53利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置教學(xué)設(shè)計(jì)-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境2:探究干簧管、繼電器的工作原理及功能需求。創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境3:拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。體驗(yàn)、觀察、思考、建構(gòu)、討論觀察、思考、建構(gòu)、討論引導(dǎo)學(xué)生對比分析創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境2:探究干簧管、繼電器的工作原理及功能需求。創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境3:拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。體驗(yàn)、觀察、思考、建構(gòu)、討論觀察、思考、建構(gòu)、討論引導(dǎo)學(xué)生對比分析預(yù)判不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。注生活中傳感器的應(yīng)用實(shí)例。據(jù)實(shí)際需要選擇合適的元件，利用傳感器制作控制裝置。通過拓展探究，體會(huì)傳感器在物理學(xué)中的重要地位。解門窗防盜裝置實(shí)驗(yàn)電路圖及工作原理。1.通過掌握干簧管和繼電器的工作原理，理解門窗防盜裝置實(shí)驗(yàn)電路圖及工作原理。2.通過對門窗防盜裝置的實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)際動(dòng)手能力的同時(shí)學(xué)會(huì)自己分析問題、解決問題，培養(yǎng)探究科學(xué)問題的興趣。3.通過制作自動(dòng)控制裝置，初步養(yǎng)成針對學(xué)習(xí)和生活中的問題，設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐的意識(shí)和習(xí)慣。（一）教學(xué)評一體化流程創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境1:生活中接觸過哪些自動(dòng)控制設(shè)備。體驗(yàn)、思考、討論學(xué)生關(guān)注生活中的“教—學(xué)—評”一體（二）評價(jià)目標(biāo)1.通過情境設(shè)問，診斷并發(fā)展學(xué)生對已學(xué)傳感器的工作原理和應(yīng)用的認(rèn)識(shí)水平。2.通過對門窗防盜裝置的實(shí)驗(yàn)操作，診斷并發(fā)展學(xué)生設(shè)計(jì)模擬和動(dòng)手實(shí)踐的能力水平。3.通過制作自動(dòng)控制裝置的具體問題解決，診斷并發(fā)展學(xué)生對自動(dòng)控制電路從定性到定量的認(rèn)知發(fā)展水平。（三）評價(jià)原則——強(qiáng)調(diào)發(fā)展與強(qiáng)調(diào)獲得功能相比，學(xué)科課程的價(jià)值取向是診斷學(xué)習(xí)問題，促進(jìn)學(xué)生成長，更關(guān)注的是學(xué)生的發(fā)展。學(xué)生能力的發(fā)展具有漸進(jìn)性與反復(fù)性，應(yīng)以發(fā)展變化的觀點(diǎn)進(jìn)行評價(jià)，促使教學(xué)評價(jià)發(fā)揮其應(yīng)有的可行性。1.自評、組評、師評相結(jié)合2.階段性評價(jià)與總結(jié)性評價(jià)結(jié)合3.定性評價(jià)與定量評價(jià)項(xiàng)結(jié)合（一）課時(shí)框架（二）學(xué)與教活動(dòng)設(shè)計(jì)【學(xué)習(xí)任務(wù)1】回顧第1、2節(jié)知識(shí)內(nèi)容。【評價(jià)任務(wù)1】診斷并發(fā)展學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)分類總結(jié)的能力。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[情景設(shè)問]回顧上節(jié)課具體學(xué)習(xí)的哪些傳感器？[情景素材+問題探究]回顧傳感器的工作原理和應(yīng)用。光感傳感器[提出問題]生活中大家接觸過哪些自動(dòng)控制設(shè)[交流討論]根據(jù)課前準(zhǔn)備和生活經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)日常生活中常見的自動(dòng)控制裝置。引發(fā)問題探究定位知識(shí)范圍融入課堂情景。【教師評價(jià)1】學(xué)生從情境素材切入，關(guān)注生活中的物理，理解物理原理在傳感技術(shù)中的應(yīng)用。2.探究活動(dòng)一：干簧管的工作原理?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)2】掌握干簧管在自動(dòng)控制電路中的作用，總結(jié)干簧管的工作原理?！驹u價(jià)任務(wù)2】診斷并發(fā)展學(xué)生對傳感器元件的理解和應(yīng)用。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[情景設(shè)問]門窗防盜報(bào)警裝置目標(biāo)效果是什么呢？[觀察+小組討論]1.觀看實(shí)際生活中的防報(bào)警器報(bào)警現(xiàn)象。2.討論總結(jié)：門打開，報(bào)警電路工作。通過問題情境，設(shè)置學(xué)生學(xué)習(xí)疑問點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生展開思考。[提出問題]以上報(bào)警電路是哪兩種或多種物理量關(guān)聯(lián)在一起？引入干簧管；探究干簧管的工作原[交流思辨]得出兩種物理量關(guān)系：門的開關(guān)電路開關(guān)狀態(tài)電路[觀察總結(jié)]干簧管起到控制開關(guān)的元件。引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)際中非電學(xué)量與電學(xué)量的相互轉(zhuǎn)化。理[演示實(shí)驗(yàn)]學(xué)生配合演示實(shí)驗(yàn)[配合實(shí)驗(yàn)+描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]連接電路，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，燈連接電路，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，燈泡亮;當(dāng)磁鐵離開干簧管時(shí)，燈泡不亮亮引導(dǎo)學(xué)生對比分析預(yù)判不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)【學(xué)生自評+互評2】積極思考，認(rèn)真參與，初步建立非電學(xué)量轉(zhuǎn)換位電學(xué)量的規(guī)律，掌握干簧管的工作原理和作用?！窘處熢u價(jià)2】學(xué)生從問題入手，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)歸納傳感器元件在自動(dòng)控制電路中的作用。3.探究活動(dòng)二：繼電器的工作原理?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)3】掌握繼電器在自動(dòng)控制電路中的作用，總結(jié)繼電器的工作原理?！驹u價(jià)任務(wù)3】診斷并發(fā)展學(xué)生對傳感器元件的理解和應(yīng)用。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[提出問題]門的開關(guān)狀態(tài)電路轉(zhuǎn)換如何實(shí)現(xiàn)？[觀察+小組討論]門關(guān)上，防盜報(bào)警電路斷開；門打開防盜報(bào)警電路導(dǎo)通并報(bào)警。通過問題情境，設(shè)置學(xué)生學(xué)習(xí)疑問點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生展開思考。[問題探究]引入新元件—繼電器。講解繼電器的工作原理構(gòu)造：工作原理示意圖：[情景設(shè)問]【猜一猜】會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？繼電器的作用？[觀察+總結(jié)]與常閉相連的燈泡常亮；與常開相連的燈泡不亮，只有彈片與動(dòng)觸點(diǎn)接觸時(shí)才亮總結(jié)：繼電器能起到單刀雙擲開關(guān)的作用。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和總結(jié)能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和信息化素養(yǎng)?！緦W(xué)生自評+互評3】積極思考，認(rèn)真觀察，初步建立非電學(xué)量轉(zhuǎn)換位電學(xué)量的規(guī)律，掌握干繼電器的工作原理和作用?！窘處熢u價(jià)3】學(xué)生從問題入手，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)歸納傳感器元件在自動(dòng)控制電路中的作用。4.利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)4】功能預(yù)判，設(shè)計(jì)電路，模擬檢測，實(shí)際鏈接，利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制電路。【評價(jià)任務(wù)4】診斷并發(fā)展學(xué)生對運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，診斷并發(fā)展學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，自主探究的能力。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[重難詮釋]功能需求與可實(shí)現(xiàn)元件對應(yīng)。[設(shè)計(jì)電路]根據(jù)已學(xué)知識(shí)和提供的元件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，繪制實(shí)驗(yàn)電路圖引導(dǎo)學(xué)生帶有思考和解決辦法展開探究。[問題探究]引導(dǎo)學(xué)生用“電路模擬軟件”模擬調(diào)試自動(dòng)電路。[模擬檢測]在電路模擬軟件上試驗(yàn)，并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。調(diào)試出各元件正常工作時(shí)的基本量。學(xué)生利用仿真模擬。調(diào)節(jié)出能在電路中正常工作的適當(dāng)值。激發(fā)學(xué)生好奇心和增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。[展示成果][動(dòng)手實(shí)踐]根據(jù)提供的元件，用電風(fēng)扇代替燈泡，增強(qiáng)視覺效果，鏈接電路。[實(shí)驗(yàn)成果]利用“電路模擬”軟件，驗(yàn)證電路的可行性，及時(shí)反應(yīng)和調(diào)整操作方【學(xué)生自評4】能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì)，通過定性分析，定量計(jì)算驗(yàn)證猜想的正確性，認(rèn)識(shí)大膽猜想與嚴(yán)格求證的重要性?！緦W(xué)生互評4】認(rèn)真思考，主動(dòng)參與討論，提供正確思路，協(xié)同團(tuán)隊(duì)能探討出問題解決的方法，及時(shí)反映，調(diào)整操作方案。【教師評價(jià)4】通過實(shí)際需要，啟發(fā)學(xué)生興趣與想象力，學(xué)生能通過定性分析到定量計(jì)算，及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)，發(fā)展了學(xué)生邏輯推理和解決問題的能力。5.拓展實(shí)驗(yàn)：優(yōu)化自動(dòng)控制裝置?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)5】根據(jù)實(shí)際需求，更改優(yōu)化電路，從功能預(yù)判到實(shí)際鏈接，利用傳感器制作符合實(shí)際生活的簡單自動(dòng)控制電路?！驹u價(jià)任務(wù)5】診斷并發(fā)展學(xué)生對運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，診斷并發(fā)展學(xué)生自主探究，勇于創(chuàng)新的能力。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[情景探究]目標(biāo)效果：蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)時(shí),能自動(dòng)打通報(bào)警。磁控報(bào)警模塊，正常工作電壓3.7V。[引發(fā)深思]6V怎么轉(zhuǎn)變?yōu)?.7V？[交流思辨]猜想：需要使用降壓變壓器。引導(dǎo)學(xué)生深入思考，主動(dòng)尋求解決辦法，展開探究。[問題探究]提供報(bào)警裝置，講解工作原理實(shí)時(shí)展示學(xué)生的生成性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。繼續(xù)回顧實(shí)驗(yàn)演示，進(jìn)行對比分析。[鏈接檢測]鏈接電路：【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】上收到了報(bào)警器的報(bào)警。鏈接成功！通過拓展探究，體會(huì)傳感器在物理學(xué)中的重要地位。培養(yǎng)學(xué)生的信息應(yīng)用能力?！窘處熢u價(jià)5】通過實(shí)際需要，啟發(fā)學(xué)生興趣與想象力，學(xué)生能主動(dòng)參與更改設(shè)計(jì)電路，及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)，發(fā)展了學(xué)生科學(xué)思維能力，邏輯推理和解決問題的能力。6.學(xué)以致用，課堂練習(xí)。【學(xué)習(xí)任務(wù)6】建立對實(shí)際生活和試題情景涉及傳感器工作原理題型的科學(xué)分析思維，提高學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，和應(yīng)試水平?！驹u價(jià)任務(wù)6】診斷并發(fā)展學(xué)生對運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，診斷并發(fā)展學(xué)生科學(xué)的物理思維。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[學(xué)以致用]【例1】如圖是街道路燈自動(dòng)控制設(shè)計(jì)電路圖，利用照明電源為路燈供電，光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻的阻值隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)而減小.(1)光敏電阻能夠?qū)?填字母)[交流思辨]討論1：光敏電阻的特性，以及光控控制電路的工作原理。A.光信號轉(zhuǎn)化為電信號B.電信號轉(zhuǎn)化為光信號(2)為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效【例2】圖為電熨斗構(gòu)造的示意圖，其中溫度敏感元件是雙金屬片，在溫度升高時(shí)上層金屬的膨脹大于下層金屬，可造成雙金屬片的形變。觀察電熨斗的構(gòu)造，并回答下列問題：(1)常溫下，電熨斗的上下觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過高時(shí)雙金屬片將怎樣起作用？(2)熨燙棉麻衣物需要設(shè)定較高的溫度，熨燙絲綢衣物需要設(shè)定較低的溫度，這是如何利用調(diào)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的？討論2：認(rèn)真讀題，理解題意，明白電熨斗的工作原理。引導(dǎo)學(xué)生深入思考，主動(dòng)尋求解決辦法，展開探究?！窘處熢u價(jià)6】通過學(xué)以致用的習(xí)題練習(xí)，學(xué)生能通過定性分析，掌握涉及傳感器情景題型的解題思路和方法，發(fā)展了學(xué)生邏輯推理和解決問題的能力。本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)特色：1.積極利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（同屏功能、視頻展臺(tái)、電路模擬APP）融入課堂，及時(shí)反饋學(xué)生