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《常见传感器的工作原理》教学设计
山东版高中物理选修3-2第六章第二节
福建省建阳一中 李瑜
一.教学思路：根据《课程标准》强调对传感器教学应侧重从技术应用的角度展示物理，强调物理学科与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性。本课的教学思路是通过创设问题情境，引发对传感器工作原理的探究，进入新课教学。整节课以实验贯穿始终，通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是光电传感器、温度传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的，并抓住这一共性原理特征，使学生学会利用传感器的工作原理设计、制作简单的自控装置。但由于学生思维能力发展上的不成熟性，还不能成为完全独立的探究主体等特点,本节课的实验探究过程是在教师引导和启发下,学生独立思考、主动探索的过程。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。本节课计划用2课时完成,该教学设计为第一课时。
二. 教学重点：实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性，理解传感器是如何将非电学量转变为电学量的
三. 教学难点:本节的教学难点是设计简易温度报警器。虽然原理比较简单,但要学生独立设计出来却不容易.本教学难点的突破应在学生对光电报警电路原理的充分理解和熟知热敏电阻的阻值特性的基础上,通过提升传感器控制电路的共性特征，使设计简易温度报警器的难度降低，水到渠成。
四．教学目标:通过对光敏电阻阻值特性、热敏电阻阻值特性的实验探究,让学生在了解传感器是如何将非电学量转变为电学量的基础上，学会利用传感器设计简单的自控装置。在此过程中让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法,培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。通过动手实验，激发学生的学习兴趣,拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
五．教学资源：光敏电阻，小光源，热敏电阻，烧杯，学生用万用表,酒精灯，五号干电池6个，电磁继电器,蜂鸣器，开水，冷水,导线若干，多媒体.
六．教学流程图
回顾常见传感器的类型及基本构造
出示音乐茶杯之类的传感器小制作

机器人大赛视频

探究光电传感器工作原理

引入光电传感器
学生猜测其中传感器类型

根据电路连接实物电路，验证设计
根据讨论设计简易温度报警器电路
学生根据实验结论讨论热敏电阻的阻值特性可以使它制作怎样的传感器
探究热敏电阻的阻值特性
教师总结光电传感器将光信号转化为电信号的工作特性，介绍光敏电阻半导体材料
学生讨论光电传感器在生活中的具体应用场合
出示光电报警电路，学生演示如何报警及分析电路、画电路图，说明其工作原理
探究光敏电阻的阻值特性，总结其具有的把光信号转化为电阻信号的作用

学生讨论总结传感器自控电路特点，拓展到各种类型传感器自控装置

七．教学过程:
教学环节
教师、学生活动
教学资源
一、复习前一节课传感器的知识
教师播放机器人大赛视频，学生观看视频，发表感想。教师借此复习前节传感器知识，传感器的
一般构造
多媒体播放器
二、新课引入
教师出示传感器音乐茶杯
教师拿起茶杯音乐响起，放下茶杯音乐停
学生猜测这个传感器音乐茶杯中有什么类型的
传感器？
教师挤压音乐茶杯的底部，引导分析是压力传感器？碰撞传感器？移动音乐茶杯，是位移传感器?再对着光照，是光电传感器？
教师引导,学生猜测得出光电传感器
光电传感器音乐茶杯

三、新课教学
（一）、探究光电传感器工作原理
1、探究光敏电阻阻值特性

2、光电报警装置电路图及工作原理

（二）设计简易温度报警电路

1、探究热敏电阻阻值特性

教师设疑：为什么把音乐茶杯对着光照，就会发出音乐声呢？
学生猜测：该音乐电路中一定有一个元件对光的照射有敏感反应，通过它能控制音乐声的有无
教师引导联想：光照变化 音乐声的有无?
学生思考猜测这种联系产生的原因：
光照变化 电路电流变化
音乐声的有无
再猜测：光照变化 电路电阻变化 电路电流变化 音乐声的有无
联想猜测;该元件光照射强度变化引起元件电阻的变化
教师解剖出音乐电路，教学生认识光敏电阻
明确探究内容：探究光敏电阻阻值与光照强度变化间的关系，验证猜测。
教师根据实验器材引导学生思考如何改变光强。
学生利用万用电表动手探究光敏电阻的阻值特性
教师巡视学生的实验情况。
实验结束，教师请学生汇报观察到的现象,与猜测是否吻合.
教师肯定学生的观察能力和动手能力，总结结论,用幻灯片播出光敏电阻的阻值特性,强调该特性具有把光信号转化为电阻信号的作用.
教师出示光电报警装置示教板
引导观察电路，观察电路元件――热敏电阻、电磁继电器、开关、蜂鸣器、两个电源
请学生根据电路及光敏电阻的阻值特性，演示该电路的报警功能，并根据实物图画出电路图，分析其工作原理。
学生动手画电路图，讨论分析工作原理.
教师巡视，与学生一起讨论
选取一到两组的电路图用幻灯片播出，并请学生上来讲解.
教师肯定学生的成果
引导学生思考设疑：如果是要对光强变弱报警，又要如何设计电路？
学生积极进行讨论、设计电路，电路展示验证
提问:根据光电传感器的工作特点，它可以用在生活中的哪些场合？
学生讨论，回答。进一步强化光电传感器把光信号转化为电信号的工作原理。
教师肯定、鼓励。总结光电传感器自控电路特点，强调该种电路的核心元件—-光敏电阻在该自控电路中具有的把光信号转化为电信号的作用。
介绍光敏电阻的材料特点,引入另一种半导体材料——热敏电阻.

光敏电阻、万用表、小光源、

用投影仪投射出学生画的电路图

用多媒体播放实物连接图及电路图

热敏电阻、万用表、烧杯、开水、
冷水

教师提问：光敏电阻的半导体材料特点使得它的阻值随光照强度变化，那么热敏电阻的阻值特性随温度又会有怎样的变化呢?
学生探究热敏电阻阻值特性观察实验现象并汇报实验结果，总结热敏电阻阻值特性。
教师用幻灯片播出热敏电阻阻值特性结论，强调热敏电阻具有把温度信号转化为电阻信号的特性。
提问：这样的具有把温度信号转化为电阻信号的
特性，使它可以有怎样的应用？
学生讨论,回答，老师整理学生回答中的各种创意、理念--—-——-理出两类应用：
1、 可以应用在监控温度变化的报警电路中
2、可以应用其把温度信号转化为电阻信号从而引起电路电压、电流变化的特点制作温度传感器
温度计
对应用1小组讨论设计简易温度报警电路图，请学生展示电路图，说明其设计的依据.
教师肯定学生.
布置下一节课的内容：
1、学生根据自己的设计连接实物，验证温度传感器报警功能
2、学生设计热敏温度计。教师演示DIS实验室系统温度传感器测温、记温实验，显示传感器在测量电路中的优越性。
2、设计简易温度报警电路

多媒体播放简易温度报警电路图
（三）、升华、扩展各种类型的传感器的报警电路
教师总结
教师肯定学生的表现，进一步提炼光电报警器和温度报警器的电路特点：即利用敏感元件把非电学量转化为电学量，达到自动控制电路的目的。提出如果要装声音、力、水位等报警电路、该怎么做
学生从上两个电路总结、分析各种类型传感器报警电路的安装共性，对传感器工作原理有更深的认识

不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。心烦意乱之时，首先要做的就是意识到这一点。先控制住自己的情绪，下决心不再使之加剧。有了这种高明的防范，就能很快终止怒气.要懂得制怒之法，且止息于当止之时：奔跑时停下来最难；狂怒时保持头脑清醒也一样难。过分激动，不论程度高低，都会影响理智。一旦对发怒有了这种警醒，就不会使你因怒气而失控，也不会使你损害良好的辨别力。谨慎地驾驭情绪,就能很好地控制它。你将是马背上第一个理智的人。智者最没有耐性,因为学识减少了他们的耐心.知识渊博的人很难被取悦。俄庀泰特斯告诉我们，生活最重要的准则在于懂得如何忍受一切。他认为这是智慧的一半真谛。容忍愚蠢需要极大的耐心。有时最令我们痛苦的人正是我们最依赖的人，这帮助我们战胜自我。耐心能带来无可估量的内心平静;而内心平静是世间的福祉。不懂得如何容忍他人的人如果还能忍受他自己的话，就应当独处。