认识传感器刘欣昌乐二中 教学课例.docx
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认识传感器刘欣昌乐二中教学课例
教 学 设 计
课题
控制与设计主题活动—楼道灯控制电路设计
专题一认识传感器
课型
实践
教学重点
1.传感器的检测方法,数字信号中“1”和“0”的意义。
2.三种门电路的逻辑关系及其应用。
学习目标
知识:
认识常见的传感器,掌握电子控制系统的组成,能使用万用表进行电阻、电压的测量;
能力:
小组合作,探究光敏传感器的检测方法,提高简单控制电路设计能力;
情感:
快乐参与、亲身体验,领略电子世界的奥秘与神奇。
板书提纲
控制与设计主题活动—楼道灯控制电路设计
专题一认识传感器
学习目标
教学感悟
本节课遵从学生认知规律,通过师生问答,用楼道灯试验箱进行导入,呈现常见的楼道灯,贴近学生生活,激发学生兴趣。
通过探究实验让学生掌握传感器的特性及检测方法,让学生在实践中发现问题,解决问题。
同时在物理中学过万用表,却没有实践过,在这节课中亲身体验了万用表的使用。
但这节课也存在一些问题,开始预设5分钟的探究实验,但由于同学们没有接触过,实验延长了3分钟,导致最后小组方案设计环节没有进行。
导入演示放给学生体验,效果可能会更好。
教
学
过
程
设
计
一、课前准备:
实验材料、导学案、实验报告、培训、评价措施等。
1.准备实验材料:
根据本节课的需要准备相应的材料,提前装好万用表,进行测试,确保能用;凑齐10个传感器(机器人中6个(用电烙铁焊上引线)、电子组合中4个);找10个1K电阻,按在底座上,上课前每个小组的桌子上摆上一份实验报告、3根导线、1K电阻一个、光敏传感器一个、数字万用表一块。
2.编制导学案、实验报告
把自己的想法写下来,编制导学案,让导师指导、更改,根据课中的实践,编制实验报告。
注意从学生的角度去编制。
3.给学生发通知:
告诉学生调课后,上课的时间、地点,上课要带好笔。
4.培训:
到班里给小组长培训
①课堂常规:
小组长告诉本组组员起床后,迅速赶往实验室;到实验室各组按小组位置有序就座、学科班长点名、小组长对照PPT中的图片检查本组的工具和材料;做探究实验时站立,把凳子推到桌子底下;走的时候把本组卫生打扫好,凳子推到桌子底下,导学案、实验报告整理上交、工具清点好后离开。
②课堂流程:
告诉学生我们这节课学的内容,以前没有接触过,只要跟着老师的步调走就行。
③万用表的识别与使用:
学生之前没见过,当然也不会使用,告诉学生使用的注意事项。
5.评价措施:
评价由三部分组成:
马上行动(学生自学的检测)、高效PK(小
组探究实验,高效合作的体现)、展示(个人展示及质疑)。
二、导入设计:
(组织学生有序进入、考勤等同步进行)
1.组长检查工具、材料;学科班长点名。
2.导入:
师生问答、模拟楼道灯试验箱(3分钟)
师问:
首先请大家想一下,我们常见的楼道灯控制有哪几种呢?
生答:
光控、声控、开关。
。
。
。
。
。
师问:
光控、声控,那它是通过什么来实现的呢?
生答:
传感器。
师说:
对!
传感器。
我手里是一个模拟楼道灯控制试验箱。
大家看一下,这个是光敏传感器,它来实现光控,当我用手遮挡光照时,灯就亮了;这个是触摸传感器,当我触碰它时灯就亮了;这个是人体感应传感器,大家想一下,灯为什么一直亮呢?
生答:
你在那站着。
师说;对,这是一点,但最主要的原因是这个人体感应传感器非常的灵敏,它能感应到3米之内的移动的37°左右的物体。
这个是声音传感器,当我给它一个声音信号时,灯就亮。
这边是延时电路,能做延时。
这个是常见的开关。
那我们能不能设计出实际好用的楼道灯呢?
通过本次楼道灯控制电路设计主题单元活动的学习,相信大家都能设计出实际好用的楼道灯。
二、解读学习目标(1分钟)
⒈认识常见的传感器,掌握电子控制系统的组成,能使用万用表进行电阻、电压的测量;
⒉小组合作,探究光敏传感器的检测方法,提高简单控制电路设计能力;
⒊快乐参与、亲身体验,领略电子世界的奥秘与神奇。
三、让学生明确本节课任务(1分钟)
*知识素养链接*
⒈电子控制系统的组成;
⒉常见传感器的识别;
⒊明确三种基本逻辑门。
*技能素养链接*:
⒈用万用表探究光敏传感器的特性;
⒉简单楼道灯控制电路设计。
四、自我充电(8分钟)
任务:
导学案【自我充电】部分。
目标:
1.掌握电子控制系统的组成。
•2.认识常见的传感器。
•3.明确“0”、“1”的含义。
•4.完成马上行动,得出结论。
•要求:
1.独立思考,高效完成。
•2.不明确的问题用红笔标注。
•3.基础知识要强化记忆。
五、教师点拨(5分钟)
师说:
好时间到下面我们一起来看一下。
在上学期我们学过控制与系统。
什么是控制呢?
控制是根据自己的目的,通过一定的手段使事物沿着某一确定的方向发展的行为和手段。
控制技术是人们为了使事物按照所希望的方式,沿着某一确定方向发展所使用的手段和方法。
电子控制系统由输入、控制、输出三部分组成。
师提问:
谁来说一下计算机的组成,对应的输入、控制、输出是什么?
学生答;输入有键盘、鼠标;控制是主机、输出有显示器、声音、打印机。
师说:
非常好在电子控制系统中,输入一般由各种传感器组成的,下面我们来学习一下传感器的识别与检测。
师问:
人的感觉器官分别与你知道的哪些传感器相对应?
学生展示(3分钟)
给学生指出易错点:
有些同学热敏传感器对应的是手和脚,这是不全面的,应该是全部的皮肤。
那它对应的信息内容是温度,有些同学还填上了湿度,这是不对的,湿度对应的应该是湿敏传感器。
师:
我们怎样来识别传感器的好坏,怎样对它进行测量呢?
下面给大家8分钟的时间探究光敏传感器的特性。
六、探究实验(8分钟)
1.试验目的:
探究光敏传感器的电阻、电压特性。
2.实验准备:
光敏电阻一只,数字万用表一只,1K电阻一只,1.5V电池一只,开关一只。
3实验过程:
⑴用万用表测量光敏电阻的阻值。
⑵按右图连接电路。
闭合开关,在
以下不同的光照条件下,用万用表
测光敏电阻的电压。
记录数据,高效PK
•把测得的数值,写到黑板上。
•排序按照时间先后。
七、教师点拨(5分钟)
师生一起观察测得的数据得出实验结论:
电阻特性:
光敏电阻的电阻随着光照的增强而减小。
电压特性:
光敏电阻的电压随着光照的增强而减小。
解答在做实验过程中学生遇到的问题:
1.万用表为什么显示1-?
因为你选择的量程太小了,它不能识别,换大量程就可以了。
2.为什么万用表的数值一直在变?
原因:
数字万用表太灵敏、精度不高或电量不足。
3.为什么电压测出的数值是负的?
红黑表笔接反了
师说:
传感器把非电量信号转换成电量信号,在电子控制系统中对电信号的处理由电子电路来完成,电子电路处理信号的类型一般有两类:
模拟信号、数字信号。
数字电路上的二值化:
•为了方便表示和处理,数字电路上往往只用“0”和“1”两个数值.电路上用电压的低和高,开关的开和关,电路的通和断来表示.
•例如:
TTL逻辑电路规定:
输出输入电压在0~0.8伏之间为低电平.在2.4伏以上为高电平.
•“0”和“1”称为数字电路的真值或逻辑值。
•真值表:
用真值(逻辑值)表征逻辑事件输入和输出之间全部可能状态的表格。
八、完善马上行动(3分钟)
说明:
用“1”表示开关的通和灯的亮。
结论1:
关系表
结论2:
真值表
九、展示交流(2分钟)
十、方案制定(3分钟)
1.试验目的:
设计一种实用的楼道灯控制电路。
2.可选择的模块:
⑴传感器部分:
开关信号输入电路、声音信号输入电路、人体感应信号输入电路、触摸信号输入电路、光信号输入电路。
⑵门电路部分:
与门、或门、非门。
⑶延时时间电路:
对输出做延时。
⑷灯光控制输出部分:
对输入信号做响应,即灯的亮与灭。
3.功能要求:
环保性:
白天光照强的时候电路不应对触发信号做出任何反应,只有等到天黑或光照很暗的情况下才能被外来触发信号触发,体现电路的节能环保特性;
科学性:
电路必须在人发出触发信号后灯点亮,灯亮需延迟一段时间后才能关闭,使人有充分的时间通过此段通道,但延迟时间不能太长。
十一、展示(2分钟)
•用展示台展示小组方案
•用试验箱—把它想法变为现实
十二、总结(1分钟)
•通过实验我们学会了用万用表检测传感器的电阻、电压,
•认识了常见的传感器
•对01又有了新的理解
十三、整理导学案(1分钟)
整理导学案,写好小组、班级、姓名,交给小组长。
十四、组长整理好工具,同学有序离开。
十五、课后反思
1、导入时的演示,放给学生效果会更好些,同时要给学生一些指导。
2、探究实验的时间比预想的多了3分钟,原因学生没有接触过万用表,在使用中出现了一些问题,不过这样学生从中学到的东西又多了点。
3、由于时间不够,小组方案制定和展示环节没有进行,学生学到的与、或、非没有得到应用。
双边活动设计
上课前一天去胶印导学案和实验报告。
上课前一天晚上对学科班长和小组长进行培训,明确上课注意事项、万用表的基本识别和本节课任务、流程。
强调小组长检查好本组的工具和材料,学科班长查考勤。
师生互动,通过学生回答、楼道灯电路控制演示,引出本次活动。
用楼道灯试验箱进行导入,呈现常见的楼道灯,贴近学生生活,激发学生兴趣。
这三个目标要抓住本次活动的重点进行解读,避免泛泛的叙述。
我们这节课的任务是认识常见传感器,重点是传感器的检测方法,数字信号中“1”和“0”的意义。
难点是三种门电路的逻辑关系及其应用。
根据导学案自我充电部分,自主学习,完成马上行动,把不明确的问题用红笔标出来。
教师巡回查看学生自学情况。
控制的手段:
手动控制、自动控制。
控制系统的分类:
开环控制系统、闭环控制系统。
刚才我们已经认识了几种传感器,这个是气敏传感器,用来检测酒后驾驶。
让学生展示自己的答案。
老师点评。
由生活中的小常识,让学生自己总结传感器的定义,增加学生的成就感。
有些同学填了信息有些同学填了光、声、电等信号,这都是对的,但这里我们把它们统称为非电量。
强调实验注意事项,万用表表笔的接法。
怎样测光敏电阻阻值:
用手或纸片遮挡光敏电阻的受光面积(无光条件)。
查看、指导帮助学生实验,进行过程培训,指导学生进行分工,正确使用万用表。
同时对学生进行过程性的评价。
探究实验注意事项循环播放。
提醒学生,小组高效合作,把测得的数据写到黑板上,按照时间先后和实验结论的正确性,给予评价。
观察、解决学生遇到的问题。
让学生大胆说出他们在实验过程中遇到的问题。
并让其思考为什么会出现这种情况。
由电子控制系统的控制部分引出数字信号。
从数学中的函数引出什么是数字信号、什么是模拟信号。
数学、物理、电子相结合,增加学生学习兴趣。
有些非连续的信号可以二值化,用0和1来表示。
从集合的三种关系,三种基本逻辑连接词,引出与、或、非。
注:
结论1是关系表得出的,结论2是真值表得出的。
教师点拨:
关系表是开关的通、断跟灯的亮、灭的关系。
真值表是0、1的关系,且表中只有0和1。
让同学用展台展示。
根据所学的门电路设计实用的楼道灯控制电路。
利用试验箱,让学生的设计变为现实,增强学生自信心。
让学科班长总结这堂课及优秀的小组。
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