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

《傳感器》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：目標(biāo)1、通過(guò)常用體溫計(jì)與紅外線體溫計(jì)測(cè)量時(shí)間的明顯的差別，讓學(xué)生體會(huì)傳感器的帶來(lái)的方便。目標(biāo)2、通過(guò)觀察智能聲控開(kāi)關(guān)、自動(dòng)感應(yīng)門(mén)、智能機(jī)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(shí)代的作用與意義。目標(biāo)3、通過(guò)學(xué)生分組小實(shí)驗(yàn)，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(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀^察能力。目標(biāo)4、通過(guò)電子秤、電飯鍋、話筒、火災(zāi)報(bào)警器動(dòng)畫(huà)演示，進(jìn)一步了解傳感器在生活中的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)1、學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)、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(guò)程設(shè)計(jì)：教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)點(diǎn)評(píng)教學(xué)環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課紅外線體溫計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試體溫播放視頻，了解生活中的傳感器實(shí)例，視頻一：自動(dòng)感應(yīng)門(mén)視頻二：智能聲控開(kāi)關(guān)視頻三：智能機(jī)器人1、現(xiàn)場(chǎng)演示體溫傳感器（紅外線體溫計(jì)）讓學(xué)生感受到傳感器的方便快捷2、觀看三個(gè)視頻，從中找出它們的共同點(diǎn)，學(xué)生先個(gè)人獨(dú)立思考，然后小組交流從學(xué)生熟悉的生活實(shí)例導(dǎo)入新課，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引起求知欲望。學(xué)生列舉類(lèi)似實(shí)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(lèi)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_(kāi)_______。這樣就可以很方便的進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。學(xué)生觀察教師出示的傳感器實(shí)物或圖片，認(rèn)識(shí)其外形和結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)物或圖片，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。2、干簧管（演示實(shí)驗(yàn)）：原理：當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開(kāi)關(guān)的作用。4、學(xué)生通過(guò)觀看干簧管實(shí)驗(yàn)視頻，了解干簧管的工作原理，從這三個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)事實(shí)中建立物理概念，學(xué)生就不覺(jué)得概念抽象，同時(shí)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(guò)小組同學(xué)配合實(shí)驗(yàn)，目的是培養(yǎng)學(xué)生合作的能力。3、光敏電阻（學(xué)生小實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)器材光敏電阻、多用電表、手電筒光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度（弱）光照強(qiáng)度（中）光照強(qiáng)度（強(qiáng)）電阻阻值實(shí)驗(yàn)結(jié)論原因解釋光敏電阻能夠把這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)_______這個(gè)電學(xué)量．5、學(xué)生分組進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多用電表測(cè)量光敏電阻在不同光照強(qiáng)度下的電阻值，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出光敏電阻的特點(diǎn)。4、熱敏電阻、金屬熱電阻（學(xué)生分組小實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論原因解釋熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)_____這個(gè)電學(xué)量．6、學(xué)生進(jìn)行分組小實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多用電表測(cè)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(diǎn)，并進(jìn)行交流。5、霍爾元件霍爾元件能夠把這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)_______這個(gè)電學(xué)量．7、通過(guò)小組討論，了解霍爾元件的工作原理。6、常見(jiàn)傳感器敏感元件列表傳感器名稱(chēng)輸入物理量輸出的物理量工作原理光敏電阻光照強(qiáng)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(qiáng)度電壓磁感應(yīng)強(qiáng)度（大小或方向）變化導(dǎo)致霍爾電壓變化通過(guò)列表對(duì)比了解常見(jiàn)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(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)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(guò)動(dòng)畫(huà)演示電子秤、電飯鍋、話筒、火災(zāi)報(bào)警器的原理實(shí)例傳感器種類(lèi)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(lái)控制電路的通斷。電飯鍋溫度傳感器感溫鐵氧體，溫度達(dá)到“居里溫度”約103OC,失去磁性，來(lái)控制電路通斷火災(zāi)報(bào)警器光傳感器利用煙塵的散射來(lái)控制光電三極管對(duì)光的接收，發(fā)出警報(bào)。通過(guò)動(dòng)畫(huà)，能夠形象演示電子秤、電飯鍋、話筒、火災(zāi)報(bào)警器的工作原理，讓學(xué)生對(duì)身邊生活中的傳感器有更深刻的認(rèn)識(shí)。環(huán)節(jié)四：目標(biāo)檢測(cè)1、如圖所示，將萬(wàn)用表的選擇開(kāi)關(guān)置于“歐姆”擋，測(cè)量熱敏電阻Rt的阻值，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的正中間．若往Rt上擦一些酒精，表針將向______(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向______(填“左”或“右”)移動(dòng)．2、如圖是一種測(cè)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(gè)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(guò)兩個(gè)練習(xí)題，檢測(cè)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(shí)例，并了解其工作原理，下節(jié)課小組進(jìn)行交流讓學(xué)生在搜集材料過(guò)程中進(jìn)一步學(xué)習(xí)，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(shū)設(shè)計(jì)）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(jiàn)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(bào)警器《傳感器》學(xué)情分析學(xué)生在初中階段基本上沒(méi)有接觸到傳感器的概念，傳感器的一些基礎(chǔ)的知識(shí)他們了解的不多，甚至不知道這個(gè)物理量，但是傳感器在當(dāng)今生活和科技發(fā)展中有著十分重要的地位，新課標(biāo)對(duì)傳感器教學(xué)提出了明確的要求。本課通過(guò)生活中的自動(dòng)感應(yīng)門(mén)、聲控開(kāi)關(guān)、智能機(jī)器人三個(gè)視頻，來(lái)展示學(xué)生身邊的傳感器的實(shí)例，學(xué)生非常熟悉，接收起來(lái)比較容易，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單的自控裝置作一鋪墊。學(xué)生對(duì)傳感器了解較少，教學(xué)時(shí)力避深?yuàn)W的理論，側(cè)重于聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生感受傳感器的巨大作用，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)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(chǎng)傳感器展示，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。課堂一開(kāi)始將常見(jiàn)家庭體溫計(jì)與傳感器式紅外線體溫計(jì)進(jìn)行比較，紅外線體溫計(jì)僅用1秒鐘快速準(zhǔn)確測(cè)量出體溫，讓學(xué)生感受到傳感器的給我們帶來(lái)的快捷、方便。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2、觀看視頻，提高課堂效率。通過(guò)日常生活中的實(shí)例展示：自動(dòng)感應(yīng)門(mén)、聲控開(kāi)關(guān)、智能機(jī)器人三個(gè)視頻，這三個(gè)實(shí)例額都是學(xué)生平時(shí)能感受到的，學(xué)生通過(guò)觀察和分析物理現(xiàn)象，獲得生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)，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(huì)到物理在生活中的應(yīng)用。3、分組實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的積極性。課堂安排學(xué)生進(jìn)行分組小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己動(dòng)手操作，技能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也鍛煉學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(dòng)畫(huà)演示，形象生動(dòng)。最后通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示電子秤、電飯鍋、火災(zāi)報(bào)警器等幾個(gè)生活中的實(shí)例，分析傳感器在生活中的應(yīng)用，通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示，形象生動(dòng)，通俗易懂，效果較好。《傳感器》教材分析本章的教學(xué)特點(diǎn)是定性研究一些原理性基礎(chǔ)知識(shí)，但不做定量計(jì)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(shí)驗(yàn)，不要求展開(kāi)，很多看起來(lái)不容易弄清的原理，動(dòng)手一做就明白了，問(wèn)題就很容易解決了。首先觀察一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和常見(jiàn)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(gè)方面，人類(lèi)已進(jìn)入電氣化和計(jì)算機(jī)時(shí)代，許多信息都需要轉(zhuǎn)化為電學(xué)量來(lái)處理。本節(jié)教學(xué)目標(biāo)之一是拓展學(xué)生對(duì)各類(lèi)傳感器應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。目標(biāo)二是讓學(xué)生通過(guò)認(rèn)識(shí)教科書(shū)中介紹的幾個(gè)傳感器的實(shí)例（電子秤、電熨斗、電飯鍋、火災(zāi)報(bào)警器），了解它們的工作原理，了解敏感元件的特性，學(xué)會(huì)分析控制電路，并能夠遷移到其它控制電路的分析和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)中去。課本分析的實(shí)例，目的在于認(rèn)識(shí)傳感器在工作過(guò)程中起了怎樣的作用，并不要求學(xué)生記住。教科書(shū)使用了許多圖片，有實(shí)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(lái)進(jìn)行說(shuō)明。許多學(xué)生對(duì)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(yàn)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(jī)的說(shuō)明書(shū)，通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)，對(duì)它們的使用及原理有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)?！秱鞲衅鳌吩u(píng)測(cè)練習(xí)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(cè)溫儀3、電容式傳感器是用來(lái)將各種非電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置．由于電容器的電容C取決于極板正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)就能引起上述某個(gè)因素的變化，從而又可推出另一個(gè)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(gè)傳感器的作用下列說(shuō)法正確的是 （）A．甲圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)量角度 B．乙圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)量液面的高度C．丙圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)量壓力 D．丁圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)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P(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(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持電流I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況，以下說(shuō)法中正確的是（）A．將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面對(duì)，UH將變大B．在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C．在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，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(shuō)法正確的是()A.干簧管接入電路中相當(dāng)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(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用D.干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的7．如圖所示是一火警報(bào)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(bào)警器．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)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(cè)定壓力的電容式傳感器．當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí)，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(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（）A．當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小B．當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大C．若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D．若電流計(jì)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(dòng)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(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極．在兩極間加一電壓U，人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，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(duì)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(lái)測(cè)定壓力變化的電路，當(dāng)待測(cè)壓力作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，以下說(shuō)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(huì)出現(xiàn)電流④若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F發(fā)生變化⑤若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F不會(huì)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(rèn)知規(guī)律組織教學(xué)，學(xué)生對(duì)傳感器的知識(shí)比較陌生，在教學(xué)的過(guò)程中通過(guò)實(shí)物、圖片、課件、動(dòng)畫(huà)等途徑多方位增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。采用紅外線體溫計(jì)快速測(cè)量體溫（只用1秒鐘）遠(yuǎn)比常規(guī)體溫計(jì)（需要5分鐘），通過(guò)比較顯示傳感器的快捷方便，引入新課，并通過(guò)自動(dòng)感應(yīng)門(mén)、聲控開(kāi)關(guān)，智能機(jī)器人三個(gè)視頻，提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)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(duì)熱敏電阻、光敏電阻、霍爾效應(yīng)這