《温度传感器的原理及应用》教学设计--(华南师范大学-吕旭鹏).doc

全国首届大学生中学物理教学技能大赛参赛教案全国首届大学生中学物理教学技能大赛参 赛 教 案 教 材：粤教版物理高中选修3-2 授课对象：高中二年级 参赛选手：吕旭鹏 选手单位：华南师范大学 选手专业：物理学 2009年08月烟台温度传感器的原理及应用教案【参赛课题】 温度传感器的原理及应用【教学时间】 45分钟【教学对象】 高中二年级【使用教材】 粤教版高中物理（选修3-2）第三章第二节【教学内容分析】1.教材的地位与作用 本节课主要内容是通过探究热敏电阻的特性，进而了解温度传感器的工作原理及其应用。由于温度传感器在生活、生产等领域被广泛使用，了解其工作原理对培养学生在生活中运用物理知识具有一定的作用。2.课程标准对本节课的要求 通过实验，认识与知道温度传感器将温度信号转变为电信号的作用。3.教材内容安排 通过认识温度传感器在生活中的广泛运用，导出其原理实质是利用了热敏电阻的特性。再结合探究的设计安排，配以多媒体的展示，得出热敏电阻的特性；并利用课堂学生动手制作温度报警器，辅以教师引导，进而认识温度传感器的原理，提高学生的理性认识。4.教材特点 粤教版教材选取热敏电阻在传感器中的应用，让学生认识温度传感器的工作原理。粤教教材在内容编写上有如下两个特点：第一，突出温度传感器在生活中的应用，重视STS教育；第二，注重实验教学，引导学生探究。5.对教材的处理 粤教版教材把传感器的原理和其应用各分为两节课进行编排。学生在学习完传感器原理后无法通过了解传感器的应用来加深对传感器的认识。因此对两节课进行整合，并为了体现传感器技术的发展和应用，依据原有教材内容，重新设计成两节课温度传感器的原理及应用和光电传感器的原理及应用。本节课教授的是温度传感器的原理及应用。【学生情况分析】1.学生的心理特点：高中二年级的学生归因兴趣以及概括认识兴趣较强，乐于探索物理世界的奥秘。2.学生的知识基础：学生在上一节课已经学习了传感器的定义以及传感器的简单分类，并掌握了电学电路的基本知识。3.学生学习认识的困难：因为不容易了解“热敏电阻特性”，于是对理解温度传感器工作原理的学习就有一些困难。【教学目标】1.知识与技能（1）认识热敏电阻的特性，知道温度传感器的工作原理和应用；（2）了解什么是温度传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义。 2.过程与方法（1）通过对实验的观察、思考和探究，在了解热敏电阻特性的同时，经历科学探究过程，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力；（2）利用课堂制作温度报警器的动手活动，使学生在培养动手能力的同时认识温度传感器的工作原理将温度信号转变成电信号。3.情感态度与价值观（1）体会传感器在生活、生产、科技各领域的应用，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强STS教育；（2）通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。【教学重点】 探究热敏电阻的特性【教学难点】 认识温度传感器的工作原理【教学策略设计】1.教学组织形式结合课程标准以及本节课的设计特点，在实验室开展教学，并其中始终以探究设计贯穿始末。凸显“教师主导，学生主体”的教学组织形式。2.教学方法（1）实验法让学生在教师的指导下，自己探究，亲身经历科学探究的几个环节，动手与动脑相结合，从而总结归纳出热敏电阻的特性。在整个过程渗透物理学研究方法、科学思维方法和协作精神、探索精神等情感态度价值观教育（2）讲授法通过老师形象生动的讲解，配以演示实验、现代教学多媒体DIS信息技术和学生现场动手小制作温度报警器，启发学生思维，使学生的感性认识上升到理性认识从认识热敏电阻的特性到理解温度传感器的工作原理。在讲授知识的同时引导学生学会分析、归纳、总结规律。3.学法指导让学生领会物理学的学习方法，领会怎样进行实验设计，器材选用，实际操作，数据分析及得出实验结论、总结热敏电阻的特性。着实让学生体验探究的几个环节。同时要让学生知道，物理规律必须经过实验的检验，不能任意外推，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯。并通过配以教师的讲解引导，让学生课堂自己设计电路、实物连接。在亲身参与的活动下认识温度传感器的工作原理。藉此培养动手实践能力。4.教学媒体设计利用辅助教学实物、生活用品提高学生参与课堂学习的兴趣，激发探索欲望。通过CAI多媒体课件对实验过程的展现，让学生从现实的感性材料上升到理性的思维印象。结合数据采集卡与计算机辅助，让温度传感器的实验现象通过计算机在屏幕上形象展现，使物理现象更加形象直观，既增大教学容量，又提高教学效率。【教学用具】多媒体课件、实验杯、电子万用表、热敏电阻、若干导线、冷热水、数据采集器、电磁继电器、灯泡、电池、开关。【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图教学用时【导入新课】联系日常生活中的应用，结合电子体温测量仪的现场演示，引发学生兴趣。并且结合生活中的家用电器例子，引出本节课的教学内容温度传感器。介绍甲型流感的漫延情况问：流感的初期病征是发烧。我这里有一支电子体温仪，有那个同学想体验一下，测量自己的体温？结合家用电器的应用，启发学生产生认识温度传感器的愿望。 参与活动体验调动学习兴趣。在教师引导下进行思考。用生活中的例子进行导入，从生活中走向物理，引发学生学习的兴趣！并通过凸显温度传感器的在生活中的广泛应用。5分钟【规律探究】 提出本节课要探究的问题引导：在上一节课的学习中已经了解到一个传感器的核心是转换元件，温度传感器的转换元件就是热敏电阻。今天我们就从热敏电阻的特性入手，研究温度传感器的工作原理。思考经历探究过程。约用时11到14分钟1.猜想通过教师自制的热敏电阻的电路图，对比不同操作前后的灯泡的明暗。让学生观察现象，提出猜想热敏电阻的阻值随温度的变化而变化。引导思考的思路：1.一开始，闭合电路后灯泡亮没？2.当给电阻加热时，灯泡的变化是怎样的？3.根据已学的知识，想一想在闭合回路中要灯泡发亮需要什么条件？观察思考回答根据实验现象,分析原因，引起学生的探究欲望。激发学生动脑思考提出相关猜想。2.分组实验通过老师已经为学生准备好的器材，用语言引导学生通过改变水的温度，记录数据。通过分析实验数据，引导学生得出结论。1.引导学生动手动脑进行实验。2.在学生实验过程中给予有效的引导，让学生能够顺利完成实验。3.让学生自己描述实验现象。并且与大家分享自己的数据。思考猜想回答进行实验，观察实验现象，交流、讨论，尝试解释实验现象。 让学生自己开口说出实验现象，培养学生的表达能力。培养学生的参与意识。3.分析归纳过多媒体课件图示，分析实验现象产生的原因。结合分组实验，用多媒体课件演示，提高学生的感性认识。教师引导，讲解归纳：随着我们逐渐的通过改变水的温度，观察电阻的不同变化，进而归纳出热敏电阻的特性通过观察教师的课件演示，结合自己动手探究的结果，归纳出热敏电阻的特性阻值随着温度的变化而变化。让学生在老师的引导下，结合图示，动脑思考实验现象产生的原因，从而得出结论。利用多媒体课件图示解释实验现象产生的原因，将抽象的物理情境清晰地展现出来，提高学生的感性认识，并且有利于将感性认识上升为理性认识。【动手制作】提出制作温度报警器的要求。既然我们现在认识了热敏电阻的特性，那同学们看能不能利用其特性制作一个简易的温度报警器。思考认识温度传感器的工作原理。约用时15到18分钟1.讲解制作思路介绍提供的制作器材。通过讲解电磁继电器，引出设计思路。2.学生设计电路 通过之前的教师引导，让学生自己设计电路，并进行实物连接。引导：简单回顾继电器的原理，指出只要控制电路的电流够强就可以把衔铁吸下来，接通报警电路，触发灯泡发亮。利用之前分析的结果，让学生动手自己设计电路图，并进行实物连接。最后现场展示成果。观察，回答思考动手制作，连接电路。与其他同学交流。发挥教师课堂的主导地位，启发学生更快的抓住思考的重点。对刚学的知识进一步巩固与提高。通过亲身体验电路的设计与连接，不仅丰富的课堂活动，同时也培养学生的动手实践能力。3.教师阐述原理 利用学生动手成果， 运用教师语言让学生明白温度传感器的原理阐述原理;温度传感器就是利用热敏电阻的特性，通过一个转换电路，将温度信号转变为电信号。观察笔记及时归纳，使学生对所连接电路的感性认识上升到理性认识。【应用扩展】联系事实，提出温度传感器在我们的生活，生产安全，物理研究中的应用。介绍温度传感器的应用，如自动灭火器的应用，温度传感器在中学实验教学的应用。重点介绍“温度传感器和数据采集器结合使用”，指出其优点，现场演示，激发学生兴趣，加深知识印象总结回答听讲做笔记通过分析应用实例，使学生感到物理有用。凸显“生活处处皆物理的思想。用时8分钟【布置作业】 布置课后作业：分析电热煮水器是如何实现水开后自动切断电源的?引导学生结合本节的教学内容，参考温度报警器的电路进行逆向思考。观察思考联系生活，让整节课的设置符合新课标提出的“生活走向物理，物理走向社会”的理念。用时3分钟【板书设计】 温度传感器的原理及应用 一、热敏电阻的特性 阻值随着温度的变化而变化 二、温度传感器 温度信号电信号三、应用 附录一： 本教学设计的创新之处运用数字信息技术，辅助课堂教学DIS数字信息系统所配备的“数据采集器”，能方便地检测温度的微小变化，在屏幕上清楚地显示温度数字并也可以利用图像表示。数据采集器的使用，使学生对温度传感器的认识更为直观。先进的实验设施进入高中物理课堂，既增加了探究的科学性，又提高了效率；既增加了学生的学习乐趣，又是学生亲身经历了现代化科学探究的手段，体验科学探究的快乐。开展课堂动手实践，提高学习热情 由教师进行设计思路的引导，讲解，在由学生根据思路设计电路并利用器材实物连接，教师在其过程中充分扮演“主导”地位；引领学生从思路的建立到实物的展示，这一过程同时又体现了学生的“主体”地位。并且也通过学生的亲身参与，提高他们的学习热情贴近生活“生活走向