4.4 光纤传感器（教案）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

《传感器及应用》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务4.4 光纤传感器 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据教育部颁布的《中等职业学校机电技术应用专业教学指导方案》中主干课程传感器及应用的教学基本要求，并参照有关行业的职业技能鉴定规范及中级技术工人等级标准编写的中等职业教育国家规划教材。 背景分析 本书主要内容包括传感器的基本概念、参量传感器、发电传感器、其他传感器、传感器的信号处理、抗干扰技术、检测仪表概述、传感器在机电产品中的应用等。本书可作为中等职业学校机电技术应用专业教材，也可作为相关行业岗位培训教材或自学用书。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 全面贯彻素质教育思想，从社会发展对高素质劳动者和中初级专门人才需要的实际出发，注重对学生的创新精神和实践能力的培养。 熟悉和掌握光纤传感器的种类及工作原理； 理解和运用光纤传感器的原理及分类、光纤传感器的特点等内容进行掌握； 学习任务 描述 熟悉和掌握光纤传感器的种类及工作原理； 理解和运用光纤传感器的原理及分类、光纤传感器的特点等内容进行掌握。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 熟悉和掌握光纤传感器的种类及工作原理； 教学难点 理解和运用光纤传感器的原理及分类、光纤传感器的特点等内容进行掌握。 教学难点突破方法 利用现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置了两个学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级的提升，实现重难点的突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《传感器及应用》，主编：吴旗，2010年1月第2版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 问题引入：分小组总结光纤传感器的应用举例。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） [探索新知]（2分钟） 光纤传感器是近年来异军突起的一项新技术。光纤传感器具有一系列传统传感器无可比拟 的优点，如灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好、防燃防爆、适于远距离传输、便于与计算机连接以及与光纤传输系统组成遥测网等。目前已研制出测量位移、速 度、压力、液位、流量和温度等各种物理量的光纤传感器。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生根据所学知识上网查一下关于此课堂所涉及的新闻和时政等，可以用于小组间的分享。 使用学生对自己专业有个大概了解，自己再去收集相关资料拓展自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知]（14分钟） 一 、光纤的结构 光纤一般为圆柱形结构，由纤芯、包层和保护层组成。纤芯由石英玻璃或塑料拉成，位于 光纤中心，直径为5～75μm。纤芯外是包层，有一层或多层结构，总直径在100～200μm 左 右，包层材料一般为纯SiO₂ 中掺微量杂质，其折射率略低于纤芯折射率。 二 、光纤传感器的原理及分类 光纤传感器是以光学量转换为基础，以光信号为变换和传输的载体，利用光导纤维输送光 信号的一种传感器。光纤传感器主要由光源、光导纤维(简称光纤)、光检测器和附加装置等 组成。光源种类很多，常用光源有钨丝灯、激光器和发光二极管等。光纤很细，柔软，可弯 曲，是一种透明的能导光的纤维。按光纤的作用，光纤传感器可分为功能型和传光型两种。例如，将光纤置于声场中，则光纤纤芯的折射 率在声场作用下发生变化，将这种折射率的变化作为光纤中光的相位变化检测出来，就可以知 道声场的强度。功能型光纤传感器既起着传输光信号作用，又可作敏感元件，所以又称为传感 型光纤传感器。 主要讲解光纤的结构。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激