3.3 基本数字逻辑电路 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）选择性必修1 电子控制技术

普 通 高 中 教 科 书 《通用技术》选择性必修1 电子控制技术 第三章　模拟电路与数字电路 第 三 节 基本数字逻辑电路 教学设计 教学背景 党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。 通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。 教学目标： 知识与技能目标: 1.知道与门、或门、非门、与非门和或非门等基本逻辑门的逻辑关系。 2.能分析简单的组合逻辑电路，会填写真值表，能画出波形图。 3.能使用软件对电路进行仿真试验。 　　教学内容分析: 本章以电子控制系统的基本组成部分为主线，介绍常用电子元器件及晶体管、模拟电路和数字电路、传感器与继电器。 当你通过播放器欣赏优美的音乐时，当你通过计算机在网络世界畅游时，你是否意识到，你正在享受数字技术给我们带来的各种便利。如此神奇的数字技术，你想了解它吗？ 通过本章学习，你将学到有关数字技术的基本知识。 学情分析: 　　作为高中生，对生活中的技术产品，依据已有的知识和生活经验有了一定的评价意识和评价标准；在学习过程中，学生也已经理解了技术，只是对这些技术的理解和运用是感性的、不全面的。 教学重难点: 知道与门、或门、非门、与非门和或非门等基本逻辑门的逻辑关系。 能分析简单的组合逻辑电路，会填写真值表，能画出波形图。 能使用软件对电路进行仿真试验。 教学策略: 本节课教学主要由教师通过实物和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。以为主线案例，其他实物和图片为辅线案例，贯穿教学始终。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 　　教学过程: 　　情景倒入: 老师：本节课我们学习《通用技术》选修1第三章模拟电路与数字电路第 三 节 基本数字逻辑电路。 门电路是构成数字电路的基本单元，它的输出状态（信号）由输入状态（信号）决定。最为基本的门电路是与门、或门和非门。 一、与门 在生活中，有些事要在几个条件同时满足时才可实现，如在一个学生专场的活动中必须同时持有学生证和入场券的人员才可入场，若仅有其中一种，便不能入场（图3-18）（参见教材P37）。 当所需条件同时满足（为真）时，结果才为真的逻辑关系，称之为“与”。在图3-19（a）（参见教材P37）所示的电路中，只有当S 1 、S 2 这两个开关同时闭合时灯泡才会亮。如果将开关的闭合和灯泡发光视为真，则图3-19（a）（参见教材P37）是一个“与”关系的电路。“与”关系的逻辑表达式为 F = A·B。 在数字电路中，将高电平即“1”视为“真”，并用图3-19（b）（参见教材P37）的符号表示一个有两输入端的与门。它的逻辑关系为：当两个（所有）输入端信号为高电平“1”时，输出才为高电平“1”，即“全1出1，有0出0”。 我们也可以用一张表格来描述一个逻辑门的输入和输出的关系，将输入量填在表左边的列中，输出量填在表右边的列中，这样的表格称为真值表。设A、B为输入，F为输出，表3-3就是一个有两输入端的与门的真值表。 表3-3 两输入端与门的真值表 A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 电路中的信号是经常发生变化的，这时用波形图来描述输入输出的关系更为直观。图3-20（参见教材P38）是输入信号A、B在不断变化时，与门的输入与输出的关系波形图。 立即行动 1．一个有A、B、C三输入端的与门，输入信号A、B、C的波形如图3-21（参见教材P38）所示，画出与输入波形相对应的输出波形F。 2．让我们为幼儿园的小朋友制作一个智力玩具。要求一个小朋友在猫和兔中选择一种动物，然后由另一个小朋友选择这种动物喜欢吃的东西。选对了，发光管会亮，否则发光管不亮。图3-22（参见教材P38）是这一玩具的参考电路图，图中与门可采用CT74LS08中的与门电路。尝试在万能电路板上焊接并测试此电路。 二、或门 有的时候，只要有一个条件满足，事件就可成立，如学生的请假条，父母任一方签字均有效（图3-23）（参见教材P39）。 当所需条件至少有一个满足（为真）时，结果就为真的逻辑关系，我们称之为“或”。图3-24（a）（参见教材P39）表示了一个“或”关系的电路。电路中，开关S 1 、S 2 任一闭合，