《第2節(jié)常用傳感器的工作原理》教學(xué)設(shè)計(jì)(部級優(yōu)課)-物理教案

《常見傳感器的工作原理》教學(xué)設(shè)計(jì)廈門市翔安第一中學(xué) 林江蘇教學(xué)目標(biāo)1.通過觀察“魔術(shù)表演”，激起探究傳感器工作原理的好奇心和持久的興趣。2.經(jīng)歷小組合作探究實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識光敏電阻和熱敏電阻的特性，知道光電傳感器和溫度傳感器的工作原理。3.在演示實(shí)驗(yàn)原理的啟發(fā)下，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴”和小組合作，設(shè)計(jì)高溫報(bào)警器電路。4.通過利用傳感器制作簡單的自動控制裝置，培養(yǎng)動手能力和解決問題的能力。5.在小組合作學(xué)習(xí)過程中，主動與他人合作，將自己的見解與他人進(jìn)行交流，并敢于堅(jiān)持正確觀點(diǎn)，用于修正錯誤，具有團(tuán)隊(duì)精神。學(xué)情分析1.一般特征：教學(xué)對象是高二年的孩子，對傳感器好奇心強(qiáng)，對現(xiàn)象的原因有刨根問底的探究欲望，偏愛動手操作和討論交流。這些特點(diǎn)可以作為驅(qū)動課堂教學(xué)的動力。2.起點(diǎn)能力：學(xué)生通過初中和高中物理的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、歐姆定律、電生磁有了理性的認(rèn)識，并且通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)對傳感器有了一定的感知，這些可以作為本節(jié)課的教學(xué)起點(diǎn)。重點(diǎn)難點(diǎn)1.重點(diǎn)：認(rèn)識光敏電阻和熱敏電阻的特性，知道光電傳感器和溫度傳感器的工作原理。2.難點(diǎn)：自主設(shè)計(jì)傳感器電路（高溫報(bào)警器），制作簡單的自動控制裝置。擬通過小組合作學(xué)習(xí)突破教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)策略科學(xué)探究法、小組合作學(xué)習(xí)法教具和儀器自制光控（溫控）圣誕燈、高中傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)器（分組實(shí)驗(yàn)6套）教學(xué)過程1.表演魔術(shù)，激趣引入教師先后邀請兩位同學(xué)點(diǎn)亮圣誕燈，但沒有開關(guān)，開燈的方式很奇特：①用火燒烤熱敏電阻；②用強(qiáng)光手電筒照射光敏電阻。2.小組合作，實(shí)驗(yàn)探究（1）科學(xué)探究：探究光敏電阻和熱敏電阻的特性①提出問題：光敏電阻和熱敏電阻分別有什么特性？②猜想與假設(shè)：光敏電阻的阻值隨光照的變化而變化，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化。③制定計(jì)劃和實(shí)施實(shí)驗(yàn)：布置學(xué)生按小組討論實(shí)驗(yàn)方案和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。④分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：6個小組基本都能得出正確結(jié)論：“光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而變小；熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而變小?！雹菰u價(jià)：分別對提出問題、猜想假設(shè)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的小組給予加分獎勵。（2）小組討論：光電傳感器和溫度傳感器的工作原理。教師向?qū)W生投影出示開頭魔術(shù)表演的實(shí)驗(yàn)電路圖——光控電路和溫控電路，讓學(xué)生按小組討論實(shí)驗(yàn)原理，解開魔術(shù)奧秘，確定小組發(fā)言人。教師組織搶答，分別給予加分獎勵。3.頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)電路教師提出話題：“結(jié)合生活實(shí)際的要求，設(shè)計(jì)一臺火警報(bào)警裝置?！苯M織搶答，對回答和補(bǔ)充的小組給予加分獎勵。4.動手制作高溫報(bào)警器引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識桌上的傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)器，閱讀說明書，安裝高溫報(bào)警器。要求達(dá)到效果：當(dāng)熱敏電阻在室溫下，蜂鳴器不報(bào)警；當(dāng)熱敏電阻在高溫水中，蜂鳴器報(bào)警。每個小組派出“質(zhì)檢員”驗(yàn)收其他小組的實(shí)驗(yàn)成果。對制作調(diào)試成功的小組給予加分獎勵。5.總結(jié)階段，拓展應(yīng)用設(shè)置兩個填空問題，將課題由光電傳感器、溫度傳感器拓展到壓敏、氣敏傳感器，理解傳感器的一般原理。（1）在生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用的力傳感器，基本上采用半導(dǎo)體材料壓敏效應(yīng)原理制作而成。該器件中的壓力敏感元件將壓力大小的信息轉(zhuǎn)換成電信號，進(jìn)而對壓力進(jìn)行測量和控制。（2）根據(jù)傳感器的原理，在超細(xì)微材料制成的氣體傳感器中當(dāng)