2.2 传感器的应用（教学设计）通用技术苏教版2019选择性必修1

课题 2.2 传感器的应用 课时 2课时 教材版本 苏教版通用技术选择性必修1 年级 高二 教学目标 技术意识： 知道传感器的应用，并能列举出常见的传感器。 图样表达： 能识读土壤湿度测试器电子电路图。 物化能力： 通过掌握锡焊技术将电路图转化为电子作品。 教学重难点 重点：认识常见的传感器和知道它们的应用、掌握焊接技能、体验电子作品的制作过程。 难点：焊接技能的学习，万能板元器件的布局和布线。 学情分析 学生已经初步认识了基本的电子元器件，学习了多用电表的测量，理解了电子控制系统的组成，但是对传感器及其如何作为电子控制系统的信号源的理解比较笼统。另外，学生初次接触焊接技术和万能板元器件布局、布线等内容。 课前准备 教学硬件环境：多媒体教室 教学资源：PPT课件、制作土壤湿度测试器所需元器件、万能板及细导线 教学环节 教学过程 一、 知识回顾 承上启下 提问：1.电子控制系统的基本组成包括哪些部分？ 2. 传感器能将什么信号转化为什么信号？ 学生活动：回忆并思考上述问题？ 设计意图：主动激活学生已有的相关知识，为新内容的学习构建认知桥梁。 二、 探究活动 新知讲解 任务一：辨析传感器的类型 教师活动：播放红外测温仪工作原理的视频，引出温度传感器? 学生观看视频介绍后，讨论：炼钢炉中，钢水温度可达1000多摄氏度。要检测灼热的钢水温度，能否使用热敏传感器直接测量？ 教师引导：热敏电阻温度计测量的温度范围一般不超过600℃，因此不能用热敏电阻直接测量钢水温度。可用铂锗——铂热电偶，其使用温度可达1400℃，也可使用光学高温系统与标准温度相比较，测定温度。（因为任何物质都辐射出波长与其温度相对应的电磁波，当温度超过700℃时，物体将辐射可见光，用肉眼即可观察到发光。 学生活动：认识常见传感器的结构图和电路符号 引导：边播放PPT边介绍常见的传感器的基本特性，引导学生熟悉传感器。 教师活动：介绍传感器的其他种类，扩大学生的知识面 传感器类型 举例 温度传感器 热敏电阻、双金属片、热电偶 亮度传感器 光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管 气体传感器 半导体型气体传感器、固体电解质气体传感器、催化剂燃烧型气体传感器 味觉传感器 味觉电化学传感器 力传感器 金属应变片式力体传感器、压阻式力体传感器、压电式力体传感器 湿度传感器 湿敏电阻、电容式湿度传感器 磁场强度传感器 干簧管、霍尔元件 声压传感器 驻极体话筒、动圈式话筒、电容式话筒 任务二：体验传感器的应用 学生活动：你能说一说，生活中除了红外测温仪还有哪些利用红外传感器的应用吗？ 生：红外感应水龙头、测距仪、夜视仪等。 讨论：除了红外传感器，你在日常生活中还遇到过哪些传感器？ 教师引导：从学校、超市、医院等场所切入，想想日常生活中的传感器应用。 学生小结： 场所 传感器具体应用 传感器类型 学校 楼道声控灯 声敏传感器、光敏传感器 热水供应系统 热敏传感器 超市 无人收银机 红外传感器 电子条码秤 压力传感器 医院 病房环境监测 温湿度传感器等 B超检测 超声波传感器 讨论：你知道超声波传感器还有哪些应用？ 教师总结：超声波还可以用来检测障碍物，测量距离等。 马上行动：就你的经验而言，日常生活和工作中哪些重复性工作可以采用光敏传感器做帮手？ 学生思考并总结：如进入场、馆人数的统计；对生产和工作环境的安全监控和报警；对轧制钢板或纸张厚度的检验等 师：对于一些简单的重复性工作，时间一长，人们容易疲劳，甚至导致工作失误。传感器可以在减轻工作强度的同时，做出更精确、快捷的判断。那么，请问为什么传感器比人的感觉系统精确性、可靠性更好？ 总结： 1.人的感觉系统容易受到内外各种因素的影响，从而产生不稳定性。 2.同时感觉的信息也难以准确表达。 3.传感器转换的信号与它获取的信息有严格的一一对应关系。 4.传感器产品都是经过精确测试、检验和校正的。 5. 传感器测量数据重复性好。 任务三：制作土壤湿度测试器 活动准备： 材料：电阻若干，发光二极管，三极管，电解电容，开关，导线若干，电路板，3v电池盒，自制湿敏传感器，焊锡。 工具：电烙铁、烙铁架、偏口钳、尖嘴钳 师：在制作土壤湿度测试器的过程中需要焊接电路板，所以今天我们也一起来学习一下焊接中锡焊的相关知识。锡焊的基本原理是借助于助焊剂的作用，经过加热融化成液态，进入被焊金属的缝隙，在焊接物的表面，形成金属合金使两种金属体牢固地连接在一起，焊料中的锡与铜发生了化学反应，形成了金属合金。那么，同学们知道锡焊会用到哪些工具吗？ 教师活动：介绍锡焊的工具 1. 电烙铁：手工锡焊的主要工具，由发热部分、储热部分和手柄组成。分为内热式和外热式两种。电烙铁的使用有三种包括反握法（动作稳定，长时间操作不易疲劳，适用于大功率烙铁的操作）；正握法（适用于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作） ；握笔法（一般在操作台上焊印刷版等焊件时多采用握笔法）。 2. 焊锡：在焊接线路中连接电子元器件的焊料。 3. 松香：一种助焊剂，具有辅助热传导，去除氧化物，降低被焊接材质表面张力，去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积以及防止再氧化的作用。 展示焊接的步骤： 总结焊接过程的注意事项： ①准备施焊，左手拿焊锡，右手握电烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层锡； ②加热焊件，烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物，图中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热； ③加入焊锡，焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡从烙铁对面接触焊件，注意：不要把焊锡送到电烙铁头上； ④移走焊锡，当焊锡熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊锡； ⑤移走烙铁，焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45°移开烙铁。 若学生在焊接过程中出现问题，造成虚焊引导学生寻找造成该现象的原因并总结 小结：虚焊产生原因包括以下几种情况 ①焊盘设计有缺陷； ②助焊剂的还原性不良或用量不够； ③被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢； ④烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层； ⑤焊接时间太长或太短，掌握得不好； ⑥焊接中焊锡尚未凝固时，焊接元件松； ⑦元器件引脚氧化； ⑧焊锡质量差。 学生活动：根据电路图补充湿敏电阻的位置，实现土壤湿度测试器是检测土壤干湿程度的提示器，当土壤湿度较大时，发光二极管点亮；当土壤干燥时，发光二极管熄灭。 制作过程： ①根据电路原理图的要求在电路板上插放电子元器件并焊接电路。 ②将电路a和c之间连接一个湿度传感器。将湿度传感器插入土壤中后，土壤就成为a和c两端的导体。 ③向花盆浇水，使泥土较为湿润，土壤的电阻变小，三极管进入饱和导通状态，集电极电流流过发光二极管，发光二极管发光；反之，当土壤水分不足，土壤电阻很大，三极管截止，发光二极管不亮。这表明土壤湿度测试器制作成功。 注：根据电路原理图在万能板上布局时，走线尽量避免交叉，然后以元器件离电路板的高低顺序(先低后高，先近后远)，再用导线根据原理图连接元器件。 三、 课堂小结 1.常见的传感器有亮度传感器、温度传感器、湿度传感器、磁场强度传感器、声压传感器、气体传感器、力传感器和位移传感器等。 2.传感器可用于科学测量、可减轻人们工作强度、可检测那些对人体有害、人无法适应或者人无法到达的环境。 3.焊锡借助于助焊剂的作用，经过加热融化成液态，进入被焊金属的缝隙，在焊接物的表面，形成金属合金使两种金属体牢固地连接在一起。 设计意图：以思维导图的形式总结本节课的内容，能帮助学生理顺本节课的知识点。 四、 拓展延伸 观看视频：焊接的操作注意 设计意图：通过多模态教学手段强化学生关键知识的吸收与转化。 五、 课堂练习 1.下列符号中，表示气压传感器的是 （　　） 答案：B 解析：A项表示的是亮度传感器；B项表示的是气体传感器；C项表示的是温度传感器；D项表示的是湿度传感器。 2.人们设计了一个可移动晾衣架，该衣架的特点是：在有阳光的情况下可以自动将衣服移出窗台，在没有阳光的情况下自动将衣服移回阳台内。该控制系统宜采用的传感器是 （　　） A.红外传感器 B.力传感器 C.湿度传感器 D.亮度传感器 答案：D 解析：由题意可知，晾衣架是根据有无阳光进行移出移回的，宜采用的传感器应为亮度传感器。 3.小明准备利用印刷电路板制作土壤湿度测试器，并探究输入、输出之间的电位关系，下列器材中一定不需要的是 （　　） 答案：D 解析：D项为老虎钳，不需要用到。 4.在焊接过程中，要保证焊点的质量，否则可能出现虚焊、假焊等情况。如图所示的四种焊点，最规范的是 （　　） 答案：A 解析：焊点要求电气接触良好、机械结合牢固和美观。正确的焊点：光洁的圆锥体形，大小适中。 5.图示为锡焊的五个步骤，正确的顺序为（　　） A.a、b、c、d、e　 B.a、c、b、d、e　 C.d、c、a、b、e　 D.e、d、a、b、c 答案：D 解析：电烙铁的焊接步骤分为：准备施焊、加热焊件、送入焊丝、移开焊丝、移开烙铁。 板书设计 教学反思 1.部分学生未规范使用电烙铁，在焊接过程必须提醒学生注意操作安全。 2.在焊接过程中应及时指导，避免学生在焊接中发生连锁问题。 3.传感器应用选取的素材贴近生活，更有利于学生的知识理解。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $$