīng)大一些還是小一些？


教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)例題的分析和求解，通過(guò)實(shí)例分析加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。


解：(1)溫度較低時(shí)的Rt阻值很大，R比Rt小很多，因此P、X之間電壓較大。要求此時(shí)電鈴不發(fā)聲，表明輸出給電鈴的電壓應(yīng)該較小，輸入與輸出相反，可見虛線處元件應(yīng)該是“非”門。


(2)當(dāng)高溫時(shí)Rt阻值減小，P、X之間電壓降低，輸入低電壓時(shí)，從“非”門輸出是高電壓，電鈴響起。


(3)由前面分析可知，若R較大，由于它的分壓作用，Rt兩端的電壓不太高，則外界溫度不太高時(shí)，就能使P、X之間電壓降到低電壓輸入，電鈴就能發(fā)聲。因此R較大，反應(yīng)較靈敏。


變形訓(xùn)練：


由某門電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖，其中r為光敏電阻，光照時(shí)電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，小燈L不亮，不受光照時(shí)，小燈L亮。





①請(qǐng)?jiān)陔娐分刑摼€框內(nèi)畫出該門電路符號(hào)；


②該門電路是________。


解答從略。


[事件7]


教學(xué)任務(wù)：閱讀科學(xué)漫步——集成電路。


eq \(\s\up7(),\s\d5(科學(xué)漫步))


集成電路


電阻、電容、二極管等元件，在使用時(shí)總是需要以各種各樣的方式組裝成一定的電路。對(duì)于一個(gè)稍微復(fù)雜一些的電路，還要經(jīng)過(guò)一定的調(diào)試才能使用，這就降低了人們的工作效率。為了解決這一問題，集成電路(integrated circuits，IC)應(yīng)運(yùn)而生，它是以半導(dǎo)體材料為基片，將組成電路的各種元器件和連線集成在同一基片上，成為具有一定功能的微電路系統(tǒng)。從宏觀上來(lái)看，已經(jīng)分不清集成電路中哪些部分是元件，哪些部分是連線，它們已成為一個(gè)統(tǒng)一體。





集成電路塊








集成電路具有分立元件電路無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。與最緊湊的分立元件電路相比，集成電路的體積小了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，重量輕了幾個(gè)數(shù)量級(jí)?，F(xiàn)代微電子技術(shù)可以在手指甲大小的半導(dǎo)體硅片上，制造出20億～30億個(gè)晶體管(如圖)?，F(xiàn)在由超大規(guī)模集成電路制成的超輕、超薄筆記本電腦，質(zhì)量只有1 kg左右，厚度不到4 cm。而世界上第一臺(tái)電子管式電子計(jì)算機(jī)，僅用1.8萬(wàn)只電子管，就占地170 m2，質(zhì)量為30余噸。集成電路還具有可靠性高、運(yùn)算速度快、成本低廉等許多優(yōu)點(diǎn)。





超薄筆記本電腦








目前，集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕钪?。比如衛(wèi)星、導(dǎo)彈的控制系統(tǒng)，汽車、船舶的電子裝置，電視、手機(jī)等家用電器的核心部件，無(wú)一不采用集成電路。


隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微電子產(chǎn)品的功能越來(lái)越強(qiáng)大，價(jià)格越來(lái)越低廉，計(jì)算機(jī)、手機(jī)已經(jīng)走入千家萬(wàn)戶。各種功能廣泛、質(zhì)量可靠、體積小、重量輕的微電子產(chǎn)品，越來(lái)越受消費(fèi)者的青睞。


課堂鞏固與反饋


[事件8]


教學(xué)任務(wù)：形成性測(cè)試。


1．?dāng)?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的不同之處是( )


A．?dāng)?shù)字信號(hào)在大小上不連續(xù)，時(shí)間上連續(xù)，而模擬信號(hào)則相反


B．?dāng)?shù)字信號(hào)在大小上連續(xù)，時(shí)間上不連續(xù)，而模擬信號(hào)則相反


C．?dāng)?shù)字信號(hào)在大小和時(shí)間上均不連續(xù)，而模擬信號(hào)則相反


D．?dāng)?shù)字信號(hào)在大小和時(shí)間上均連續(xù)，而模擬信號(hào)則相反


2．走廊里有一盞電燈在走廊兩端各有一個(gè)開關(guān)，我們希望不論哪一個(gè)開關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮，那么由此設(shè)計(jì)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


3．如圖所示為兩個(gè)非門和一個(gè)或門組成的復(fù)合門電路，請(qǐng)?jiān)谙卤碇刑顚懺撻T電路的真值表。




















答案：1.C 2.C 3.如下表











eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(課堂小結(jié)))


[事件9]


教學(xué)任務(wù)：引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)、方法、情感三個(gè)側(cè)面小結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動(dòng)。


教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。


學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)，比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。


點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的概括總結(jié)能力。


教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。


鼓勵(lì)學(xué)生從生活中尋找“與”“或”及“非”的邏輯關(guān)系，以加深對(duì)邏輯關(guān)系的理解。讓學(xué)生了解，門電路是一種“條件開關(guān)”。只有當(dāng)輸入信號(hào)滿足一定的條件時(shí)，“門”才會(huì)打開，才能有輸出信號(hào)。


1．如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系。具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路，簡(jiǎn)稱“與”門。


2．如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系。具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門電路，簡(jiǎn)稱“或”門。


3．輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系，叫做“非”邏輯關(guān)系。具有“非”邏輯關(guān)系的電路叫做“非”門。


eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(布置作業(yè)))


1．復(fù)習(xí)本節(jié)教材。


2．完成課本課后問題與練習(xí)。


eq \(\s\up7(),\s\d5(板書設(shè)計(jì)))


10 簡(jiǎn)單的邏輯電路


1．“與”門


“與”邏輯關(guān)系：一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生。











真值表





“與”門的符號(hào)








2．“或”門


“或”邏輯關(guān)系：幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生。

















真值表





“或”門的符號(hào)








3．“非”門





“非”門的符號(hào)


“非”邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系。











4．集成電路





eq \(\s\up7(),\s\d5(備課資料))


自動(dòng)擦鞋機(jī)結(jié)構(gòu)和原理


自動(dòng)擦鞋機(jī)結(jié)構(gòu)：


1．低速馬達(dá)、齒輪或皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；


2．毛刷柱或毛氈軸；


3．光電感應(yīng)器(自動(dòng)型使用；手動(dòng)型，直接用電源開關(guān)即可)；


4．開關(guān)；


5．安全防漏電開關(guān)。


將上述裝配起來(lái)，即可。


電動(dòng)感應(yīng)擦鞋機(jī)是由軟管鞋油和鞋刷構(gòu)成，其特征在于：


①它集軟管鞋油、鞋刷為一體，用微型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鞋刷旋轉(zhuǎn)，鞋刷擦鞋、上油、拋光。


②軟管鞋油管口套接一S形出油管，S形出油管口對(duì)準(zhǔn)刷面。


③在軟管鞋油底部設(shè)一擠鞋油推塊結(jié)構(gòu)，推塊的一部分露在電動(dòng)擦鞋器殼外，外殼設(shè)一條推塊移動(dòng)槽。


④在電動(dòng)擦鞋器的手把處設(shè)有電源開關(guān)和電池，結(jié)構(gòu)合理。


自動(dòng)擦鞋機(jī)原理：


電機(jī)兩端都有很長(zhǎng)的軸，不用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，擦鞋用的輪子直接裝在軸上，兩端都有。輪子旁邊裝有紅外探測(cè)接收器，當(dāng)鞋伸進(jìn)擦鞋機(jī)時(shí)，探測(cè)器接收到信號(hào)就把電機(jī)接通，開始工作，鞋取出時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。





條件
結(jié)果
開關(guān)A
開關(guān)B
燈泡L
斷
斷
熄
斷
通
熄
通
斷
熄
通
通
亮
輸入
結(jié)果
A
B
Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
條件
結(jié)果
開關(guān)A
開關(guān)B
燈泡L
斷
斷
熄
斷
通
亮
通
斷
亮
通
通
亮
輸入
結(jié)果
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
條件
結(jié)果
開關(guān)A
燈泡Y
斷
亮
通
熄
條件
結(jié)果
A
Y
0
1
1
0
輸入
輸出
A
B
Y
輸入
輸出
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
條件
結(jié)果
開關(guān)A
開關(guān)B
燈泡L
斷
斷
熄
斷
通
熄
通
斷
熄
通
通
亮
輸入
結(jié)果
A
B
Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
條件
結(jié)果
開關(guān)A
開關(guān)B
燈泡L
斷
斷
熄
斷
通
亮
通
斷
亮
通
通
亮
輸入
結(jié)果
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
輸入
輸出
A
Y
0
1
1
0

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高中物理人教版 (新課標(biāo))選修3電子課本

11 簡(jiǎn)單的邏輯電路

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí)： 選修3

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