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2019-2020年高中物理《簡單的邏輯電路》教案4 新人教版選修3-1 一、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)： A. 知識(shí)與技能：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)。 知道“與”門、“或”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。 初步了解“與”門、“或”門電路在實(shí)際問題中的應(yīng)用 B. 過程與方法： 突出學(xué)生自主探究、交流合作為主體的學(xué)習(xí)方式。 C. 情感態(tài)度與價(jià)值觀： （1）感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變； （2）體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系； （3）體驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)課堂在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的優(yōu)越性。 二、教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)分析 教學(xué)重點(diǎn)：兩種門電路的邏輯關(guān)系。 教學(xué)難點(diǎn)：數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路的意義。 三、教學(xué)對(duì)象分析 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)字電路關(guān)鍵。 四、教學(xué)策略及教法設(shè)計(jì) 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。如果采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，借助互動(dòng)課件，通過引、動(dòng)、放的方式來開展教學(xué)，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，共享資源、知識(shí)創(chuàng)新和提高學(xué)習(xí)效率的目標(biāo)。 五、教學(xué)媒體應(yīng)用設(shè)計(jì) 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，尋找這樣實(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，則通過計(jì)算機(jī)仿真來探究實(shí)踐而獲得。 六、教學(xué)過程設(shè)計(jì)與分析 教學(xué)過程 設(shè)計(jì)思路及分析 一、創(chuàng)設(shè)情景，引入課題 (1) 演示：一盞神奇的燈 接通電源，燈不亮； 有聲，燈不亮； 擋住光線，全場(chǎng)安靜，燈不亮； 擋住光線，拍手，燈亮。 引起學(xué)生好奇，探究的欲望。 (2) 教師簡介： 身邊的“數(shù)字”話題：數(shù)碼產(chǎn)品、數(shù)字電視、DIS實(shí)驗(yàn)、家電等。 這些電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系，今天我們就來學(xué)習(xí)簡單的邏輯電路 通過演示聲光控感應(yīng)燈，引發(fā)學(xué)生好奇心理和探究欲望。 板書： C、簡單的邏輯電路 二、師生互動(dòng)，獲取知識(shí) A、數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào) 1、用互動(dòng)課件模擬實(shí)驗(yàn)： 數(shù)字信號(hào) D.C 開關(guān) LED 開關(guān) 燈 狀態(tài) 閉合 亮 1 打開 暗 0 兩種狀態(tài)用“0”和“1”表示。物理上，用高電勢(shì)表示“1”，低電勢(shì)表示“0”。 (2) 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。 t u t u 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 數(shù)字：分段的 模擬：連續(xù)的 2、圖示數(shù)字信號(hào)和模擬信息： 從簡單的應(yīng)用互動(dòng)積件操作，引導(dǎo)學(xué)生在理解數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)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)象中數(shù)字關(guān)系。 B、數(shù)字電路 邏輯電路 門電路 數(shù)學(xué)信號(hào)的0和1好比是事物的“是”與“非”，而處理數(shù)字信號(hào)的電路稱數(shù)字電路，因此，數(shù)字電路與就有了判別“是”與“非”的邏輯功能。我們將數(shù)字電路中基本單元電路稱邏輯電路。 生活中有許多邏輯關(guān)系。 1、“與”邏輯關(guān)系 利用互動(dòng)課件實(shí)驗(yàn)，尋找與電路的真值表 D.C 開關(guān) LED 開關(guān) 開關(guān)A 開關(guān)B 燈LED 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 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。 能處理“與”關(guān)系的電路是一種最小的邏輯電路，稱門電路。 &— 符號(hào)： 用互動(dòng)課件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“與”關(guān)系。 and LED D.C 指導(dǎo)學(xué)生在面包板上進(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。 聲、光控感應(yīng)燈的再討論： 無光 1 燈亮 (與門電路)結(jié)果為1 有聲 1 鎖門方式的討論，引入“或”門：家中的門鎖能用“與”的關(guān)系嗎？ 提問：家中的門鎖能用“與”的關(guān)系嗎？ 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)系的細(xì)仔分析，理解記住“與”邏輯的真值表。 通過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。 三、放手學(xué)生，自主探究 1、“或”門實(shí)驗(yàn)<學(xué)生自主活動(dòng)> 開關(guān)A LED D.C or 開關(guān)B 學(xué)生在計(jì)算機(jī)上根據(jù)學(xué)習(xí)“與”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。 2、知識(shí)拓展，創(chuàng)設(shè)其它邏輯電路。 學(xué)生在計(jì)算機(jī)上利用互動(dòng)課件，自主發(fā)揮更多的連接組合，如“與或門”等。 教師利用網(wǎng)絡(luò)交流，展示學(xué)生的設(shè)計(jì)成果，讓學(xué)生講清自己連接的邏輯關(guān)系，發(fā)揮互動(dòng)課堂的優(yōu)勢(shì)。 3、鞏固練習(xí)。利用今天所學(xué)知識(shí)，提出解決實(shí)際問題的一個(gè)設(shè)想（學(xué)生作業(yè)）。 有了“與”關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示例，從模仿得出“或”關(guān)系的直值表，并拓展到學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路，通過分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 通過學(xué)生自主設(shè)計(jì)的電路，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而達(dá)到掌握“與”門、“或”門電路的特征、邏輯關(guān)系的知識(shí)目標(biāo)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)情感與價(jià)值目標(biāo)。 七、教學(xué)反思： 數(shù)字電路在日常生活中應(yīng)用十分的廣泛，也是物理教材新增的內(nèi)容和亮點(diǎn)，體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的時(shí)代性。利用網(wǎng)絡(luò)課堂這一新穎的教學(xué)形式，真正引發(fā)了全體學(xué)生的參與意識(shí)。實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)。學(xué)生知識(shí)和技能的獲取是在生動(dòng)有趣和有序活動(dòng)中進(jìn)行的，模擬實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了自由發(fā)揮的空間，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生成為課堂的主體。這樣做擺脫了教材的束縛，為學(xué)生提供了開放的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源，營造了最理想的教學(xué)環(huán)境。 在信息技術(shù)與課程的整合中，并不是媒體用的越多越好，而是要用精、用活，為教與學(xué)服務(wù)，本節(jié)課所用的媒體，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，考慮了教師的指導(dǎo)與學(xué)生“活動(dòng)”的關(guān)系，考慮了“虛擬”與“真實(shí)”的再現(xiàn)，使學(xué)生的理解與實(shí)際達(dá)到一致。防止出現(xiàn)熱鬧的學(xué)生“活動(dòng)”之后，沒有通過觀察、思考、實(shí)踐獲得最重要的信息和技能。 物理二期課改新教材突出了內(nèi)容的時(shí)代性，新穎性，信息量很大，而基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互動(dòng)課堂能夠較好解決新教材中教與學(xué)的矛盾，提高教與學(xué)的效率，使多媒體教學(xué)煥發(fā)新的活力，躍上更高的臺(tái)階