《传感器》教学设计模版

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1、传感器及其工作原理传感器及其工作原理教学设计教学设计 授课题目授课题目 教材教材授课时数授课时数1 学时 授课方式授课方式任课教师任课教师 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。 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

2、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； 教 学 目 标 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，

3、发光 二极管，若干导线。 教学教学 过程过程 师生互动师生互动 设计设计 意图意图 教师活动教师活动学生活动学生活动 新新 课课 引引 入入 概念引入：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：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。 【板书板书】课题课题：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

4、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。 新新 课课 教教 学学 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

5、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。 【板书板书】传感器：传感器： 非电学量非电学量电学量电学量 老师提问：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 引引 入入 新新 课课 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

6、，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。 实实 验验 探探 究究 【演示实验演示实验 1】探究光敏电阻的特性探究光敏电阻的特性 电路图 传感器传感器 对该传感器作用强中弱三种不同程度的光 照强度： 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。 实实 验验 探探 究究 将该传感器裸露在白天室内光照下 用强光照射该传感器 闭合电路开关，观察实验现

7、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：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，电阻发生变化的传改变光照强度，电阻发生变化的传 感器是光敏电阻。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 10.9 M 18.1 K 1.2 K 由此得出结论：这个传感器就是光敏电阻，光光 敏电阻对光敏感。当光照强度逐渐增大时，电敏电阻对光敏感。当光照强度逐渐增大时，电 阻的阻值随之减小。阻的阻值随之减小。 下节课

8、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 实实 验验 探探 究究 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？ 路灯的控制：路灯的控制： 白天时，光敏电阻阻值小，分压

9、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。 数码相机的自动曝光：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） 【演示实验演示实验 2】探究热敏电阻的特性探究热敏电阻的特性 M 热敏电阻 老师提问：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。 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

10、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。 实实 验验 探探 究究 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：分析电路：风扇转动与否因电流的变化引起

11、， 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，因温度的变热敏电阻的阻值，因温度的变 化而发生变化。化而发生变化。 热敏电阻实物展示：热敏电阻实物展示： 课后动脑筋：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？ 实实 验验 探探 究究 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 实实 验验 探探 究究 【演示视频演示视频】探究霍

12、尔元件的特性探究霍尔元件的特性 霍尔元件实物展示：霍尔元件实物展示： 视频演示：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