資源簡介

5.3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置 ---教學評大單元分課時教學設計
課 題 人教版(2019)高中物理·選擇性必修·第二冊 第五章 第3節 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 2.4.3 列舉傳感器在生產生活中的應用。 教材分析： 本節內容分別以光敏電阻、金屬熱電阻和熱敏電阻、電限應變片、霍爾元件等傳感器元件為代表，介紹光、熱、力、磁中常見傳感器的工作原理，并從原理和應用兩個層面認識傳感器。有關本節的幾種敏感元件的教學，建議教師不僅要引導學生認識和使用它們，更重要的是引導學分析物理量的轉換過程，培養學生基于實際情境提煉、分析各種要素和解決需求的應用實踐意和能力。可以采用演示實驗或分組實驗來認識敏感元件材料的特性。
學情分析 知識儲備：本節內容主要是引導學生根據第 1、2節的內容，學以致用，積極動手實踐。 能力基礎：教能根據實際生活中的應用場景，進行功能需求分析、電路控制分析、設計實驗電路并組裝完成。 思維能力：這對培養學生的創新能力、提升對物理學的興趣有極大的裨益!
核心素養 物理觀念∶了解門窗防盜裝置、光控電路的實驗電路圖及工作原理。 科學思維∶學會分析含有傳感器的電路，用科學的思維方式，來解決問題。 科學探究：通過對門窗防盜裝置、光控電路的實驗操作，提高實際動手能力的同時學會自己分析問題、解決問題，培養探究科學問題的興趣。 科學態度與責任∶通過學習傳感器在生產、生活中的應用，體會科學對社會發展的推動作用。
教學重難點 重點：了解門窗防盜裝置、光控電路的實驗電路圖及工作原理。 難點：通過學習門窗防盜裝置、光控電路的實驗過程及原理能夠制作簡單的自動控制裝置。
教學準備 多媒體課件
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課
傳感器是構成自動控制系統的必要環節。如果沒有傳感器對原始信息進行準確、可靠地捕捉和轉換，那么一切控制將無法實現。 引導學生回顧上一節的內容并設置疑問引出本屆內容 1.回顧上節課的主要內容； 2.思考老師提出的問題。 1.讓學生讓程復習和預習的習慣；
環節二：新課教學 活動一：門窗防盜報警裝置
實驗1 門窗防盜報警裝置 干簧管:作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在。 繼電器：作為執行裝置。 二極管：作為電路正常工作提示。 2.電路工作原理 關門時，干簧管磁化接通，指示燈亮。 開門時，干簧管斷開，指示燈滅，警報器響起。 干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用，繼電器則相當于一個自動的雙向開關。 3.實驗操作 ①連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動作。 ②確定各元件可以正常工作后，按照圖5.3-2所示連接電路。 ③接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現象。 1.介紹門窗防盜報警裝置的組成元件及作用； 通過實驗或者視頻演示； 3.根據學生的情況總結電路的工作原理；引導學生思考具體的操作； 1.觀察和閱讀教材內容； 2.根據電路圖討論電路的工作原理并分享結果； 3.思考具體的操作流程并與小組間進行分享； 讓學生養成分析問題要從本質出發； 培養學生的分析能力與合作精神；
活動二：光控開關
實驗2 光控開關 光控路燈可以根據光照的變化自動開啟或關閉。怎樣能夠在天色暗到一定程度時讓路燈自動開啟，而在天明時自動熄滅 1.實驗器材和裝置 三極管∶ 作為放大電流，以及控制電路通斷的作用 RG∶光敏電阻 二極管∶ 模仿路燈 為了能夠驅動更大功率的負載，如采用小燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟、閉另外的供電電路。 2.電路工作原理 強光→RG很小→三極管不導通→小燈泡不亮。 弱光→RG很大→三極管有大電流→小燈泡亮。 3.實驗操作 ①按照圖所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。 ②讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調節電阻R，使發光二極管LED或小燈泡L剛好不發光。 ③遮擋R，當光照減弱到某種程度時，就會看到發光二極管LED或小燈泡L發光。 ④讓光照加強，當光照強到某種程度時，則發光二極管LED或小燈泡L熄滅。 如果實驗現象不明顯，可用手電筒加強光照，或遮蓋光敏電阻，再進行觀察。 1.介紹光控開關和光控開關裝置的組成元件及作用； 2.通過實驗或者視頻演示； 3.根據學生的情況總結電路的工作原理；引導學生思考具體的操作； 1.觀察圖片和閱讀教材內容； 2.根據電路圖討論電路的工作原理并分享結果； 3.思考具體的操作流程并與小組間進行分享； 培養學生的觀察、分析和總結的能力
環節三：課堂練習
例1：電子電路中常用到一種稱為"干簧管"的元件（如圖所示），它的結構很簡單，只是玻璃管內封入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，操縱開關的是磁場這只看不見的"手"。關于干簧管，下列說法正確的是（ ） A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用 B. 干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的 C.兩個磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引 D.干簧管接入電路中相當于開關的作用 1.展示練習題，讓學生當場完成；請同學們分析； 1.分析并并作答；。 鍛煉學生的應用能力
環節四：課堂小結
學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失 培養學生梳理能力
環節五：作業設計
作業設計： 教材第107頁“練習與應用” 1—3題 指導學生完成練習，面批練習。 按要求完成練習。 鍛煉學生應用能力
主板書設計
5.3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置 1.實驗器材和裝置 2.電路工作原理 3.實驗操作
教學反思

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