Урок на тему 'Логические элементы'

Урок на тему: «Логические элементы»

Планируемые образовательные результаты:

1. Предметные - представление о логических элементах (конъюнкторе, дизъюнкторе, инверторе) и электронных схемах;

2. Метапредметные - умения представления одной и той же информации в разных формах (таблица истинности, логическое выражение, электронная схема);

3. Личностные - понимание роли фундаментальных знаний как основы современных информационных технологий.

Решаемые учебные задачи:

• знакомство с дискретными преобразователями информации и простейшими электронными схемами;

• рассмотрение примеров анализа логических схем;

• обобщение вопросов, связанных с теоретическими основами средств информационных технологий;

• соблюдение санитарных норм при работе с компьютером, соблюдение правил техники безопасности, оптимальное сочетание форм и методов, исключающие переутомление.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: урок-игра.

Формы работы на уроке: коллективная, групповая, индивидуальная.

Образовательные технологии: игровая, информационно-коммуникативная, здоровьесберегающая.

Основные понятия, изучаемые на уроке:

• логический элемент;

• конъюнктор;

• дизъюнктор;

• инвертор;

• электронная схема.

Используемые на уроке средства ИКТ:

• персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, экран;

• ПК учащихся.

Электронные образовательные ресурсы:

• презентация "Логические элементы";

• тренажёр "Логика2" ().

• тренажер "Логика1" ()

Структура урока:

1. Организационный момент.

2. Проверка ранее усвоенных знаний.

   1. Фронтальный опрос.

   2. Работа в группе.

3. Изучение нового материала.

4. Физминутка.

5. Обобщение и систематизация знаний

6. Домашнее задание.

7. Подведение итогов, выставление отметок.

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие. Проверка отсутствующих. (Дежурный говорит отсутствующих)

Постановка целей урока

Вступительное слово учителя. Сегодня мы продолжаем изучение главы "Основы логики и логические основы компьютера". Тема урока "Логические элементы". Мы узнаем:

1. Каким образом алгебра логики связана с компьютером?

2. Как построить логическую схему?

3. Почему компьютер не был изобретён раньше?

Учащиеся записывают в тетрадях дату и тему урока "Логические элементы" (слайд 1).

2. Проверка ранее усвоенных знаний.

Ребята, на предыдущих уроках мы с вами рассмотрели основные логические операции.

1. Задание на интерактивной доске

Соедините правильные определения или обозначения:

1. Логика

1. А→В

2. Высказывание

2. Логическое сложение

3. Алгебра логики

3. Наука о формах и способах мышления

4. Логическая константа

4. Логическое отрицание

5. Дизъюнкция

5. ИСТИНА и ЛОЖЬ

6. Инверсия

6. А↔В

7. Конъюнкция

7. &

8. Импликация

8. Наука об операциях над высказываниями

9. Эквивалентность

9. Повествовательное предложение, в котором что-либо утверждается или отрицается

2. Задача на интерактивной доске:

Построить таблицу истинности:

Поскольку вы достигли значительных успехов в деле составления и преобразования логических выражений, я предлагаю вам стать электрониками. Для начала необходимо распределиться по группам (всего 4 группы)

а) Фронтальный опрос (работа с экраном).

Чтобы проверить, действительно ли вы подходите для ответственного задания, вы должны сдать экзамен. На экране 8 билетов. Представитель от каждой группы выбирает любые два номера билетов и отвечает на вопросы. За каждый верный ответ команда получает 1 балл (Слайд 2).

В зависимости от того, какой номер билета выбрал ученик, на экране появляются вопросы. После того, как учащийся дал ответ, правильный вариант высвечивается на доске.

Вопросы:

1. Сколько простых высказываний содержится в данном сложном: "Прозрачный лес один чернеет, и ель сквозь иней зеленеет, и речка подо льдом блестит"? (Три)

2. Сколько предложений являются высказываниями: "Число 6 - четное", "Внимание!", "Некоторые рыбы - хищники", "Вы любите читать?" (2)

3. А="Лазерные принтеры бесшумны и обеспечивают наилучшее качество печати"
   В="7*7=47 или 7*8=56"
   Какие из этих высказываний истинны? (В)

4. Сколько строк в таблице истинности логического выражения, в котором используются две переменные? (4)

5. Высказывание «Все растения съедобны»:

   1. Простое и истинное;

   2. Сложное и истинное;

   3. Простое и ложное;

   4. Сложное и ложное.

6. Что такое конъюнкция? (логическое умножение)

7. Что такое дизъюнкция? ( логическое сложение)

8. Определите истинность составного выражения: (2*2=4 или 3*3=10) и (2*2=5 или 3*3=9). (Истина)

б) Работа в группе (работа с тренажером Логика1).

Итак, мы выяснили, что вы вполне подготовлены теоретически, посмотрим, как справитесь с практическим заданием.

Учащимся предлагается выполнить практическое задание. Для этого используется тренажер "Логика1" Попова Владимира Васильевича. Программа предназначена для закрепления понятий: конъюнкция, дизъюнкция, инверсия. Состоит из 5 заданий выполняемых последовательно, в которых необходимо вычислить значения логических выражений. Каждая из команд выполняет задания на компьютере и получает баллы (максимум 5 баллов).

В конце учащиеся увидят:

или

Физкультминутка (музыка включается) !!!!!!!!

3. Изучение нового материала (восприятие и осмысление знаний).

Вы достойно справились с испытанием и готовы получить важную информацию, необходимую для выполнения ответственного задания.

Над возможностями применения логики в технике ученые и инженеры задумывались

уже давно. Например, голландский физик Пауль Эренфест (1880 - 1933), писал в

1910 году: « ... Пусть имеется проект схемы проводов автоматической телефонной

станции. Надо определить:

1) будет ли она пра-вильно функционировать при любой

комбинации, могущей встретиться в хо-де деятельности станции;

2) не содержит ли она излишних усложнений. Каж-дая такая комбинация

является посылкой, каждый маленький коммутатор есть логическое «или-или»,

воплощенное в эбоните и латуни; все вместе - система

чисто качественных ... «посылок», ничего не оставляющая желать в отношении

сложности и запутанности ... правда ли,

что, несмотря на су-ществование алгебры логики, своего рода

«алгебра распределительных схем» должна считаться утопией?».

Созданная позднее М.А.Гавриловым (1903 - 1979)

теория релейно-контактных схем показала, что это вовсе не утопия.

Если рассматривать микросхему при сильном её увеличении, она уди-вит нас своей стройной архитектурой. Чтобы понять, как она работает, вспомним, что компьютер - прибор электрический, то есть любая информа-ция представлена в компьютере в виде электрических импульсов. Поговорим о них.

Я расскажу вам, как анализировать электронные схемы.

Алгебра логики - раздел математики, играющий важную роль в конструировании автоматических устройств, разработке аппаратных и программных средств информационных и коммуникационных технологий.

Вы уже знаете, что любая информация может быть представлена в дискретной форме - в виде фиксированного набора отдельных значений. Устройства, которые обрабатывают такие значения (сигналы), называются дискретными. Дискретный преобразователь, который выдаёт после обработки двоичных сигналов значение одной из логических операций, называется логическим элементом.

На слайде приведены условные обозначения (схемы) логических элементов, реализующих логическое умножение, логическое сложение и инверсию.

Логический элемент И (конъюнктор) реализует операцию логического умножения. Единица на выходе этого элемента появится только тогда, когда на всех входах будут единицы.

Логический элемент ИЛИ (дизъюнктор) реализует операцию логического сложения. Если хотя бы на одном входе будет единица, то на выходе элемента также будет единица.

Логический элемент НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Если на входе элемента 0, то на выходе 1 и наоборот.

Компьютерные устройства, производящие операции над двоичными числами, и ячейки, хранящие данные, представляют собой электронные схемы, состоящие из отдельных логических элементов.

Зарисуйте в тетради схемы логических элементов.

4. Физминутка.

Зарядка для глаз. Первое упражнение - необходимо следить взглядом за движущимся объектом по замкнутой траектории.

Второе упражнение - взгляд поочередно переводится с точки на большую окружность. Смена фокусировки.

5. Обобщение и систематизация знаний (работа с тренажером "Логика2").

Учащимся предлагается пройти последний этап игры - тренажер "Логика2" Полякова Константина Юрьевича.

Правила игры: ваша задача заключается в том, чтобы последовательно передавать кристалл с верхней площадки на нижнюю. Подавая ток на вход механизмов в правой части схемы, можно выдвигать площадки на пути кристалла. Если на входе механизма нет тока, площадка убирается.

Для управления механизмами используют выключатели в левой части поля. Их состояние изменяется щелчком мыши. Если выключатель включен, по цепи идет ток и поступает на логические схемы, включенные в эту цепь (средняя часть поля). Логические схемы преобразуют входные сигналы по следующим правилам:

• схема НЕ: на выходе будет ток (сигнал 1), если на входе тока нет (сигнал 0), и наоборот;

• схема И: на выходе будет 1, если на обоих входах 1;

• схема ИЛИ: на выходе будет 1, если хотя бы на одном входе 1;

Кристалл нельзя передавать сразу через несколько "пролетов" - в этом случае он разбивается и приходится начинать уровень заново. Кроме того, у вас есть только 5 кристаллов на всю игру, если вы разобьете их все, задание считается невыполненным.

Игра состоит из 10 уровней. Если вы сможете пройти все уровни, сохранив хотя бы один кристалл и наберете больше нуля очков, вы увидите картинку.

Каждый из учеников приносит в команду балл, равный его максимальному уровню пройденному в тренажёре "Логика2". Считается среднее арифметическое максимальных уровней участников в команде, и добавляются к заработанным ранее баллам. Т.о. определяется команда-победитель.

6. Домашнее задание.

Готовиться к контрольной работе.

7. Подведение итогов. Рефлексия.

Определяется команда победитель. Выставление оценок.

Библиография

3. Информатика и ИКТ. 9 класс. Подготовка к ГИА-2012. / Под ред. Ф. Ф. Лысенко, Л. Н. Евич. - Ростов-на-Дону: Легион - М, 2011.

4. Информатика и ИКТ: учебник для 9 класса : в 2 ч. Ч. 2 / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.

5. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 - 11 классов / Н. Д. Угринович. - 4-е изд. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.