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《传感器及其工作原理》教学设计授课题目教材授课时数1学时授课方式任课教师教材分析本节选自全国职业院校通用教材《传感器基础知识》模块*任务*，传感器是人类五官的延伸，是获取信息的主要途径和手段，是现代化生产的基础，是边缘学科开发的先驱。学情分析*****传感器对于学生来说是一个全新的概念，先前对于传感器中典型原件（如光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件等）认识粗浅。学生对于新事物的好奇心强，参与意识强，结合运用中学的电路基础知识才能有效地学习好传感器。教学目标知识与技能a)通过对实验现象的观察初步形成传感器概念；b)介绍典型元件了解它们的性能；c)了解非电学量转换成电学量的技术意义；过程与方法a)通过对实验现象的观察、思考和探究熟悉传感器的工作原理；b)通过学生自己设计并字制作传感器，经历学习科学的探究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力；情感态度和价值观在探究性实验过程中，激发学生学习物理的兴趣，体验科技创新的乐趣。教学重点用演示实验探究传感器及其元件的工作原理教学难点用课外探究的形式让学生自己设计传感器电路并制作简单的传感器教学方法探究式体验教学法、创设物理情景、图示法、讲授法教具学具多媒体课件，遥控小车，干簧干，小磁片，光敏电阻，6节1.5V干电池，发光二极管，若干导线。教学师生互动设计过程教师活动学生活动意图新课引入概念引入：上课之前，老师先为大家表演一个小魔术，这是一辆遥控小车，老师可以用手来遥控它的发动与停止，大家来试一试，你们的手是否同样能做到呢？下面就是见证奇迹的时刻！老师提问：同学想一想为什么老是的手会有魔力呢？教师讲解：小车上方安装了干簧干，老师手中隐藏了小此片，它们共同组成了能感应磁场的开关，他也是我们今天要学习的传感器的一种。【板书】课题：传感器及其工作原理学生仔细观察魔术，然后模仿老师试着用手去遥控未发动的小车，发现不能是小车发动。同学们互相交流后发现小车被改装过用魔术的形式吸引学生的眼球，调动学生学习的兴趣，并积极思考。新课教学生活中有哪些运用传感器的实例呢？老师为大家准备了几个例子：能感应人体温度的自动水龙头，能感应自身位移的光电鼠标等思考：它们的他、共同特征在哪里？引出传感器的概念：传感器：指这样一类原件，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量（通常是电压、电流等电学量），或转换为电路的通断。让学生了解生活中有哪些地方用到传感器，并思考传感器的共同特征，互相交流，表达自己的观点，不同的观点进行辩论。回答：它们可以感知温度，光照，磁场等物理量结合课件，记忆并理解传感器的概念。让学生了解传感器给生活带来的积极影响，培养学生发现问题的能力，体现从生活走向物理的理念。【板书】传感器：非电学量→电学量老师提问：上面几种传感器量的转换关系是怎样的？回答：干簧干：磁场→电路通断水龙头：温度→电路通断光电鼠标：位移→电信号引入新课传感器其实并不神秘，它们已经悄无声息地走进了我们的生活。既然传感器在我们的生活中有广泛的运用，老师和同学们一起学习传感器的重要元件从生活的问题入手，创设情境，引入实验，激发学生探究的兴趣。实验探究【演示实验1】探究光敏电阻的特性对该传感器作用强中弱三种不同程度的光照强度：①用不透光的小盒子该在该传感器上学生猜想：小盒子移开和盖上去是不是改变了光照强度呢？让学生初步体验科学探索的思维程序，锻炼实验探究的科学素养。以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力。电路图传感器②将该传感器裸露在白天室内光照下③用强光照射该传感器闭合电路开关，观察实验现象，该传感器用小盒时，二极管几乎不亮，随着光照强度的增加，发光二极管越来越亮。分析电路：二极管亮度的变化因电流的变化引起，恒定电压条件下，电流变化因电阻变化引起，二极管电阻不变，故该传感器的阻值在改变。由此推测：改变光照强度，电阻发生变化的传感器是光敏电阻。这里是老师用万用表测得一组数据：光照强度弱中强电阻值10.9MΩ18.1KΩ1.2KΩ由此得出结论：这个传感器就是光敏电阻，光敏电阻对光敏感。当光照强度逐渐增大时，电阻的阻值随之减小。下节课同学自己动手，用万用表测不同状态下的光敏电阻的阻值下面我们来认识一下光敏电阻的真面目思考分析：二极管亮度→电流变化→电阻变化→光照强度变化观察表中数据，验证结论，并作为下节实验课的样板数据。仔细观察实物图培养学生独立思考能力和实践能力。浸透物理学研究问题的方法：提出问题设计实验进行实验数据分析总结结论学以致用实验探究光敏电阻有多种型号，是制作传感器的典型元件之一，材料一般为半导体，如硫化镉。上图为光敏电阻的电阻符号。了解了光敏电阻及其工作原理，光敏电阻在生活中有哪些运用呢？①路灯的控制：白天时，光敏电阻阻值小，分压小，晶闸管在低电压控制下断开，路灯管；黑夜时，光敏电阻阻值大，分压大，晶闸管在高电压控制下接通，路灯开。②数码相机的自动曝光：根据外界光强，相机内的光敏电阻调控相机的曝光率，从而排除效果最好的相片。课外拓展:生活还有哪些地方能用光敏电阻，设计电路并说明工作原理（提示：楼道灯和窗帘）【演示实验2】探究热敏电阻的特性老师提问：我们可否用类比光敏电阻的方式，研究热敏电阻呢？对热敏电阻作用两个不同的温度环境。①热敏电阻置于常温中在草稿纸上将电阻符号多画几遍，加深印象。观察电路，初步了解怎样设计传感器的电路。认识晶闸管结合所学的指示，将其运用到生活当中，动脑筋自己设计制作简单的传感器。学生猜想：刚刚学完了光敏电阻，热敏电阻可能会和光敏电阻相似，温度影响热敏电阻的阻值。让学生动脑筋思考学以致用。解决生活中的问题，并在动手中巩固知识，强化理解概念。通过类比法，让学生更有效率的掌握热敏电阻的特性，培养学生的发散思维。M热敏电阻实验探究②用蜡烛来烘烤热敏电阻的探棒闭合电路，观察实验现象。将热敏电阻置于常温中时，风扇不会转动；当用蜡烛烘烤热敏电阻的探棒时，风扇开始转动了。分析电路：风扇转动与否因电流的变化引起，恒定电压条件下，电流变化因电阻变化引起，故热敏电阻的阻值在改变。由此得出结论：热敏电阻的阻值，因温度的变化而发生变化。热敏电阻实物展示：课后动脑筋：当我们的电脑散热不佳的时候，有没有同学想自己设计一个能外置散热的传感器呢？学生类比光敏电阻的实验分析电路：风扇的转动与否→电流变化→电阻变化→温度的变化结合热敏电阻的工作原理，类比光敏电阻的设计思想，设计能散热的传感器。通过课外拓展，培养学生的实践能力和创新思维能实验探究实验探究【演示视频】探究霍尔元件的特性霍尔元件实物展示：视频演示：将霍尔元件接在示波器上，用磁铁靠近霍尔元件，观察示波器的波形，当磁铁靠近和离开霍尔元件的时候，霍尔元件产生电压脉冲，示波器上的电压波形发生跳变。这是抓拍的电压跳变的情景：仔细观察实物并牢记观察示波器中电压波形的跳变情况，了解霍尔元件响应磁场产生的电压跳变，本环节主要是对视频的观察，让学生了解原理的同时进一步熟悉示波器。板书设计6.1传感器及其工作原理1.传感器非电学量→电学量2.光敏电阻光强→电阻变化3.热敏电阻实验探究温度→点变化4.霍尔元件磁场→电压5.课外拓展教学评价课堂小结作业布置教学反思该课程的实验教具和逻辑设计比较新颖，增添了课堂的生动，激发学生的兴趣。在实验设计中，在结构上突出了敏感元件的重要性，一目了然。最后引导学生积极进行课外拓展，培养学生的实践能力和创新思维能力