《常見傳感器的工作原理》教學(xué)設(shè)計要點(diǎn)

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1、《常用傳感器的工作原理》教學(xué)設(shè)計 山東版高中物理選修3-2第六章第二節(jié) 福建省建陽一中 李瑜 一.教學(xué)思路：根據(jù)《課程原則》強(qiáng)調(diào)對傳感器教學(xué)應(yīng)側(cè)重從技術(shù)應(yīng)用的角度展示物理，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)科與技術(shù)的結(jié)合，著重體現(xiàn)物理學(xué)的應(yīng)用性、實踐性。本課的教學(xué)思路是通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引起對傳感器工作原理的探究，進(jìn)入新課教學(xué)。整節(jié)課以實驗貫穿始終，通過對實驗的觀測、思考和探究，理解什么是光電傳感器、溫度傳感器，傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的，并抓住這一共性原理特性，使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用傳感器的工作原理設(shè)計、制作簡樸的自控裝置。但由于學(xué)生思維能力發(fā)展上的不成熟性，還不能成為完全獨(dú)立的探究主體等特點(diǎn)，本

2、節(jié)課的實驗探究過程是在教師引導(dǎo)和啟發(fā)下，學(xué)生獨(dú)立思考、積極摸索的過程。教學(xué)時力避深奧的理論，側(cè)重于聯(lián)系實際，讓學(xué)生感受傳感器的巨大作用，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。本節(jié)課籌劃用2學(xué)時完畢，該教學(xué)設(shè)計為第一學(xué)時。 二. 教學(xué)重點(diǎn)：實驗探究光敏電阻和熱敏電阻的特性，理解傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量的 三. 教學(xué)難點(diǎn)：本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)是設(shè)計簡易溫度報警器。雖然原理比較簡樸，但要學(xué)生獨(dú)立設(shè)計出來卻不容易。本教學(xué)難點(diǎn)的突破應(yīng)在學(xué)生對光電報警電路原理的充足理解和熟知熱敏電阻的阻值特性的基本上，通過提高傳感器控制電路的共性特性，使設(shè)計簡易溫度報警器的難度減少，水到

3、渠成。 四．教學(xué)目的：通過對光敏電阻阻值特性、熱敏電阻阻值特性的實驗探究，讓學(xué)生在理解傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量的基本上，學(xué)會運(yùn)用傳感器設(shè)計簡樸的自控裝置。在此過程中讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究措施，培養(yǎng)學(xué)生的觀測能力、實踐能力和創(chuàng)新思維能力。通過動手實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好，拓展學(xué)生的知識視野，并加強(qiáng)物理與STS的聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊合伙精神和創(chuàng)新意識。 五．教學(xué)資源：光敏電阻，小光源，熱敏電阻，燒杯，學(xué)生用萬用表，酒精燈，五號干電池6個，電磁繼電器，蜂鳴器，開水，冷水，導(dǎo)線若干，多媒體。 六．教學(xué)流程圖 回憶常用傳感器的類型及基本構(gòu)造 出示音樂茶

4、杯之類的傳感器小制作 機(jī)器人大賽視頻 探究光電傳感器工作原理 引入光電傳感器 學(xué)生猜想其中傳感器類型 根據(jù)電路連接實物電路，驗證設(shè)計 根據(jù)討論設(shè)計簡易溫度報警器電路 學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)論討論熱敏電阻的阻值特性可以使它制作如何的傳感器 探究熱敏電阻的阻值特性 教師總結(jié)光電傳感器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的工作特性，簡介光敏電阻半導(dǎo)體材料 學(xué)生討論光電傳感器在生活中的具體應(yīng)用場合 出示光電報警電路，學(xué)生演示如何報警及分析電路、畫電路圖，闡明其工作原理 探究光敏電阻的阻值特性，總結(jié)其具有的把光信號轉(zhuǎn)化為電阻信號的作用 學(xué)生討論總結(jié)傳感器自控電路特點(diǎn)，拓展到

5、多種類型傳感器自控裝置 七．教學(xué)過程： 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師、學(xué)生活動 教學(xué)資源 一、復(fù)習(xí)前一節(jié)課傳感器的知識 教師播放機(jī)器人大賽視頻，學(xué)生觀看視頻，刊登感想。教師借此復(fù)習(xí)前節(jié)傳感器知識，傳感器的 一般構(gòu)造 多媒體播放器 二、新課引入 教師出示傳感器音樂茶杯 教師拿起茶杯音樂響起，放下茶杯音樂停 學(xué)生猜想這個傳感器音樂茶杯中有什么類型的 傳感器？ 教師擠壓音樂茶杯的底部，引導(dǎo)分析是壓力傳感器？碰撞傳感器？移動音樂茶杯，是位移傳感器？再對著光照，是光電傳感器？ 教師引導(dǎo)，學(xué)生猜想得出光電傳感器 光電傳感器音樂茶杯 三、新課教學(xué) （一）、探究光電傳感器工

6、作原理 1、探究光敏電阻阻值特性 2、光電報警裝置電路圖及工作原理 （二）設(shè)計簡易溫度報警電路 1、探究熱敏電阻阻值特性 教師設(shè)疑：為什么把音樂茶杯對著光照，就會發(fā)出音樂聲呢？ 學(xué)生猜想：該音樂電路中一定有一種元件對光的照射有敏感反映，通過它能控制音樂聲的有無 教師引導(dǎo)聯(lián)想：光照變化 音樂聲的有無？ 學(xué)生思考猜想這種聯(lián)系產(chǎn)生的因素： 光照變化

7、 電路電流變化 音樂聲的有無 再猜想：光照變化 電路電阻變化 電路電流變化 音樂聲的有無 聯(lián)想猜想；該元件光照射強(qiáng)度變化引起元件電阻的變化 教師解剖出音樂電路，教學(xué)生結(jié)識光敏電阻 明確探究內(nèi)容：探究光敏電阻阻值與光照強(qiáng)度變化間的關(guān)系，驗證猜想。 教師根據(jù)實驗器材引導(dǎo)學(xué)生思考如何變化光強(qiáng)。 學(xué)生運(yùn)用萬用電表動手探究光敏電阻的阻值特性 教師巡視學(xué)生的實驗狀況。 實驗結(jié)束，教師請學(xué)生報告觀測到的現(xiàn)象，與猜想與否吻合。 教師肯定學(xué)生的觀測能力和動手能力，總結(jié)結(jié)論，用幻燈片播出光敏電阻的阻值特性，強(qiáng)調(diào)該特性具有把光信號轉(zhuǎn)化為

8、電阻信號的作用。 教師出示光電報警裝置示教板 引導(dǎo)觀測電路，觀測電路元件――熱敏電阻、電磁繼電器、開關(guān)、蜂鳴器、兩個電源 請學(xué)生根據(jù)電路及光敏電阻的阻值特性，演示該電路的報警功能，并根據(jù)實物圖畫出電路圖，分析其工作原理。 學(xué)生動手畫電路圖，討論分析工作原理。 教師巡視，與學(xué)生一起討論 選用一到兩組的電路圖用幻燈片播出，并請學(xué)生上來解說。 教師肯定學(xué)生的成果 引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)疑：如果是要對光強(qiáng)變?nèi)鯃缶?，又要如何設(shè)計電路？ 學(xué)生積極進(jìn)行討論、設(shè)計電路，電路展示驗證 提問：根據(jù)光電傳感器的工作特點(diǎn)，它可以用在生活中的哪些場合？

9、 學(xué)生討論，回答。進(jìn)一步強(qiáng)化光電傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的工作原理。 教師肯定、鼓勵?？偨Y(jié)光電傳感器自控電路特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)該種電路的核心元件——光敏電阻在該自控電路中具有的把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的作用。 簡介光敏電阻的材料特點(diǎn)，引入另一種半導(dǎo)體材料——熱敏電阻。 光敏電阻、萬用表、小光源、 用投影儀投射出學(xué)生畫的電路圖 用多媒體播放實物連接圖及電路圖 熱敏電阻、萬用表、燒杯、開水、 冷水

10、 教師提問：光敏電阻的半導(dǎo)體材料特點(diǎn)使得它的阻值隨光照強(qiáng)度變化，那么熱敏電阻的阻值特性隨溫度又會有如何的變化呢？ 學(xué)生探究熱敏電阻阻值特性觀測實驗現(xiàn)象并報告實驗成果，總結(jié)熱敏電阻阻值特性。 教師用幻燈片播出熱敏電阻阻值特性結(jié)論，強(qiáng)調(diào)熱敏電阻具有把溫度信號轉(zhuǎn)化為電阻信號的特性。 提問：這樣的具有把溫度信號轉(zhuǎn)化為電阻信號的 特性，使它可以有如何的應(yīng)用？ 學(xué)生討論，回答，教師整頓學(xué)生回答中的多種創(chuàng)意、理念-------理出兩類應(yīng)用： 1、 可以應(yīng)用在監(jiān)控溫度變化的報警電路中 2、可以應(yīng)用其把溫度信號轉(zhuǎn)化為電阻信號從而引起電路電壓、電流變化的特點(diǎn)制作溫度傳感器 溫度

11、計 相應(yīng)用1小組討論設(shè)計簡易溫度報警電路圖，請學(xué)生展示電路圖，闡明其設(shè)計的根據(jù)。 教師肯定學(xué)生。 布置下一節(jié)課的內(nèi)容： 1、學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計連接實物，驗證溫度傳感器報警功能 2、學(xué)生設(shè)計熱敏溫度計。教師演示DIS實驗室系統(tǒng)溫度傳感器測溫、記溫實驗，顯示傳感器在測量電路中的優(yōu)越性。 2、設(shè)計簡易溫度報警電路 多媒體播放簡易溫度報警電路圖 （三）、升華、擴(kuò)展多種類型的傳感器的報警電路 教師總結(jié) 教師肯定學(xué)生的體現(xiàn)，進(jìn)一步提煉光電報警器和溫度報警器的電路特點(diǎn)：即運(yùn)用敏感元件把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，達(dá)到自動控制電路的目的。提出如果要裝聲音、力、水位等報警電路、該怎么做 學(xué)生從上兩個電路總結(jié)、分析多種類型傳感器報警電路的安裝共性，對傳感器工作原理有更深的結(jié)識