高中物理-傳感器教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

《傳感器》教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標：目標1、通過常用體溫計與紅外線體溫計測量時間的明顯的差別，讓學(xué)生體會傳感器的帶來的方便。目標2、通過觀察智能聲控開關(guān)、自動感應(yīng)門、智能機器人視頻，初步形成傳感器的概念，感受傳感技術(shù)在信息時代的作用與意義。目標3、通過學(xué)生分組小實驗，了解光敏電阻，熱敏電阻荷霍爾元件的性能，了解其工作原理。經(jīng)歷探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、動手實驗?zāi)芰陀^察能力。目標4、通過電子秤、電飯鍋、話筒、火災(zāi)報警器動畫演示，進一步了解傳感器在生活中的應(yīng)用。教學(xué)重點1、學(xué)生通過實驗了解光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件的特性。2、傳感器在生活中的應(yīng)用。教學(xué)難點分析傳感器應(yīng)用電路的工作原理教學(xué)方法學(xué)生小組實驗、探究、討論、視頻演示教學(xué)用具多用電表、光敏電阻、熱敏電阻、紙杯、熱水、手電筒教學(xué)過程設(shè)計：教師活動學(xué)生活動點評教學(xué)環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課紅外線體溫計現(xiàn)場測試體溫播放視頻，了解生活中的傳感器實例，視頻一：自動感應(yīng)門視頻二：智能聲控開關(guān)視頻三：智能機器人1、現(xiàn)場演示體溫傳感器（紅外線體溫計）讓學(xué)生感受到傳感器的方便快捷2、觀看三個視頻，從中找出它們的共同點，學(xué)生先個人獨立思考，然后小組交流從學(xué)生熟悉的生活實例導(dǎo)入新課，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，引起求知欲望。學(xué)生列舉類似實例，可以讓學(xué)生知道物理就在我們身邊。教學(xué)環(huán)節(jié)二：傳感器及其工作原理1、什么是傳感器？傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如、、、、等非電學(xué)量，并能夠把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理_、等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為________。這樣就可以很方便的進行測量、傳輸、處理和控制。學(xué)生觀察教師出示的傳感器實物或圖片，認識其外形和結(jié)構(gòu)。通過實物或圖片，以增強學(xué)生的感性認識。2、干簧管（演示實驗）：原理：當磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開關(guān)的作用。4、學(xué)生通過觀看干簧管實驗視頻，了解干簧管的工作原理，從這三個實驗中讓學(xué)生歸納總結(jié)得出這些元件的特性，有助于學(xué)生建立傳感器的概念，在大量實驗事實中建立物理概念，學(xué)生就不覺得概念抽象，同時遵循了物理概念建立的一般原則。（即概念是存在于一定的物理背景中的）通過小組同學(xué)配合實驗，目的是培養(yǎng)學(xué)生合作的能力。3、光敏電阻（學(xué)生小實驗）實驗器材光敏電阻、多用電表、手電筒光照強度光照強度（弱）光照強度（中）光照強度（強）電阻阻值實驗結(jié)論原因解釋光敏電阻能夠把這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為________這個電學(xué)量．5、學(xué)生分組進行小實驗，通過多用電表測量光敏電阻在不同光照強度下的電阻值，通過實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)出光敏電阻的特點。4、熱敏電阻、金屬熱電阻（學(xué)生分組小實驗）實驗器材熱敏電阻、多用電表、熱水不同溫度常溫下溫度升高（加熱水）電阻阻值實驗結(jié)論原因解釋熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為______這個電學(xué)量．6、學(xué)生進行分組小實驗，通過多用電表測量出常溫下和高溫下熱敏電阻的阻值，總結(jié)出熱敏電阻的特點，并進行交流。5、霍爾元件霍爾元件能夠把這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為________這個電學(xué)量．7、通過小組討論，了解霍爾元件的工作原理。6、常見傳感器敏感元件列表傳感器名稱輸入物理量輸出的物理量工作原理光敏電阻光照強度電壓（電阻）半導(dǎo)體受光照電阻變化熱敏電阻溫度電壓（電阻）半導(dǎo)體受熱電阻變化金屬熱電阻溫度電壓（電阻）金屬受熱電阻變化電容式位移傳感器位移電壓（電容）電容極板（或介質(zhì)）間位置變化導(dǎo)致電容變化霍爾元件磁感應(yīng)強度電壓磁感應(yīng)強度（大小或方向）變化導(dǎo)致霍爾電壓變化通過列表對比了解常見傳感器的敏感元件。傳感器放大傳感器放大轉(zhuǎn)換電路執(zhí)行機構(gòu)計算機系統(tǒng)顯示器（指針式電表）（數(shù)字顯示屏）1、傳感器應(yīng)用的一般模式2、生活中傳感器的應(yīng)用通過動畫演示電子秤、電飯鍋、話筒、火災(zāi)報警器的原理實例傳感器種類工作原理電子秤力傳感器應(yīng)變片發(fā)生形變，電阻變化，拉伸電阻變大，縮短電阻變小。電熨斗溫度傳感器雙金屬片膨脹系數(shù)不同，來控制電路的通斷。電飯鍋溫度傳感器感溫鐵氧體，溫度達到“居里溫度”約103OC,失去磁性，來控制電路通斷火災(zāi)報警器光傳感器利用煙塵的散射來控制光電三極管對光的接收，發(fā)出警報。通過動畫，能夠形象演示電子秤、電飯鍋、話筒、火災(zāi)報警器的工作原理，讓學(xué)生對身邊生活中的傳感器有更深刻的認識。環(huán)節(jié)四：目標檢測1、如圖所示，將萬用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，測量熱敏電阻Rt的阻值，這時表針恰好指在刻度盤的正中間．若往Rt上擦一些酒精，表針將向______(填“左”或“右”)移動；若用吹風機將熱風吹向電阻，表針將向______(填“左”或“右”)移動．2、如圖是一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個電容器，從指示器顯示的電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是（）A、C增大表示h增大B、C增大表示h減小C、C減小表示h減小D、C減小表示h增大通過兩個練習題，檢測一下本節(jié)課學(xué)生的掌握情況。課后作業(yè)：以小組為單位，搜集一些關(guān)于傳感器的應(yīng)用實例，并了解其工作原理，下節(jié)課小組進行交流讓學(xué)生在搜集材料過程中進一步學(xué)習，理解傳感器的原理和應(yīng)用。有利于培養(yǎng)學(xué)生合作能力，課堂小結(jié)（板書設(shè)計）傳感器工作原理及其應(yīng)用傳感器非電學(xué)量→傳感器→電學(xué)量二、常見傳感器元件1．干簧管：電路的通斷。2．光敏電阻：光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。3．熱敏電阻：熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。4．霍爾元件：磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。三、傳感器在生活中的應(yīng)用1、電子秤2、電飯鍋3、話筒4、火災(zāi)報警器《傳感器》學(xué)情分析學(xué)生在初中階段基本上沒有接觸到傳感器的概念，傳感器的一些基礎(chǔ)的知識他們了解的不多，甚至不知道這個物理量，但是傳感器在當今生活和科技發(fā)展中有著十分重要的地位，新課標對傳感器教學(xué)提出了明確的要求。本課通過生活中的自動感應(yīng)門、聲控開關(guān)、智能機器人三個視頻，來展示學(xué)生身邊的傳感器的實例，學(xué)生非常熟悉，接收起來比較容易，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。通過對實驗的觀察、思考和探究，了解什么是傳感器，傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的，傳感器在生產(chǎn)、生活中有哪些具體應(yīng)用，為學(xué)生利用傳感器制作簡單的自控裝置作一鋪墊。學(xué)生對傳感器了解較少，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，進而提高學(xué)生的學(xué)習興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。

《傳感器》效果分析1、現(xiàn)場傳感器展示，充分調(diào)動學(xué)生的興趣。課堂一開始將常見家庭體溫計與傳感器式紅外線體溫計進行比較，紅外線體溫計僅用1秒鐘快速準確測量出體溫，讓學(xué)生感受到傳感器的給我們帶來的快捷、方便。提高學(xué)生的學(xué)習興趣。2、觀看視頻，提高課堂效率。通過日常生活中的實例展示：自動感應(yīng)門、聲控開關(guān)、智能機器人三個視頻，這三個實例額都是學(xué)生平時能感受到的，學(xué)生通過觀察和分析物理現(xiàn)象，獲得生動的感性認識，學(xué)生感受到自己身邊的傳感器，感受到生活中的物理。體會到物理在生活中的應(yīng)用。3、分組實驗，提高學(xué)生的積極性。課堂安排學(xué)生進行分組小實驗，學(xué)生自己動手操作，技能鍛煉學(xué)生的動手能力，也鍛煉學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象自己分析得出結(jié)論，不但培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力，還提高了學(xué)生的參與度。從而使學(xué)生更好的掌握物理概念和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力。4、動畫演示，形象生動。最后通過動畫演示電子秤、電飯鍋、火災(zāi)報警器等幾個生活中的實例，分析傳感器在生活中的應(yīng)用，通過動畫演示，形象生動，通俗易懂，效果較好?！秱鞲衅鳌方滩姆治霰菊碌慕虒W(xué)特點是定性研究一些原理性基礎(chǔ)知識，但不做定量計算，做好本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵是多舉一些例子和多做一些實驗，不要求展開，很多看起來不容易弄清的原理，動手一做就明白了，問題就很容易解決了。首先觀察一些實驗現(xiàn)象和常見的事例，初步形成傳感器的概念。然后介紹光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件三種制作傳感器所使用的敏感元件，了解它們的工作原理，為傳感器的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。傳感器應(yīng)用在生活中的各個方面，人類已進入電氣化和計算機時代，許多信息都需要轉(zhuǎn)化為電學(xué)量來處理。本節(jié)教學(xué)目標之一是拓展學(xué)生對各類傳感器應(yīng)用的認識。目標二是讓學(xué)生通過認識教科書中介紹的幾個傳感器的實例（電子秤、電熨斗、電飯鍋、火災(zāi)報警器），了解它們的工作原理，了解敏感元件的特性，學(xué)會分析控制電路，并能夠遷移到其它控制電路的分析和簡單設(shè)計中去。課本分析的實例，目的在于認識傳感器在工作過程中起了怎樣的作用，并不要求學(xué)生記住。教科書使用了許多圖片，有實物圖、原理圖、結(jié)構(gòu)圖、電路圖等，并且把它們與文字結(jié)合起來進行說明。許多學(xué)生對這部分內(nèi)容不熟悉，需要老師加以引導(dǎo)。教學(xué)中努力讓學(xué)生體驗傳感器與現(xiàn)代生活和科技的密切關(guān)系。課前，可不止學(xué)生收集電飯煲、電熨斗、電冰箱、各種遙控器、手機的說明書，通過閱讀說明書，對它們的使用及原理有一個初步的認識?！秱鞲衅鳌吩u測練習1．電子秤使用的是（）A．超聲波傳感器B．溫度傳感器C．壓力傳感器D．紅外線傳感器2．下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是（）A．電熨斗B．話筒C．電飯鍋D．測溫儀3、電容式傳感器是用來將各種非電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置．由于電容器的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素，當某一物理量發(fā)生變化時就能引起上述某個因素的變化，從而又可推出另一個物理量的值，如圖是四種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這四個傳感器的作用下列說法正確的是 （）A．甲圖的傳感器可以用來測量角度 B．乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度C．丙圖的傳感器可以用來測量壓力 D．丁圖的傳感器可以用來測量速度4．如圖所示是觀察電阻值隨溫度變化情況的示意圖．現(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是（）A．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯B．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯C．如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作），讀數(shù)變化非常明顯D．如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作），讀數(shù)變化不明顯5．如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對于一個霍爾元件d、k為定值，如果保持電流I恒定，則可以驗證UH隨B的變化情況，以下說法中正確的是（）A．將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面對，UH將變大B．在測定地球兩極的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C．在測定地球赤道上的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化6．關(guān)于干簧管，下列說法正確的是()A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用B.干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C.干簧管接入電路中相當于開關(guān)的作用D.干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的7．如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖．其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是（）A．I變大，U變大B．I變大，U變小C．I變小，U變大D．I變小，U變小8．傳感器是一種采集信息的重要器件．如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器．當待測壓力F作用于可動膜片電極時，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（）A．當F向上壓膜片電極時，電容將減小B．當F向上壓膜片電極時，電容將增大C．若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D．若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化9．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極．在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的（）A．距離變化B．正對面積變化C．介質(zhì)變化D．電壓變化10．傳感器是一種采集信息的重要器件．圖是由電容器作為傳感器來測定壓力變化的電路，當待測壓力作用于可動膜片電極上時，以下說法正確的是（）①若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流②若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流③若F向上壓膜片電極，電路中不會出現(xiàn)電流④若電流表有示數(shù)，則說明壓力F發(fā)生變化⑤若電流表有示數(shù)，則說明壓力F不會發(fā)生變化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤《傳感器》課后反思本節(jié)課依據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律組織教學(xué)，學(xué)生對傳感器的知識比較陌生，在教學(xué)的過程中通過實物、圖片、課件、動畫等途徑多方位增加學(xué)生的感性認識。采用紅外線體溫計快速測量體溫（只用1秒鐘）遠比常規(guī)體溫計（需要5分鐘），通過比較顯示傳感器的快捷方便，引入新課，并通過自動感應(yīng)門、聲控開關(guān)，智能機器人三個視頻，提出問題，激發(fā)學(xué)生的興趣，增強學(xué)生的求知欲。讓學(xué)生了解把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。在對熱敏電阻、光敏電阻、霍爾效應(yīng)這