高中物理-传感器教学设计学情分析教材分析课后反思

《传感器》教学设计教学目标：目标1、通过常用体温计与红外线体温计测量时间的明显的差别，让学生体会传感器的带来的方便。目标2、通过观察智能声控开关、自动感应门、智能机器人视频，初步形成传感器的概念，感受传感技术在信息时代的作用与意义。目标3、通过学生分组小实验，了解光敏电阻，热敏电阻荷霍尔元件的性能，了解其工作原理。经历探究的过程，培养学生的合作能力、动手实验能力和观察能力。目标4、通过电子秤、电饭锅、话筒、火灾报警器动画演示，进一步了解传感器在生活中的应用。教学重点1、学生通过实验了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的特性。2、传感器在生活中的应用。教学难点分析传感器应用电路的工作原理教学方法学生小组实验、探究、讨论、视频演示教学用具多用电表、光敏电阻、热敏电阻、纸杯、热水、手电筒教学过程设计：教师活动学生活动点评教学环节一：导入新课红外线体温计现场测试体温播放视频，了解生活中的传感器实例，视频一：自动感应门视频二：智能声控开关视频三：智能机器人1、现场演示体温传感器（红外线体温计）让学生感受到传感器的方便快捷2、观看三个视频，从中找出它们的共同点，学生先个人独立思考，然后小组交流从学生熟悉的生活实例导入新课，容易激发学生学习兴趣，引起求知欲望。学生列举类似实例，可以让学生知道物理就在我们身边。教学环节二：传感器及其工作原理1、什么是传感器？传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如、、、、等非电学量，并能够把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理_、等电学量，或转换为________。这样就可以很方便的进行测量、传输、处理和控制。学生观察教师出示的传感器实物或图片，认识其外形和结构。通过实物或图片，以增强学生的感性认识。2、干簧管（演示实验）：原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用。4、学生通过观看干簧管实验视频，了解干簧管的工作原理，从这三个实验中让学生归纳总结得出这些元件的特性，有助于学生建立传感器的概念，在大量实验事实中建立物理概念，学生就不觉得概念抽象，同时遵循了物理概念建立的一般原则。（即概念是存在于一定的物理背景中的）通过小组同学配合实验，目的是培养学生合作的能力。3、光敏电阻（学生小实验）实验器材光敏电阻、多用电表、手电筒光照强度光照强度（弱）光照强度（中）光照强度（强）电阻阻值实验结论原因解释光敏电阻能够把这个光学量转换为________这个电学量．5、学生分组进行小实验，通过多用电表测量光敏电阻在不同光照强度下的电阻值，通过实验数据，总结出光敏电阻的特点。4、热敏电阻、金属热电阻（学生分组小实验）实验器材热敏电阻、多用电表、热水不同温度常温下温度升高（加热水）电阻阻值实验结论原因解释热敏电阻或金属热电阻能够把这个热学量转换为______这个电学量．6、学生进行分组小实验，通过多用电表测量出常温下和高温下热敏电阻的阻值，总结出热敏电阻的特点，并进行交流。5、霍尔元件霍尔元件能够把这个磁学量转换为________这个电学量．7、通过小组讨论，了解霍尔元件的工作原理。6、常见传感器敏感元件列表传感器名称输入物理量输出的物理量工作原理光敏电阻光照强度电压（电阻）半导体受光照电阻变化热敏电阻温度电压（电阻）半导体受热电阻变化金属热电阻温度电压（电阻）金属受热电阻变化电容式位移传感器位移电压（电容）电容极板（或介质）间位置变化导致电容变化霍尔元件磁感应强度电压磁感应强度（大小或方向）变化导致霍尔电压变化通过列表对比了解常见传感器的敏感元件。传感器放大传感器放大转换电路执行机构计算机系统显示器（指针式电表）（数字显示屏）1、传感器应用的一般模式2、生活中传感器的应用通过动画演示电子秤、电饭锅、话筒、火灾报警器的原理实例传感器种类工作原理电子秤力传感器应变片发生形变，电阻变化，拉伸电阻变大，缩短电阻变小。电熨斗温度传感器双金属片膨胀系数不同，来控制电路的通断。电饭锅温度传感器感温铁氧体，温度达到“居里温度”约103OC,失去磁性，来控制电路通断火灾报警器光传感器利用烟尘的散射来控制光电三极管对光的接收，发出警报。通过动画，能够形象演示电子秤、电饭锅、话筒、火灾报警器的工作原理，让学生对身边生活中的传感器有更深刻的认识。环节四：目标检测1、如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，测量热敏电阻Rt的阻值，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往Rt上擦一些酒精，表针将向______(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向______(填“左”或“右”)移动．2、如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从指示器显示的电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（）A、C增大表示h增大B、C增大表示h减小C、C减小表示h减小D、C减小表示h增大通过两个练习题，检测一下本节课学生的掌握情况。课后作业：以小组为单位，搜集一些关于传感器的应用实例，并了解其工作原理，下节课小组进行交流让学生在搜集材料过程中进一步学习，理解传感器的原理和应用。有利于培养学生合作能力，课堂小结（板书设计）传感器工作原理及其应用传感器非电学量→传感器→电学量二、常见传感器元件1．干簧管：电路的通断。2．光敏电阻：光学量转换为电学量。3．热敏电阻：热学量转换为电学量。4．霍尔元件：磁学量转换为电学量。三、传感器在生活中的应用1、电子秤2、电饭锅3、话筒4、火灾报警器《传感器》学情分析学生在初中阶段基本上没有接触到传感器的概念，传感器的一些基础的知识他们了解的不多，甚至不知道这个物理量，但是传感器在当今生活和科技发展中有着十分重要的地位，新课标对传感器教学提出了明确的要求。本课通过生活中的自动感应门、声控开关、智能机器人三个视频，来展示学生身边的传感器的实例，学生非常熟悉，接收起来比较容易，充分调动学生的学习积极性。通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。学生对传感器了解较少，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。

《传感器》效果分析1、现场传感器展示，充分调动学生的兴趣。课堂一开始将常见家庭体温计与传感器式红外线体温计进行比较，红外线体温计仅用1秒钟快速准确测量出体温，让学生感受到传感器的给我们带来的快捷、方便。提高学生的学习兴趣。2、观看视频，提高课堂效率。通过日常生活中的实例展示：自动感应门、声控开关、智能机器人三个视频，这三个实例额都是学生平时能感受到的，学生通过观察和分析物理现象，获得生动的感性认识，学生感受到自己身边的传感器，感受到生活中的物理。体会到物理在生活中的应用。3、分组实验，提高学生的积极性。课堂安排学生进行分组小实验，学生自己动手操作，技能锻炼学生的动手能力，也锻炼学生根据实验现象自己分析得出结论，不但培养了学生的探究能力，还提高了学生的参与度。从而使学生更好的掌握物理概念和规律，培养学生的观察和分析能力。4、动画演示，形象生动。最后通过动画演示电子秤、电饭锅、火灾报警器等几个生活中的实例，分析传感器在生活中的应用，通过动画演示，形象生动，通俗易懂，效果较好。《传感器》教材分析本章的教学特点是定性研究一些原理性基础知识，但不做定量计算，做好本节教学的关键是多举一些例子和多做一些实验，不要求展开，很多看起来不容易弄清的原理，动手一做就明白了，问题就很容易解决了。首先观察一些实验现象和常见的事例，初步形成传感器的概念。然后介绍光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件三种制作传感器所使用的敏感元件，了解它们的工作原理，为传感器的应用打下基础。传感器应用在生活中的各个方面，人类已进入电气化和计算机时代，许多信息都需要转化为电学量来处理。本节教学目标之一是拓展学生对各类传感器应用的认识。目标二是让学生通过认识教科书中介绍的几个传感器的实例（电子秤、电熨斗、电饭锅、火灾报警器），了解它们的工作原理，了解敏感元件的特性，学会分析控制电路，并能够迁移到其它控制电路的分析和简单设计中去。课本分析的实例，目的在于认识传感器在工作过程中起了怎样的作用，并不要求学生记住。教科书使用了许多图片，有实物图、原理图、结构图、电路图等，并且把它们与文字结合起来进行说明。许多学生对这部分内容不熟悉，需要老师加以引导。教学中努力让学生体验传感器与现代生活和科技的密切关系。课前，可不止学生收集电饭煲、电熨斗、电冰箱、各种遥控器、手机的说明书，通过阅读说明书，对它们的使用及原理有一个初步的认识。《传感器》评测练习1．电子秤使用的是（）A．超声波传感器B．温度传感器C．压力传感器D．红外线传感器2．下列器件不是应用温度传感器的是（）A．电熨斗B．话筒C．电饭锅D．测温仪3、电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值，如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用下列说法正确的是 （）A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器可以用来测量速度4．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（）A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显5．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况，以下说法中正确的是（）A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面对，UH将变大B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化6．关于干簧管，下列说法正确的是()A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的7．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（）A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小8．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（）A．当F向上压膜片电极时，电容将减小B．当F向上压膜片电极时，电容将增大C．若电流计有示数，则压力F发生变化D．若电流计有示数，则压力F不发生变化9．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（）A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化10．传感器是一种采集信息的重要器件．图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于可动膜片电极上时，以下说法正确的是（）①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，则说明压力F不会发生变化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤《传感器》课后反思本节课依据学生的认知规律组织教学，学生对传感器的知识比较陌生，在教学的过程中通过实物、图片、课件、动画等途径多方位增加学生的感性认识。采用红外线体温计快速测量体温（只用1秒钟）远比常规体温计（需要5分钟），通过比较显示传感器的快捷方便，引入新课，并通过自动感应门、声控开关，智能机器人三个视频，提出问题，激发学生的兴趣，增强学生的求知欲。让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义。在对热敏电阻、光敏电阻、霍尔效应这