高二物理 传感器

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1、新课程标准理念指导下的传感器教学初探西南师范大学物理学系　廖正琴涪陵师范学院物理学系　陈智伯　罗中文80年代以来，国际上出现了“传感器热”，日本把传感器技术列为80年代十大技术之首，美国把传感器技术列为90年代的关键技术，我国把传感器技术列为“八五”、“九五”的重点研究项目之一。由此可见，传感器在当今科技发展中所处的重要地位。2003年3月国家教育部颁布的《全日制高级中学物理课程标准》（以下简称《标准》）紧扣时代脉搏，将传感器的教学纳入其中，并在选修的所有三个模块中都有对传感器教学的要求，反映了《标准》的时代性。本文将结合

2、自己对课程标准中传感器教学的认识和理解，提供部分教学资源实例，供教师组织教学时参考。1　对课程标准中传感器教学的理解1．1《标准》中对传感器教学的要求《标准》强调对传感器教学应侧重从技术应用的角度展示物理，强调物理学科与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性，并使用了诸如“了解”“知道”“体会”“制作”等动词来描述对传感器教学的要求。如，在《标准》的内容标准部分的选修1-1模块、选修2-1模块和选修3-2模块中都有关于传感器的教学描述；另外，在附录的第一部分“物理实验专题”供选择的实验示例中也有“选用传感器制作控制电路

3、”，可见课程标准重视传感器及其应用的教学，并重视物理与STS的联系。那么，如何理解《标准》中这些关于传感器的描述，从而搞好传感器及其应用的教学呢？下面，以选修3－2模块为例来说明对课程标准中对传感器教学要求的理解。1．2对《标准》中传感器教学要求的理解选修3-2模块的三个二级主题中有一个是“传感器”，内容标准中要求学生“知道非电学量转换为电学量的技术意义；通过实验知道传感器的工作原理；列举传感器在生产和生活中的应用”，活动建议又一次提出“利用传感器制作简单的自控装置”。对此，笔者的理解如下：标准第一点是要求学生知道非电学量

4、转换为电学量的技术意义。对此，学生必须首先知道什么是非电学量和电学量，然后进一步了解二者之间可以相互转换的事实，最后据此了解其在技术上的意义。如，知道温度、照度、气体浓度等为非电学量，而电流值、电压值、电阻值等属于电学量。标准的第二点要求学生通过实验知道传感器的工作原理。例如，“通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用”。此处只是指出通过实验的方法，而并未指出究竟是教师演示实验或是学生实验、是课堂实验还是课后实验活动、是否需要探究，等等，所以，教师完全可以根据学生和学校的实际情况，设计符合实际的实验方式。例如，若

5、使用的传感器为高压传感器，为学生安全着想，教师可以采用课堂演示实验的方式；若使用的是低压传感器，就可以让学生进行分组实验。与此相对应，传感器的工作原理可以用教师传授，也可让学生自行探究。若采用教师讲授的方式，则教师应紧密联系生产生活实际介绍传感器的原理和应用，而不必深究传感器的过深理论和难懂的工艺。标准的第三点是要求学生列举传感器在生产和生活中的应用，如“了解光敏传感器及其在日常生活中的应用”。这一方面要求有条件的学校带领学生参观工厂、商场等地的传感器设备以了解各类传感器的工作原理、外型和作用等，体会传感器给生产、生活带来

6、的各种益处。另一方面还要求学生使用多种资源去收集信息，多整理信息，最后形成书面报告在课堂上与教师和同学交流。这不但能激发学生的学习兴趣，拓展他们的视野，还能培养学生收集信息、与他人进行交流的能力。在教师进行教学评价时，可趁采取口头汇报、照片展、调查报告展等形式，多在结果交流后将调查报告、照片等书面材料装入学生的档案袋中，以便于进行过程性评价。“活动建议”提出“利用传感器制作简单的自控装置”，即教师应启发学生根据自己生活合实际需要，设计和制作自控装置，而非教师完全包办。在学生遇到困难时，教师可给予适当的引导和启发。让学生在设

7、计和制作过程中加深对传感器原理的理解，培养动脑和动手的技能，培养学生的创新意识和实践能力，同时培养与他人合作的团队精神，最终让学生感受到成功的乐趣。2　新课程标准理念指导下的传感器教与资源实例2．1常见传感器的种类和用途传感器是能将所感受到的物理量（如力热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的元件。其应用十分广泛，尤其是在自动绕制和信息处理技术方面的应用。我们大家生活中常用的电视遥控接收器、电冰箱、声控电灯光控电灯、家里用的电饭锅、话筒；工业生产用的红外探测仪、自动报警器、恒温烘箱、光电计数器、涂料添加器等都用到

8、了传感器。根据其使用的元件不同，传感器可分为电阻式传感器、电容式传感器、光电式传感器、电感式传感器、光栅式传感器、热电式传感器、红外线式传感器、光纤式传感器、超声波式传感器、激光式传感器等。但不论哪种传感器，其工作原理都大致相同。2．2传感器的工作原理简述传感器的工作原理为：通过对某一物理量敏感的元件将