《傳感器》的教學(xué)與教具制作實例

趙曉玲

【摘 要】人教版高中物理選修3—2中《傳感器》一章的教學(xué)具有內(nèi)容新、應(yīng)用性強、與科技聯(lián)系密切等特點。為達到讓學(xué)生初步形成傳感器的概念、認(rèn)識其工作原理的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)應(yīng)突出理論聯(lián)系實際，采用演示、討論、觀察、動手等多種方法開展課堂。以幾個具體的事例作為突破口，自制“感應(yīng)路燈”和“磁力魔盒”兩種教具，創(chuàng)新性地解決了學(xué)生“上手難”的現(xiàn)實問題，實現(xiàn)具體實例與抽象的物理原理的融合，讓學(xué)生深刻直觀地理解傳感器的原理和作用。

【關(guān)鍵詞】傳感器；自制教具；創(chuàng)新

《課程標(biāo)準(zhǔn)》將“傳感器”列為選修3—2模塊的二級主題，集中體現(xiàn)了對科學(xué)技術(shù)與社會相互關(guān)系的關(guān)注。一方面因其內(nèi)容具有時代氣息，生活中手機、家用電器等科技中處處都有“傳感器”的身影，我們有必要讓學(xué)生了解和認(rèn)識它。另一方面：這種技術(shù)產(chǎn)品是基于許多的物理原理而設(shè)計的，所以以物理教材作為窗口，深入體會物理與生活的緊密聯(lián)系。高中學(xué)生雖然具有很強的解題能力和對一般物理實驗的調(diào)試能力，但對于首次接觸的電子電路，學(xué)生往往會感覺晦澀難懂、望而卻步。應(yīng)對挑戰(zhàn)，教師應(yīng)不提高自己的教具制作水平，找到一兩個具體的例子為突破口，來成功地擔(dān)起這章的教學(xué)任務(wù)。

一、教學(xué)特點與方法

這章的教學(xué)目標(biāo)是：初步形成傳感器的概念、了解其工作原理和應(yīng)用、感受在信息科技中的作用和意義。初次接觸電子電路知識，教學(xué)中先要解決一個“怕”字，教師自己要學(xué)習(xí)制作電子電路的技能，認(rèn)識最基本的電子電路圖和實物器件，動手組裝和調(diào)試。另外要引導(dǎo)學(xué)生多觀察、多思考、多動手，達到走進傳感器世界的目的。

教學(xué)中要突出理論聯(lián)系實際的思想。如何把實際問題抽象為物理問題是學(xué)生所缺乏的能力，教師可以通多多媒體、實驗演示、講解、學(xué)生討論、閱讀、動手能多方面來解決。尤其是創(chuàng)新的自制教具會起到出奇制勝的效果。

二、教具制作

以兩種傳感器光敏電阻、干簧管為核心分別搭建了兩個電路：“感應(yīng)路燈”和“磁力魔盒”，用以作為形象直觀的課堂導(dǎo)入而用，激發(fā)學(xué)生的興趣，使之深刻感受傳感器的作用和意義。

1.感應(yīng)路燈制作

取一塊實驗板，將電池盒用膠粘在其一側(cè)固定，按圖2原理所示依次把光敏電阻模塊、限流電阻、發(fā)光二極管用導(dǎo)線連接起來，裝入3節(jié)干電池。實物圖如圖1，該裝置可以模擬馬路上的路燈，當(dāng)外界有光照時，LED燈是熄滅的；當(dāng)外界變暗時，LED就會自動點亮。

光電模塊有三個管腳、給Vcc管腳4-6V直流供電、該模塊上搭載集成斯密特觸發(fā)器，使Do管腳輸出數(shù)字信號，當(dāng)光敏電阻接受到一定的光照強度時，觸發(fā)Do輸出高電平，LED燈兩端無電壓降，表現(xiàn)為熄滅；當(dāng)光敏電阻接受到的光照強度小于某一閾值時，觸發(fā)Do管腳輸出低電平，LED兩端形成電壓降而點亮。

2.磁力魔盒制作

按圖4把電源、干簧管模塊的對應(yīng)管腳、匹配電阻、LED燈連接來，接頭處焊接好，將回路安裝在封閉的盒子內(nèi)，在盒子的一邊開兩個小口，用兩個LED從小孔伸出當(dāng)成小丑的兩個眼睛。實物圖如圖3所示，在自制的尖帽下面隱藏著一塊磁鐵，當(dāng)小丑戴上帽子時，干簧管被磁化而導(dǎo)通，眼睛就變亮了。裝置集趣味性、創(chuàng)新性、科學(xué)性為一體，取材簡單。

通過以上兩種傳感器的制作和與學(xué)生的互動，可以讓學(xué)生生動地體會什么是傳感器、傳感器有何應(yīng)用，并在互動、觀察、討論、動手中走進傳感器的世界，感受其在信息社會的作用和意義。