新课程标准理念指导下的传感器教学初探.doc

新课程标准理念指导下的传感器教学初探 80年代以来，国际上出现了“传感器热”，日本把传感器技术列为80年代十大技术之首，美国把传感器技术列为90年代的关键技术，我国把传感器技术列为“八五”、“九五”的重点研究项目之一。由此可见，传感器在当今科技发展中所处的重要地位。2003年3月国家教育部颁布的全日制高级中学物理课程标准（以下简称标准）紧扣时代脉搏，将传感器的教学纳入其中，并在选修的所有三个模块中都有对传感器教学的要求，反映了标准的时代性。本文将结合自己对课程标准中传感器教学的认识和理解，提供部分教学资源实例，供教师组织教学时参考。1对课程标准中传感器教学的理解11 标准中对传感器教学的要求标准强调对传感器教学应侧重从技术应用的角度展示物理，强调物理学科与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性，并使用了诸如“了解”“知道”“体会”“制作”等动词来描述对传感器教学的要求。如，在标准的内容标准部分的选修1-1模块、选修2-1模块和选修3-2模块中都有关于传感器的教学描述；另外，在附录的第一部分“物理实验专题”供选择的实验示例中也有“选用传感器制作控制电路”，可见课程标准重视传感器及其应用的教学，并重视物理与STS的联系。那么，如何理解标准中这些关于传感器的描述，从而搞好传感器及其应用的教学呢？下面，以选修32模块为例来说明对课程标准中对传感器教学要求的理解。12 对标准中传感器教学要求的理解选修3-2模块的三个二级主题中有一个是“传感器”，内容标准中要求学生“知道非电学量转换为电学量的技术意义；通过实验知道传感器的工作原理；列举传感器在生产和生活中的应用”，活动建议又一次提出“利用传感器制作简单的自控装置”。对此，笔者的理解如下：标准第一点是要求学生知道非电学量转换为电学量的技术意义。对此，学生必须首先知道什么是非电学量和电学量，然后进一步了解二者之间可以相互转换的事实，最后据此了解其在技术上的意义。如，知道温度、照度、气体浓度等为非电学量，而电流值、电压值、电阻值等属于电学量。标准的第二点要求学生通过实验知道传感器的工作原理。例如，“通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用”。此处只是指出通过实验的方法，而并未指出究竟是教师演示实验或是学生实验、是课堂实验还是课后实验活动、是否需要探究，等等，所以，教师完全可以根据学生和学校的实际情况，设计符合实际的实验方式。例如，若使用的传感器为高压传感器，为学生安全着想，教师可以采用课堂演示实验的方式；若使用的是低压传感器，就可以让学生进行分组实验。与此相对应，传感器的工作原理可以用教师传授，也可让学生自行探究。若采用教师讲授的方式，则教师应紧密联系生产生活实际介绍传感器的原理和应用，而不必深究传感器的过深理论和难懂的工艺。标准的第三点是要求学生列举传感器在生产和生活中的应用，如“了解光敏传感器及其在日常生活中的应用”。这一方面要求有条件的学校带领学生参观工厂、商场等地的传感器设备以了解各类传感器的工作原理、外型和作用等，体会传感器给生产、生活带来的各种益处。另一方面还要求学生使用多种资源去收集信息，多整理信息，最后形成书面报告在课堂上与教师和同学交流。这不但能激发学生的学习兴趣，拓展他们的视野，还能培养学生收集信息、与他人进行交流的能力。在教师进行教学评价时，可趁采取口头汇报、照片展、调查报告展等形式，多在结果交流后将调查报告、照片等书面材料装入学生的档案袋中，以便于进行过程性评价。“活动建议”提出“利用传感器制作简单的自控装置”，即教师应启发学生根据自己生活合实际需要，设计和制作自控装置，而非教师完全包办。在学生遇到困难时，教师可给予适当的引导和启发。让学生在设计和制作过程中加深对传感器原理的理解，培养动脑和动手的技能，培养学生的创新意识和实践能力，同时培养与他人合作的团队精神，最终让学生感受到成功的乐趣。2新课程标准理念指导下的传感器教与资源实例21 常见传感器的种类和用途传感器是能将所感受到的物理量（如力热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的元件。其应用十分广泛，尤其是在自动绕制和信息处理技术方面的应用。我们大家生活中常用的电视遥控接收器、电冰箱、声控电灯光控电灯、家里用的电饭锅、话筒；工业生产用的红外探测仪、自动报警器、恒温烘箱、光电计数器、涂料添加器等都用到了传感器。根据其使用的元件不同，传感器可分为电阻式传感器、电容式传感器、光电式传感器、电感式传感器、光栅式传感器、热电式传感器、红外线式传感器、光纤式传感器、超声波式传感器、激光式传感器等。但不论哪种传感器，其工作原理都大致相同。22 传感器的工作原理简述传感器的工作原理为：通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于利用的信号。如光敏电阻和气敏电阻分别对光的强度和气体浓度非常敏感，可以将感受到的光信号和气体浓度信号等