传感器及其工作原理教学设计方案.docx

第1节传感器及其工作原理教学设计方案课程物理课程标准本节学生定性研究一些原理性基础知识，了解传感器及其工作原理。.教学内容分析用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.教学目标1.知识与技能：知道非电学量转换成电学量的技术意义；通过实验，知道常见传感器的工作原理；初步探究利用和设计简单的传感器.2.过程与方法：通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力.3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣.学习目标掌握几种常见传感器的工作原理学情分析已经学习了电磁感应现象和交流电的相关知识,在此基础上进行传感器的学习重点、难点几种常见传感器的工作原理（演示实验）教与学的媒体选择PPt课程实施类型偏教师课堂讲授类偏自主、合作、探究学习类备注教学活动步骤序号1课题的引入2二.什么是传感器？3.光敏电阻4四.金属热电阻和热敏电阻教学活动详情教学活动L课题的引入活动目标引入教学，激发学生的学习兴趣解决问题如何实现自动化控制技术资源PPt常规资源实验器材活动概述【演示实验11干簧管控制电路的通断如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭.师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答）师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作用。师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。【演示实验2】声光控开关控制电路的通断先在普通光照条件下，在把开关置于黑暗环境中。师生总结：声光控开关教与学的策略实验演示反馈评价通过演示实验为引入传感器概念奠定基础教学活动2：什么是传感器？活动目标结合生活实例，了解什么是传感器解决问题知道什么是传感器技术资源Ppt以及网络资源常规资源活动概述师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都使用过，或听说过什么样的电器中有传感器？生讨论并交流：例如，当冰箱内的温度高于设定值时，制冷系统自动启动，而当温度低于设定值时，制冷系统又会自动停止。冰箱的控制，是通过温度传感器实现的。楼梯道的电灯，晚上，有人经过楼道时，开关自动接通，灯就亮；白天，不管是否有人经过，开关都是断开的，灯总是不亮，这种开关用的就是声光传感器。为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多有一个小盒子，当房间失火时它能感知出现的烟雾，通过电路发出警报，这个小盒子就是烟雾传感器。其他如宾馆洗手间的墙壁上干手机的湿度传感器、电视机里换频道的红外传感器、电饭锅的温控开关、养鸡场里的孵化器、交警用来测驾驶员是否酒后开车的酒精气体测试仪、磁悬浮列车里的加速度测试器、电容式话筒里的电容式传感器、自动洗衣机里的压力传感器等等.可以说，传感器的广泛使用，丰富了我们的生活，使我们的生活更加方便、安全和舒适。教与学的策略讨论与交流反馈评价学生积极讨论教学活动3：光敏电阻活动目标知道光敏电阻的阻值大小跟什么因素有关解决问题光敏电阻在不同光照条件下的电阻有什么不同技术资源Ppt以及网络资源常规资源光敏电阻、光以及多用电表活动概述师：为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就来看几个实际的例子。3【演示实验31比较光敏电阻在不同光照条件下的电阻之不同,学生完成：两人一组，用万用电表（由投影仪投出表盘）的欧姆挡测量-只光敏电阻的阻值，实验分别在室内自然光的照射下和用手掌遮光时进行。学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。（师）工作原理：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。光敏电阻是由硫化镉制成的，硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。学生自学：半导体的导电机理教与学的策实验演示略反债评价认其观察实验结果进行总结教学活动4：金属热电阻和热敏电阻活动目标知道热敏电阻的阻值大小跟什么因素有关解决问题热敏电阻在不同温度条件下的电阻有什么不同技术资源Ppt以及网络资源常规资源热敏电阻、多用电表.活动概述师问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如何？生答：（金属导体的电阻随温度的升高而增大，如白炽灯铝丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大得多）师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为金属热电阻。如前面已经学过的用金属钳可制作精密的电阻温度计。（投影电阻R随温度变化的图线）【演示实验4】热敏电阻随温度的升高电阻减小学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测一只热敏电阻的阻值。第一次直接测量，第二次用手心捂住热敏电阻再测量，记录两次测得的电阻值。学生探究：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。师生总结1：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。师生总结2：金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。教与学的策略实验演示反馈评价认真观察实验结果进行总结参考书人教版物理选修3-2备注