逻辑门电路的设计与搭建

陈杰李亚东

本课为苏教版通用技术课程选修——电子控制技术“逻辑门电路”一节的内容。本节课主要以逻辑门电路搭建为主线,详细介绍了与门、或门、非门的功能及在生活中的应用,同时希望学生能够根据具体需求,设计完成一些具备一定功能的逻辑门电路。教学目标

知识与技能:认识并能够区分数字信号与模拟信号;认识并掌握基本的门电路:与门、或门、非门;通过逻辑门电路的设计,实现一定的功能。

过程与方法:学生通过BsKt套件设计,搭建具备一定功能的逻辑门电路;通过小组合作形式,完成具体任务。在制作过程中,学生通过设计、搭建、测试、展示等环节体会制作的乐趣。

情感、态度与价值观:通过技术手段实现对生活中常见电路的改造与设计,激发学生学习技术、使用技术、热爱技术的热情。教学重点、难点

数字量与模拟量的认识与区分;逻辑门电路:与门、或门、非门;逻辑门电路的设计与搭建。利用BsKt搭建具有一定功能的逻辑门电路。教学过程

新课导入

师:生活中我们常见的楼道声控灯、人体感应门,它们其实都是一些电路,我们今天就要学习通过BsKt将其实现。在开始学习之前,我们先请同学们来看看:图中的两个开关有区别吗?

学生听讲,思考教师问题。

学生回答教师问题。开关只有两种状态——开和关,开关2开的状态是连续的,只是速度不一样。

通过BsKt接出两种开关控制的电路,具体电路分别为一个按钮开关(旋钮)通过主控板控制LED(风扇)。

师:同学们回答得很好。这就是我们下面要学习的数字量与模拟量。

设计意图:教师通过日常生活中存在的实例,激发学生的学习兴趣。并通过观察两种不同形式的开关,自然而然地引入数字量与模拟量的概念。

2新课学习

师:通过刚才两个电路的连接,同学们已经感受到两种不同的控制方式,一种是使用了按钮开关;一种是使用了旋钮开关。模拟量:一些事物的量值是连续变化的。数字量:一些事物的量值是非连续变化的。

学生通过刚才搭建的电路体会数字量与模拟量的区别。

教师简单介绍Bs的系统用法。

设计意图:通过之前的电路连接,学生对数字量和模拟量有了感性认识,这时再给出数字量与模拟量的定义,水到渠成。

师:我们家里的楼道灯是通过什么方法让它亮起来的?

生:声音、触摸……

师:方式有很多,但是大多都使用了传感器,请同学们回顾我们之前学习过的内容,什么是传感器?

动手实践:请同学们动手实践,连接逻辑电路,给我们的房间设计一个小夜灯。

小夜燈逻辑关系:夜晚来临,光线暗下来以后,小灯亮起;白天到来,光线亮起,小灯熄灭。

师:在这个电路中,我们应该注意到的是使用什么模块,可以实现小灯的亮灭。

学生利用相关模块,连接小夜灯逻辑电路。

师:上述电路中,我们使用了NOT模块,它们体现的就是使条件为真、结果为假,条件为假、结果为真的逻辑关系。

师:如果按上述逻辑电路,作为楼道中的照明灯,是否合适?如果不合适,如何改进?

学生回答。上述电路是使用光线作为感测开关,就会造成夜晚小夜灯一直亮着,这是一种资源的浪费。我们准备在这个电路中再加上一路检测声音的开关。当光线和声音同时满足条件时,小灯亮起,这样实现楼道照明的同时,也满足了节能的需求。

师:同学们分析得很好。下面就请各位同学动手实现上述电路。

学生动手实现上述逻辑电路。

师:在此电路中使用了与门,即“当所需的条件同时满足时结果才为真”的逻辑关系。

小挑战:同学们还记得刚开始上课我们连接的那个按钮控制LED的电路吗?能否通过逻辑门电路设计实现按下按钮灯一直亮的状态?

学生设计并动手连接,实现逻辑电路。

师:在此电路中,我们使用了或门,即“当所需的条件至少有一个满足,结果就为真”的逻辑关系。

设计意图:通过几个具有实际意义的逻辑电路的设计与制作,引出与门、或门、非门的学习。让学生在具体的情境中学习新的知识。

3练习反馈

师:班级比赛中,决赛是两名选手通过抢答的方式决出冠亚军。以往比赛是双方通过举手来抢答。但是,双方往往因为举手太快而分不清先后,有没有办法解决这个问题呢?

要求:除了让按下按钮的人亮起对应的灯以外,还要阻止另一个灯亮起。

学生思考、分析、设计电路。

师:小灯亮起需要同时满足什么条件?

学生回答。对应的按钮按下,且另一个按钮没有按下。用“逻辑非”和“逻辑与”模块将按钮的状态输送到另一个按钮即可。如果一个按钮按下,另外一个按钮即使按下,也无法输出“真(成立)”的状态了。

学生动手实践完成抢答器功能设计。

师:同学们可以小组合作完成抢答器功能的设计与搭建。

设计意图:通过一个竞赛任务的布置,检测学生对学习过的逻辑门能否灵活运用。知识梳理

师:本课中我们学习了以下内容——认识并能够区分数字信号与模拟信号;认识并掌握基本的门电路——与门、或门、非门;通过逻辑门电路的设计,实现一定功能。教学反思

本课是我校省级课题“Ardu与通用技术”(课题编号:JG428)中的研究内容。本课教学中,我们引入了BsKt套件,学生设计的逻辑电路不再是简单地停留在纸张上,而是通过这些电子逻辑模块真实地实现了。

在本课教学中,以现实生活中应用的逻辑电路为例,引入教学,结合案例展开项目式教学,层层推进,通过“剥洋葱皮”方式展开教学。应该说,本课教学中学生的参与度很高,都能够积极思考完成电路的搭建。虽然在搭建中可能遇到些困难,但是都可以通过组内合作、组间交流的方式寻求解决问题的方案。更难能可贵的是,学生在搭建电路中展现出自己的创造力,有些电路的搭建方案是我在课前备课中没有想到的。可以说,在本课中学生的创造力完全被释放开了,他们都想通过自己的方式来实现逻辑电路的功能。

存在的问题:本课教学中由于使用了BsKt的套件,有些学生在上手使用时,还是存在些问题。特别是在输入模拟量时,学生对于模拟量值的调整不够准确,导致实验效果不太理想。

作者单位:安徽淮南一中安徽阜阳一中

文章来源于:中小学信息技术教育

浏览次数:  更新时间:2018-05-07 10:49:50
上一篇:经典名家绘本阅读与阅知行合一教学研究
下一篇:创课教学法在信息技术教学中的应用分析
网友评论《逻辑门电路的设计与搭建》
评论功能已关闭
相关公文