2020-2021學(xué)年人教版（2019）選擇性必修第二冊5.1認(rèn)識傳感器教案重點難點教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能1、通過觀察一些現(xiàn)象和常見實例，初步認(rèn)識傳感器，感受傳感器技術(shù)在信息時代的作用與意義。2、了解傳感器的分類。3、了解傳感器的一般應(yīng)用模式。二、過程與方法1、通過實驗探究，認(rèn)識傳感器是一種能夠把諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的電信號的元件。2、通過了解生活中大量使用傳感器的實例并運用類比的方法，了解傳感器的種類，知道傳感器的分類方式。3、通過閱讀教材、探究實驗和特定推理，簡單了解傳感器的組成與應(yīng)用模式。三、情感態(tài)度與價值觀體會傳感器在生話、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域的種種益處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的知識視野，并加強物理與STS的聯(lián)系。通過動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、團隊合作精神和創(chuàng)新意識。重點難點1、了解什么是傳感器，知道把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的技術(shù)意義。（重點）2、傳感器的組成與應(yīng)用模式。（難點）教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課：【演示實驗】干簧管控制電路的通斷如圖所示，小盒子的側(cè)面露出一個小燈泡，盒外沒有開關(guān)，當(dāng)把磁鐵放到盒子上面，燈泡就會發(fā)光，把磁鐵移開，燈泡熄滅。,【教師提問】盒子里有怎樣的裝置，才能實現(xiàn)這樣的控制？【學(xué)生猜測】盒子里有彈性鐵質(zhì)開關(guān)?！編熒骄俊看蜷_盒子，用實物投影儀展示盒內(nèi)的電路圖，了解元件“干簧管”的結(jié)構(gòu)?！咎矫髟颉慨?dāng)磁體靠近干簧管時，兩個由軟磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，電路導(dǎo)通，干簧管起到了開關(guān)的作用?！窘處燑c撥】這個裝置反過來還可以讓我們通過燈泡的發(fā)光情況，感知干簧管周圍是否存在著磁場。傳感器技術(shù)是當(dāng)今世界的高新技術(shù)之一，在生活中的應(yīng)用非常廣泛，我們生活中常用的、遠(yuǎn)距離操縱電視、空調(diào)的遙控器，樓梯中控制人來就亮、人走就熄的電燈的開關(guān)，工也生產(chǎn)中所用的自動門和自動報警器，恒溫烘箱的自動控制裝置，新冠病毒肆虐世界各地時，機場、車站、港口使用的快速、準(zhǔn)確檢測體溫的額溫槍等，這些工具都離不開一個核心技容——傳感器。二、講授新課：1、傳感器【教師引導(dǎo)】傳感器可以感知外界非電量信號，并將它們轉(zhuǎn)換成電量信號，最后把電量信號傳輸給有用電路?！窘處熖釂枴繙囟葌鞲衅鞲惺艿搅藴囟?，就像人的手觸摸到了物體一樣，它就相當(dāng)于人的手；如果我們把傳感器比作人的五官，這些傳感器相當(dāng)于人的哪些感官？,【學(xué)生回答】視覺——光傳感器、聽覺——聲音傳感器、觸覺和溫覺——壓力和溫度傳感器、嗅覺——濕度、氣體傳感器、味覺——味傳感器；計算機相當(dāng)于人的大腦，執(zhí)行機構(gòu)相當(dāng)于人的肌體。【總結(jié)】在現(xiàn)代技術(shù)中，傳感器是指這樣一類器件或裝置：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。優(yōu)點：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制。【思考與討論】使用傳感器使我們的生活更加方便、安全和舒適。生活中，你還發(fā)現(xiàn)哪些地方使用了傳感器？請根據(jù)需要大膽地設(shè)想：在家里、學(xué)校和生活的社區(qū)，什么地方應(yīng)該安裝傳感器？這些傳感器起到了什么作用？【學(xué)生回答】電飯鍋、電熨斗、自動干手機、離子感煙器等。能感受到溫度、壓力、煙霧濃度等信息，并能將感受到的信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成所需形式的信號輸出，實現(xiàn)自動控制需要。2、傳感器的種類【教師提問】傳感器在現(xiàn)代工業(yè)中有著非常重要的作用。其實不止在工業(yè)中，當(dāng)世界進(jìn)入信息時代，在獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中的信息方面，傳感器是非常重要的途徑和手段。那么，傳感器有哪些種類呢？【教師引導(dǎo)】按學(xué)科分類：（1）物理傳感器：利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)制作而成，如力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等。,（2）化學(xué)傳感器：利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無機或有機化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號，如離子傳感器、氣體傳感器等。（3）生物傳感器：有的利用生物活性物質(zhì)的選擇性來識別和測定生物化學(xué)物質(zhì)，如酶傳感器、微生物傳感器、細(xì)胞傳感器等?！窘處熝a充】傳感器按測量的量分類，可分為聲、光、壓力、位移、加速度、溫度等傳感器；按工作原理分類，可分為電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式等傳感器。3、傳感器的組成與應(yīng)用模式【提出問題】請同學(xué)們閱讀課本，了解傳感器的組成以及各個組成部分的作用?！窘處熞龑?dǎo)】傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路三部分組成，有時還需外加輔助電源提供轉(zhuǎn)換能量，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)外界被測非電學(xué)量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件輸出的信號直接轉(zhuǎn)換成電信號的部分。由于傳感器輸出的電信號一般都很微弱，因此傳感器輸出的信號一般需要通過信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行放大，調(diào)制之后才能進(jìn)行顯示和參與控制。【教師提問】如何應(yīng)用從傳感器獲得的有用信號呢？【學(xué)生回答】有三種方式。第一種可以用指針式電表或數(shù)字屏等顯示測量的數(shù)據(jù)；第二種可以用來驅(qū)動繼電器或其他元件，來執(zhí)行諸如打開管道的閥門、開通或關(guān)閉電動機等動作；第三種可以由計算機對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)出更復(fù)雜的指令?！窘處熝a充】傳感器應(yīng)用的模式：被測量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路→課堂練習(xí)1、傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列對傳感器的理解正確的是(  )A.傳感器是通過感知電壓的變化來進(jìn)行信號傳遞的B.傳感器是由半導(dǎo)體材料制作而成的C.傳感器不是電視遙控接收器的主要元件D.傳感器可以將采集到的信息轉(zhuǎn)換為電學(xué)量答案：D2、,某樓梯口的電燈開關(guān)裝有傳感器，天黑時，有聲音才能發(fā)光，而白天即使有聲音，電燈也不能發(fā)光，該開關(guān)中有兩種傳感器，它們可能是()A.光敏電阻和駐極體話筒B.金屬熱電阻和光敏電阻C.熱敏電阻和霍爾元件D.熱敏電阻和光敏電阻答案：A3、測定壓力變化的電容式傳感器A，B兩極如圖所示，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容可變的電容器。可動電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容?，F(xiàn)將此電容式傳感器連接到如圖所示的電路中，當(dāng)待測壓力增大時(  )A.電容器的電容變小B.電阻R中沒有電流C.電阻R中有從a流向b的電流D.電阻R中有從b流向a的電流答案：D4、關(guān)于傳感器，下列說法正確的是(  )A.傳感器能將非電學(xué)量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量B.金屬熱電阻是一種可以將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器C.干簧管是能夠感知電場的傳感器D.熱敏電阻的阻值都是隨溫度的升高而減小答案：A5、如圖所示，電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個低電壓交流電場.在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸摸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準(zhǔn)確算出觸摸點的位置，由以上信息可知(),A.電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B.當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C.當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D.如果用帶了絕緣手套的手觸摸屏幕，照樣能在觸摸屏上進(jìn)行觸控操作答案：AB板書設(shè)計5.1認(rèn)識傳感器一、傳感器1、傳感器的定義能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等物理量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的另一個物理量(通常是電壓、電流等電學(xué)量)，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元件。2、非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的意義把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制。3、注意（1）傳感器的發(fā)展十分迅速，其品種已達(dá)數(shù)萬種，我們學(xué)習(xí)了解的只是最基本的幾種而已。（2）不能認(rèn)為傳感器輸出的一定是電信號。二、傳感器的種類分類：按學(xué)科、測量的量、工作原理分類。三、傳感器的組成與應(yīng)用模式1、組成：由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路三部分組成。2、被測量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路→教學(xué)后記,引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)多學(xué)知識進(jìn)行自主交流探究，根據(jù)學(xué)生表述，查漏補缺，并有針對性地進(jìn)行講解補充。