Einführung in die Logik - Schülerversion

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1 Einführung in die Logik - Schülerversion NAME:.. Klasse:.. Datum:. Verwendete Software: Yenka Wir untersuchen folgende Fragestellung: a. Welche Eigenschaften haben Serien- bzw. Parallelschaltungen von Schaltern b. Welches Verhaten zeigen die drei Logik-Grundbausteine AND, OR, NOT c. Welchen Zusammenhang zeigen die Versuche in a mit jenen von b d. Wie lassen sich einfache Problemstellungen mit Logikbausteinen verwirklichen - 1 -

2 Die zu erlangenden Kompetenzen für diese Fragestellungen AHS, APS Deskriptoren Handlungskompetenz Wissen organisieren Erkenntnisse gewinnen Schlüsse ziehen Grundkompetenz Deskriptor (AHS, APS) Phänomene beobachten und W1 erfassen W2 Fachspezifische Info recherchieren Phänomene mit Formeln, Diagrammen etc. beschreiben Bedeutung für Umwelt erfassen Beobachtungen machen; Messungen durchführen Vermutungen aufstellen Experimente planen Daten analysieren und interpretieren Daten, Fakten bewerten u. Schlüsse ziehen Anwendung in Umwelt u. Technik erkennen Bedeutung von Naturwissenschaft für Berufsfelder erfassen Fachlich korrekt argumentieren W3 W4 E1 E2 E3 E4 S1 S2 S3 S4 Aufgabe Deskriptor Bewertung Basis Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp. 3 Die zu erlangenden Kompetenzen für diese Fragestellungen BHS Deskriptoren Handlungskompetenz Beobachten & Erfassen Untersuche & Bearbeiten Bewerten & Anwenden Grundkompetenz Deskriptor BHS Phänomene beobachten und erfassen Phänomene in der Fachsprache beschreiben Phänomene mit Formeln, Diagrammen etc. beschreiben Bedeutung für Umwelt erfassen Fachspezifische Info recherchieren Untersuchungsfrage stellen Hypothesen u. Lösungsansätze aufstellen Experimente planen Vorgänge untersuchen, analysieren, prüfen Experimente protokollieren Experimente interpretieren Experimente beschreiben Ergebnisse bewerten Gültigkeitsgrenzen erkennen Konsequenzen abschätzen Anwendung in Umwelt u. Technik erkennen Inhalte präsentieren und begründen A1 A2 A3,4 A5 B1 B2 B3 B4 B4 B5 B5 B5 C1 C2 C3 C4 C5 Aufgabe Deskriptor Bewertung Basis Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp

3 Basisexperiment 1. Baue von folgende Schaltungen auf: EXP 1 EXP 2 Materialien für EXP 1 und EXP 2: Ordner ANALOG: Batterie, 2 Einpol-Einschalter, Glühlampe Materialien für EXP 3: Ordner ANALOG: Spannungsklemme, Neutrale Klemme, 2 Einpol-Einschalter, 3 LED, 3 Widerstände Ordner DIGITAL: Logikgatter 2x AND (7408), 2x NOT (7404) und 1x OR (7432). EXP 3 LED1 LED2 LED3-3 -

4 2. Beobachte für verschiedene Zustände der Schalter die Lampen bzw. LEDs und dokumentiere dies in folgenden Tabellen. Ergebnisse: Schalter ein = 1, Schalter aus = 0, Lampe bzw. LED hell = 1, Lampe bzw. LED dunkel = 0 S1 S2 Lampe S1 S2 Lampe S1 S2 LED1 LED2 LED Interpretiere und präsentiere die Ergebnisse. Interpretation: - 4 -

5 Weitere gedankliche oder experimentelle Problemstellung: 1. Aufgabe - Schalttabelle Drei digitale Eingänge A, B und C sind mit Logik-Bausteinen verknüpft. Analysiere die Schaltung (ohne sie tatsächlich aufzubauen) und vervollständige die Tabelle. Präsentiert anschließend eure Ergebnisse. LED leuchtet 1 LED leuchtet nicht 0 A B C LED 1 LED

6 2. Experiment (Komparator) Material (Bausteine): 1 Spannungsquelle (5V) 2 Einpol-Einschalter 3 LEDs (rot, grün, gelb) 3 60 Ω Widerstände (Vorschaltwiderst. für LED) Gatter (AND, OR, NOT) Aufgabe: Entwickle mit den drei Grundgattern eine Schaltung, die zwei binäre Eingänge E1 und E2 (1 = 5V, 0 = 0V) miteinander vergleicht. Ist E1 = E2 soll die rote LED leuchten, bei E1 > E2 die grüne und bei E1< E2 die gelbe (Komparatorschaltung). Lösung: Zeichne den Schaltplan der Lösung! - 6 -

7 3. Experiment (Wechselschaltung) Material (Bausteine): 1 Spannungsquelle (5V) 2 Einpol-Einschalter 2 Einpol-Umschalter 1 LED Ω Widerstand (Vorschaltwiderst. für LED) Diverse Gatter Aufgabe: Entwickle mit zwei der vier Schalter eine Schaltung, mit der die LED wechselweise ein- bzw. ausgeschaltet wird (Wechselschaltung). Vorgehensweise: a) Einzelarbeit: Überlege dir möglichst viele Lösungen des Problems (5 Minuten). b) Gruppenarbeit: Überlegt euch gemeinsam möglichst viele Lösungen des Problems (5 Minuten). c) Gruppenarbeit: Entscheidet gemeinsam, welche Lösung ihr verwirklichen wollt. d) Verwirklicht eure Lösung. e) Präsentation der Ergebnisse