傳感器及其工作原理教學設計【教學目標】1.知識與技能： （1）知道什么是傳感器。（2）了解干簧管、光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻的特性及其工作原理。2.過程方法： 通過實驗，知道常見傳感器的工作原理和特性。3.情感態度與價值觀： 通過實驗激發學習的求知欲，通過采集實驗數據，用Excel描繪“電阻溫度”曲線，讓學生養成實事求是的科學精神?！驹O計思路】 1關于課題的引入，利用“人進出電梯門”和“人進出商場的自動門”這兩個生活實例，讓學生得出“自動控制”的感性認識，然后啟發學生列舉相類似的生活現象，體現物理知識源于生活，服務于生活的基本觀點。2 關于傳感器概念的建立：教材中只用了一個干簧管實驗就得出了傳感器的概念，在教學中要增加幾個實驗，從多個實驗事實中建立出傳感器的概念，這樣建立物理概念才比較科學，同時也能培養學生科學概括的能力。3 關于各傳感器特性及原理的教學：通過設計實驗，從定性和半定量的角度讓學生獲得比較清晰的認識，特別是金屬熱電阻和熱敏電阻的“電阻溫度”曲線，課本中沒有安排實驗，但在教學中我們是完全可以通過實驗得到的，所以本設計中就設計了一個探究實驗，這樣，課本中的“電阻溫度”曲線的得出就有依有據，更重要的是培養了學生的科學探究能力。4 關于本節內容要培養學生的能力主要有：理論聯系實際的能力、觀察分析能力、自主合作探究的學習能力。由于本節內容與人們的生活息息相關，要引導學生查閱資料或上網收集關于傳感器的知識?！窘虒W資源】1 教材：人民教育出版社物理3-2實驗器材：干簧管、光敏電阻、熱敏電阻（負溫度系數）、金屬熱電阻（取日光燈燈頭處的鎢絲），萬用表、磁鐵、電源、小燈泡、導線、溫度計、燒杯、鐵架臺、酒精燈等。2 課件：包含各視頻或圖片資源?！窘虒W設計】教師活動學生活動點評【導入新課】1.播放人進出電梯門和人進出商場自動門錄像.2.設問:這兩個生活現象的共同點是什么?總結:這兩個現象告訴我們，人不必直接接觸就可以實現自動控制.3.設問:你能列舉出生活中與此相類似的現象嗎?總結:遙控電視、光（聲）控燈、各種報警器、電飯煲4.設疑:想知道自動控制的道理嗎?讓我們來共同學習傳感器的知識.【引入課題】傳感器及其工作原理1.觀看并比較兩個錄像片段,從中找出它們的共同點.學生先個人獨立思考,然后小組交流.2.學生積極思考,要求每位學生至少能在生活中列舉出兩個自動控制的實例,并回答交流.從學生熟悉的生活實例導入新課，容易激發學生學習興趣，引起求知欲望。學生列舉類似實例，可以讓學生知道物理就在我們身邊?！拘抡n教學】1. 傳感器概念的建立（1）教師展示幾個傳感器的實物或圖片：(2)教師演示三個實驗，由此建立傳感器的概念。實驗一:干簧管實驗實驗二:光敏電阻實驗實驗三:熱敏電阻(負溫度系數)熱敏電阻實驗改變燒杯中水的溫度，觀察歐姆表指針的偏轉情況。設問:上面三個實驗中,每個實驗現象是什么?這些元件的有什么特性?干簧管總結:磁場電路通斷光照電阻變化光敏電阻溫度電阻變化熱敏電阻溫度非電學物理量電學物理量或電路的通斷傳感器指出：上面這些元件就是傳感器元件。設問:怎樣的元件叫做傳感器?總結:現代技術中,傳感器是指這樣的一類元件:它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學物理量，并能把它們按照一定的規律轉換為電壓、電流等電學物理量，或轉換為電路的通斷。設問：將非電學物理量轉換為電學物理量有什么技術意義呢？總結：可以很方便地測量、傳輸、處理和控制。2.常見傳感器及其工作原理（一）（1） 干簧管投影：設問： 仔細觀察干簧管，它是怎樣的結構？為什么干簧管在電路中能起到開關的作用？干簧管實際上是一種能感知什么量的傳感器？總結：傳感器的結構是在玻璃管內封入的兩個軟磁性材料制成的簧片。當磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到開關的作用。干簧管實際上是一種能感知磁場的傳感器。（2）光敏電阻投影：設問：仔細觀察光敏電阻，結合課本相關內容，請說出光敏電阻是怎樣制成的？閱讀課本“科學漫步”，請你分析半導體導電的機理是什么？（教師同時播放“金屬和半導體導電機理”課件，配合學生理解）光敏電阻在被光照射時電阻為什么會發生變化？（教師配合實驗提問）光敏電阻是將哪個非電學量轉化為哪個電學量的元件？總結：把硫化鎘等一些半導體材料涂敷在絕緣板上，在其表面上再用銀漿涂敷兩個互不相連的柵狀電極，這樣就制成了一個光敏電阻。實驗說明，光敏電阻在暗環境中電阻很大，在強光照射下電阻很小。發生這樣變化的原因在于，半導體在不同的光照下的載流子數目不同，從而使其導電性能發生變化，或者說其電阻發生了變化。光敏電阻能夠將光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量。（3）熱敏電阻和金屬熱電阻教師出示：熱敏電阻（負溫度系數）和金屬熱電阻（取日光燈兩端的鎢絲），同時說明前者材料是半導體后者是金屬。設問：當溫度發生變化時，這兩種電阻的導電性能（或電阻）將會發生怎樣的變化呢？l 實驗探究：“電阻溫度”特性圖線實驗裝置：tR l 操作要求：注意歐姆表倍率的選擇，建議熱敏電阻選“K”，金屬熱電阻選“10”。l 數據記錄：溫度熱敏電阻金屬熱電阻數據處理：用Excel處理表格中的數據，繪出電阻溫度特性圖線：R Tl 圖象分析： 當溫度升高時，這兩種電阻將發生怎樣的變化？ 如果變化相同的溫度，你會發現這兩種電阻哪個將明顯的變化？總結：實驗現象表明，但溫度升高時，金屬熱電阻的電阻變大，熱敏電阻的電阻變?。ㄐ枰驅W生說明的是，有些熱敏電阻的電阻隨溫度的變化還是存在比較復雜的關系）。并且，熱敏電阻的電阻隨溫度的變化是非常明顯的。根據這樣的特性，如果用這兩種元件做溫度傳感器，熱敏電阻具有較好的靈敏度，但其測溫范圍小，穩定性較差。設問：熱敏電阻是將怎樣的非電學物理量轉換為電學物理量的？總結：熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量。1 學生觀察教師出示的傳感器實物或圖片，認識其外形和結構。2讓學生拆開盒子，找出特殊元件干簧管。3學生思考兩個問題：萬用電表的歐姆擋的刻度盤最左和最右端是什么刻度？用簡潔的物理語言描述你所觀察到的實驗現象。4學生觀察并思考，該實驗的現象是什么？5學生對照三個演示實驗，分別說出每個實驗的現象，教師逐一板書（如左邊所示），同時組織學生將這三個實驗對比起來，最終歸納并抽象出這些元件的本質特性。6引導學生閱讀課本，并回答傳感器是怎樣的元件。7學生結合演示實驗一的現象，同時結合圖片和實物相互討論分析干簧管的工作原理。8學生結合演示實驗二的現象，同時結合圖片和實物相互討論分析光敏電阻的特性。9引導學生觀察課件，搞清金屬和半導體的導電機理。建立載流子的概念。10學生觀察并記錄不同溫度下的兩個歐姆表的讀數，并記錄在表格中。（實驗時將兩個多用電表放在實物投影儀上，學生看屏幕上多用電表指針所指的刻度）同時請三位同學到講臺前，讓一個同學觀察溫度計的示數，讓另外兩個同學各讀一個表的讀數，并且與全班同學統一好各溫度下的表的讀數）。11請一位同學將實驗數據輸入到Excel的表格中，并插入圖表，顯示出R-T圖象。12組織學生相互討論圖象給我們的信息，并能用簡潔的語言表達出來。通過實物或圖片，以增強學生的感性認識。把電路設計在暗盒里，更能激發學生的好奇心，引起學習的興趣。從這三個實驗中讓學生歸納總結得出這些元件的特性，有助于學生建立傳感器的概念，在大量實驗事實中建立物理概念，學生就不覺得概念抽象，同時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）培養學生讀書的習慣，看課本的過程實際上就是培養學生收集信息、分析信息和處理信息的過程。以“問題串”的形式培養學生科學的思維方法。給予學生探究問題的思路。用課件動畫的形式，把難以展示給學生的物理模型形象化，便于學生理解。讓幾個同學配合實驗，目的是培養學生合作的能力。讓全班同學一起讀投影上的表的讀數，目的是讓學生有一個實事求是的科學態度。將課本上給出的圖6.1-7“電阻溫度”特性圖線，通過自己設計實驗來得到，目的是培養學生科學探究的能力。用圖象反映物理規律具有形象直觀的優點?！拘抡n小結】本節課主要介紹了干簧管、光敏電阻、熱敏電阻（負溫度系數）和金屬熱電阻的原理及其特性，這類元件或者將非電學物理量轉換為電學物理量，或者實現對電路的通斷作用，在生產生活中是有著廣泛的實際技術意義的?！灸繕嗽u價】組織學生討論課件上設計的題目設計題目時布置一些要求學生上網查閱相關資料的內容?！景鍟O計】傳感器及其工作原理一、傳感器概念是指將非電學物理量轉換為電學物理量或實現電路通斷的元件。二、常見傳感器元件的工作原理或特性（一）1干簧管：感知磁場的元件，實現電路的通斷。2光敏電阻：將光學量轉換為電學量的元件。3熱敏電阻和金屬熱電阻：將熱學量轉換為電學量的元件?！窘毯蠓此肌?學生對傳感器的知識比較陌生，在教學的過程中通過實物、圖片、課件、動畫等途徑多方位增加學生的感性認識。提高學生學習興趣，增加學生求知欲。在用Excel處理實驗數據描繪RT圖線時，由于測量金屬熱電阻和熱敏電阻時所選用歐姆表的倍率不相同，在同一圖象中描繪兩個電阻的R-T圖線，如果將數據統一成同一倍率，