傳感器及其工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)方案

第1節(jié)傳感器及其工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)方案課程物理課程標(biāo)準(zhǔn)本節(jié)學(xué)生定性研究一些原理性基礎(chǔ)知識(shí)，了解傳感器及其工作原理。教學(xué)內(nèi)容分析用幾個(gè)有趣的傳感器實(shí)驗(yàn)引入課題，激發(fā)學(xué)生探究傳感器原理的興趣.給出“傳感器就是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量”的概念之后，重點(diǎn)介紹光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻.安排音樂(lè)茶杯和火警裝置兩個(gè)設(shè)計(jì)性問(wèn)題讓學(xué)生體會(huì)傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用.教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：①知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義；②通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道常見(jiàn)傳感器的工作原理；③初步探究利用和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器.2.過(guò)程與方法：①通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察、思考和探究，讓學(xué)生了解傳感器、熟悉傳感器工作原理；②讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器，經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力.3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：在理解傳感器工作原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器，體驗(yàn)科技創(chuàng)新的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣.學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握幾種常見(jiàn)傳感器的工作原理學(xué)情分析已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象和交流電的相關(guān)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行傳感器的學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)幾種常見(jiàn)傳感器的工作原理（演示實(shí)驗(yàn)）教與學(xué)的媒體選擇ppt課程實(shí)施類(lèi)型√偏教師課堂講授類(lèi)偏自主、合作、探究學(xué)習(xí)類(lèi)備注教學(xué)活動(dòng)步驟序號(hào)1一．課題的引入2二．什么是傳感器？3三．光敏電阻4四．金屬熱電阻和熱敏電阻教學(xué)活動(dòng)詳情教學(xué)活動(dòng)1：課題的引入活動(dòng)目標(biāo)引入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣解決問(wèn)題如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制技術(shù)資源ppt常規(guī)資源實(shí)驗(yàn)器材活動(dòng)概述【演示實(shí)驗(yàn)1】干簧管控制電路的通斷如圖，小盒子A的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān)，但是把磁鐵B放到盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡熄滅.師問(wèn)：盒子里有怎樣的裝置，才能實(shí)現(xiàn)這樣的控制？生猜：（可以自由討論，也可以請(qǐng)學(xué)生回答）師生探究：打開(kāi)盒子，用實(shí)物投影儀展示盒內(nèi)的電路圖，了解元件“干簧管”的結(jié)構(gòu)。探明原因：玻璃管內(nèi)封入兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片。當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化而接通，電路導(dǎo)通。所以，干簧管能起到開(kāi)關(guān)的作用。師點(diǎn)撥：這個(gè)裝置反過(guò)來(lái)還可以讓我們通過(guò)燈泡的發(fā)光情況，感知干簧管周?chē)欠翊嬖谥艌?chǎng)?！狙菔緦?shí)驗(yàn)2】聲光控開(kāi)關(guān)控制電路的通斷①先在普通光照條件下，②在把開(kāi)關(guān)置于黑暗環(huán)境中。師生總結(jié)：聲光控開(kāi)關(guān)教與學(xué)的策略實(shí)驗(yàn)演示反饋評(píng)價(jià)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)為引入傳感器概念奠定基礎(chǔ)教學(xué)活動(dòng)2：什么是傳感器？活動(dòng)目標(biāo)結(jié)合生活實(shí)例，了解什么是傳感器解決問(wèn)題知道什么是傳感器技術(shù)資源Ppt以及網(wǎng)絡(luò)資源常規(guī)資源活動(dòng)概述師：剛才的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，都用了一種元件，這些元件能夠感受某些信息，通過(guò)它能實(shí)現(xiàn)電路的自動(dòng)控制，這種元件有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)：傳感器。什么是傳感器呢？它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。其實(shí)，傳感器并不神秘。你家里可能就有很多的傳感器。請(qǐng)大家相互說(shuō)說(shuō)看，你家里，或者在你的生活當(dāng)中，都使用過(guò)，或聽(tīng)說(shuō)過(guò)什么樣的電器中有傳感器？生討論并交流：例如，①當(dāng)冰箱內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，而當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)停止。冰箱的控制，是通過(guò)溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的。②樓梯道的電燈，晚上，有人經(jīng)過(guò)樓道時(shí)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)接通，燈就亮；白天，不管是否有人經(jīng)過(guò)，開(kāi)關(guān)都是斷開(kāi)的，燈總是不亮，這種開(kāi)關(guān)用的就是聲光傳感器。③為了防止火災(zāi)的發(fā)生，在賓館房間的天花板上大多有一個(gè)小盒子，當(dāng)房間失火時(shí)它能感知出現(xiàn)的煙霧，通過(guò)電路發(fā)出警報(bào)，這個(gè)小盒子就是煙霧傳感器。④其他如賓館洗手間的墻壁上干手機(jī)的濕度傳感器、電視機(jī)里換頻道的紅外傳感器、電飯鍋的溫控開(kāi)關(guān)、養(yǎng)雞場(chǎng)里的孵化器、交警用來(lái)測(cè)駕駛員是否酒后開(kāi)車(chē)的酒精氣體測(cè)試儀、磁懸浮列車(chē)?yán)锏募铀俣葴y(cè)試器、電容式話(huà)筒里的電容式傳感器、自動(dòng)洗衣機(jī)里的壓力傳感器等等.可以說(shuō)，傳感器的廣泛使用，豐富了我們的生活，使我們的生活更加方便、安全和舒適。教與學(xué)的策略討論與交流反饋評(píng)價(jià)學(xué)生積極討論教學(xué)活動(dòng)3：光敏電阻活動(dòng)目標(biāo)知道光敏電阻的阻值大小跟什么因素有關(guān)解決問(wèn)題光敏電阻在不同光照條件下的電阻有什么不同技術(shù)資源Ppt以及網(wǎng)絡(luò)資源常規(guī)資源光敏電阻、光以及多用電表活動(dòng)概述師：為了制作傳感器，需要一些元器件，下面我們就來(lái)看幾個(gè)實(shí)際的例子?！狙菔緦?shí)驗(yàn)3】比較光敏電阻在不同光照條件下的電阻之不同學(xué)生完成：兩人一組，用萬(wàn)用電表（由投影儀投出表盤(pán)）的歐姆擋測(cè)量一只光敏電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)分別在室內(nèi)自然光的照射下和用手掌遮光時(shí)進(jìn)行。學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強(qiáng)光照射下電阻值很小。師生總結(jié)：光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。（師）工作原理：光敏電阻在光照射下電阻變化的原因。光敏電阻是由硫化鎘制成的，硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。學(xué)生自學(xué)：半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理教與學(xué)的策略實(shí)驗(yàn)演示反饋評(píng)價(jià)認(rèn)真觀(guān)察實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)教學(xué)活動(dòng)4：金屬熱電阻和熱敏電阻活動(dòng)目標(biāo)知道熱敏電阻的阻值大小跟什么因素有關(guān)解決問(wèn)題熱敏電阻在不同溫度條件下的電阻有什么不同技術(shù)資源Ppt以及網(wǎng)絡(luò)資源常規(guī)資源熱敏電阻、多用電表活動(dòng)概述師問(wèn)：金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)嗎？關(guān)系如何？生答：（金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，如白熾燈鎢絲的電阻在正常工作情況下比常溫下的電阻大得多）師生總結(jié)：用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱(chēng)為金屬熱電阻。如前面已經(jīng)學(xué)過(guò)的用金屬鉑可制作精密的電阻溫度計(jì)。（投影電阻R隨溫度變化的圖線(xiàn)）【演示實(shí)驗(yàn)4】熱敏電阻隨溫度的升高電阻減小學(xué)生兩人一組，用萬(wàn)用電表的歐姆擋測(cè)一只熱敏電阻的阻值。第一次直接測(cè)量，第二次用手心捂住熱敏電阻再測(cè)量，記錄兩次測(cè)得的電阻值。學(xué)生探究：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，且阻值隨溫度變化非常明顯。