传感器与传感电路技术教案（项目5 湿敏传感器应用电路设计或制作）

教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题项目5湿敏传感器应用电路设计或制作任务5.1湿敏传感器典型应用电路分析1.湿度传感器认知2.湿敏电阻应用3.环境湿度检测电路分析授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能描述典型湿敏传感器的结构、特性及原理M1K2:能正确应用湿敏电阻M1K3:能分析环境湿度检测电路的结构，描述其原理M6K4:提升质量意识，树立专业服务生产、生活的专业理想M9教学重点典型湿敏传感器的特性及原理环境湿度检测电路的工作原理教学难点环境湿度检测电路的工作原理分析教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、在线课程教学资源相关平台在线课程配套资源一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前1.预学湿敏传感器知识2.预学环境湿度检测电路原理任务驱动线上学习设计活动推送资源参与活动K1K2K3课中导入（5min）环境湿度传感电路案例案例分析设计主题组织讨论思考问题参与讨论K3论证新知（70min）1.湿度传感器概述（1）湿度的概念大气中所含的水蒸气量，有绝对湿度（kg/m3）和相对湿度（%RH）两种表示法（2）湿度传感器功能通过器件材料的物理或化学性质变化，将湿度转化成有用信号（3）湿敏元件类型水分子亲和型：利用水分子附着或浸入某些物质后电阻率或介电常数等发生变化检测湿度非水分子亲和型：利用与水分子接触产生的物理效应检测湿度2.典型湿度传感器（1）氯化锂湿敏电阻吸湿性盐类潮解，离子电导率发生变化，湿度大Li+浓度低，电阻率高；湿度小Li+浓度高，电阻率低（2）半导体陶瓷湿敏电阻两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成的多孔陶瓷，TiO2-MgO-Cr2O3系为负湿度特性湿敏半导体陶瓷，Fe3O4为正湿度特性湿敏半导体陶瓷。（3）电容式湿敏传感器电容值随湿度变化问题牵引线上线下混合设计问题组织活动（提问、讨论等）解惑释疑反馈评价思考问题参与活动排疑解惑K13.湿敏电阻应用（1）特性要求宽温、湿范围；精度高；寿命长；互换性好；耐污染；稳定性好；响应速度快；重现性好；灵敏度高；线性好；温度系数小；工艺简单；易批量生产；转换电路简单；成本低；抗腐蚀、耐低温和高温等特性（2）使用要求①低频交流电源供电②进行温度补偿③线性化处理④采用适当的测量电路问题牵引线上线下混合设计问题组织活动（提问、讨论等）解惑释疑反馈评价思考问题参与活动K24.环境湿度监测电路分析（1）分析电路结构，填写P157表5-1（2）分析电路原理，回答问题P157-158的问题1~问题3任务驱动问题牵引设计问题组织活动释疑解惑反馈评价回答问题参加活动排疑解惑K3巩固提升（10min）随堂测验或课后练习线上线下混合设计活动推送活动参与活动排疑解惑K1K2K3课程思政（5min）湿度监测的意义知识嵌入阐述意义启发思考提升质量意识，培养专业服务生产、生活的专业理想K4课后在线测试任务驱动设计测试推送活动线上互动完成任务线上互动K1K2K3三、教学反思1.本次课教学目标达成度：2.学生课堂学习表现情况：3.教学内容评价：4.教学方法和学习方法评价：5.教学资源使用情况：6.其他：（可续页）教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题项目5湿敏传感器应用电路设计或制作任务5.1湿敏传感器典型应用电路分析4.盆花缺水指示电路分析5.育秧棚湿度指示器电路分析授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能分析并描述盆花缺水指示电路结构及工作原理M6K2:能分析并描述育秧棚湿度指示器电路结构及工作原理M6K3:提升质量意识，树立技术打造美好生活的专业理想M9教学重点盆花缺水指示电路分析育秧棚湿度指示器电路分析教学难点盆花缺水指示电路和育秧棚湿度指示器电路工作原理分析教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、在线课程教学资源相关平台在线课程配套资源一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前1.复习湿度传感器知识2.预习盆花缺水指示电路和育秧棚湿度指示器电路任务驱动线上学习设计活动推送资源参与活动K1K2课中导入（5min）盆花缺水指示电路育秧棚湿度指示器电路问题牵引启发讨论提出问题引导讨论观察思考回答问题K1K2论证新知（70min）1.盆花缺水指示电路分析（1）分析电路结构，填写P159表5-2（2）分析电路工作原理，回答P159-160问题1~问题62.育秧棚湿度指示器电路分析（1）分析电路结构，填写P160表5-3（2）分析电路工作原理，回答P160-161问题1~问题6任务驱动问题牵引设计任务指导过程解惑释疑反馈评价实施任务排疑解惑提交任务K1K2巩固提升（10min）随堂测验或课后练习任务驱动问题牵引设计测试引导练习完成任务解决问题K1K2课程思政（5min）湿度监测的意义问题牵引启发讨论设计问题引导讨论提升质量意识，培养专业服务生产、生活的专业理想K3课后在线作业：空气质量监测电路仿真设计任务驱动设计作业推送活动线上互动完成任务线上互动K1K2三、教学反思1.本次课教学目标达成度：2.学生课堂学习表现情况：3.教学内容评价：4.教学方法和学习方法评价：5.教学资源使用情况：6.其他：（可续页）教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题项目5湿敏传感器应用电路设计或制作任务5.2育秧棚湿度指示器电路设计与制作授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能进行育秧棚湿度指示器电路仿真设计M6K2:会进行育秧棚湿度指示器电路的制作M6K3:培养规范意识、安全意识，涵养精益求精的工匠精神M9教学重点育秧棚湿度指示器电路的设计与制作教学难点育秧棚湿度指示器电路的制作教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、在线课程、仿真、实做教学资源相关平台在线课程配套资源、仿真软件、实训器材一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前进一步梳理育秧棚湿度指示器电路的结构及功能任务驱动线上学习设计活动推送资源参与活动K1K2课中导入（5min）育秧棚湿度指示器电路示范讨论演示讲解提出问题引导讨论观摩聆听思考问题参与讨论K1K2论证新知（70min）1.育秧棚湿度指示电路仿真设计（1）设计目标相对湿度低于设定值时，绿灯亮；相对湿度高于设定值时，红灯亮。（2）实施步骤S1：器件选型。湿敏电阻器用电位器替代。电压比较器用LM324替代。S2：电路连接及参数设置。电源用9V电源通过开关S控制。（3）仿真调试。调整RV2，使在RV1（模拟湿敏电阻）值适当的情况下，电压比较器反相端电位为4.5V，电路中绿灯亮，表示相对湿度正常；减小RV1阻值，模拟相对湿度增大，使红灯点亮，表示相对湿度超过设定值。二二维码：延伸阅读3任务驱动实操训练设计任务示范操作过程指导解惑释疑反馈评价实施任务排疑解惑提交任务K12.育秧棚湿度指示电路的制作（1）任务要求用面包板或万用板，制作电路；调节电位器RV，使电路在相对湿度正常时，绿色发光二极管亮；将湿敏传感元件置于较潮湿环境，使红色发光二极管发光。（2）操作准备①元件准备湿敏电阻：HR202L电压比较器：LM393开关：拨动或单刀开关其他按图5-8准备②仪器准备多功能电路板或万能板万用表直流稳压电源焊接工具及材料（限焊接制作）（3）操作步骤①选择、检测器件，填写表5-4②装接电路。③通电观察：相对湿度正常和处于湿度环境时，红、绿发光二极管的状态是否符合要求。④提交作业任务驱动实操训练设计任务示范操作过程指导解惑释疑反馈评价实施任务排疑解惑提交任务K1巩固提升（10min）作业点评示范讲解遴选作业点评推优互学互鉴优化完善K1K2K3课程思政（5min）电路设计与制作要求活动渗透评价引领阐述意义启发思考提升质量意识，涵养精益求精的工匠精神K3课后在线测试-项目5单元测试任务驱动设计试卷推送活动线上互动完成任务线上互动K1K2K3三、教学反思1.本次课教学目标达成度：2.学生课堂学习表现情况：3.教学内容评价：4.教学方法和学习方法评价：5.教学资源使用情况：6.其他：（可续页）教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题基于实验平台的湿度传感实验授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能应用NewLab传感实验平台完成湿度传感实验M6K2:培养遵守规程意识，涵养团队精神M9教学重点湿度传感实验的操作方法教学难点湿度传感实验的操作方法教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、实验设备教学资源NewLab传感实验平台一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前利用教材预学“基于实验平台的湿度传感实验”相关内容任务驱动线上线下混合学习设计活动推送活动参与活动K1课中导入（5min）湿度传感实验的任务及目的讲解示范讲解重点演示要点聆听记录观摩演示K1论证新知（70min）1.实验原理（1）HS1101湿度传感器电容式湿度传感器，电容量随所测空气湿度的增加而增大②具有全互换性、标准环境下不需校正、能在长时间饱和下快速脱湿、高可靠性、长时间稳定性、快速反应等特点③可应用于办公室、车厢内空气质量控制、家电、工业控制系统等领域（2）NEWLab湿度传感器模块①结构：湿度传感器HS1101振荡电路模块频率信号接口J4接地接口J2②工作原理：湿度变化→传感器电容量C3变化→555定时器构成的多谐振荡电路输出脉冲频率（f=1问题牵引演示讲解实物演示设计问题组织活动（提问、讨论等）观看聆听回答问题记录要点K12.实验步骤（1）实验准备。①打开实验平台软件，导入湿度传感实验的实验包。②平台通电并与电脑连接。（2）硬件装接。①在插槽上放置湿度传感实验模块。②将示波器连接到频率信号输出端口J4和接地端口J2之间；（3）启动实验。 ①调整到自动模式，通电。②启动上位机软件平台，选择湿度传感实验。③选择场景模拟实验，上位机软件测试硬件平台的湿度传感模块正常工作，并进入工作界面。④观察实验参数。示范讲解实验观察要点讲解操作演示过