《傳感器》的教學與教具制作實例

趙曉玲

【摘 要】人教版高中物理選修3—2中《傳感器》一章的教學具有內容新、應用性強、與科技聯系密切等特點。為達到讓學生初步形成傳感器的概念、認識其工作原理的教學目標，教學應突出理論聯系實際，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“感應路燈”和“磁力魔盒”兩種教具，創新性地解決了學生“上手難”的現實問題，實現具體實例與抽象的物理原理的融合，讓學生深刻直觀地理解傳感器的原理和作用。

【關鍵詞】傳感器；自制教具；創新

《課程標準》將“傳感器”列為選修3—2模塊的二級主題，集中體現了對科學技術與社會相互關系的關注。一方面因其內容具有時代氣息，生活中手機、家用電器等科技中處處都有“傳感器”的身影，我們有必要讓學生了解和認識它。另一方面：這種技術產品是基于許多的物理原理而設計的，所以以物理教材作為窗口，深入體會物理與生活的緊密聯系。高中學生雖然具有很強的解題能力和對一般物理實驗的調試能力，但對于首次接觸的電子電路，學生往往會感覺晦澀難懂、望而卻步。應對挑戰，教師應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，來成功地擔起這章的教學任務。

一、教學特點與方法

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

教學中要突出理論聯系實際的思想。如何把實際問題抽象為物理問題是學生所缺乏的能力，教師可以通多多媒體、實驗演示、講解、學生討論、閱讀、動手能多方面來解決。尤其是創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：“感應路燈”和“磁力魔盒”，用以作為形象直觀的課堂導入而用，激發學生的興趣，使之深刻感受傳感器的作用和意義。

1.感應路燈制作

取一塊實驗板，將電池盒用膠粘在其一側固定，按圖2原理所示依次把光敏電阻模塊、限流電阻、發光二極管用導線連接起來，裝入3節干電池。實物圖如圖1，該裝置可以模擬馬路上的路燈，當外界有光照時，LED燈是熄滅的；當外界變暗時，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器，使Do管腳輸出數字信號，當光敏電阻接受到一定的光照強度時，觸發Do輸出高電平，LED燈兩端無電壓降，表現為熄滅；當光敏電阻接受到的光照強度小于某一閾值時，觸發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，在盒子的一邊開兩個小口，用兩個LED從小孔伸出當成小丑的兩個眼睛。實物圖如圖3所示，在自制的尖帽下面隱藏著一塊磁鐵，當小丑戴上帽子時，干簧管被磁化而導通，眼睛就變亮了。裝置集趣味性、創新性、科學性為一體，取材簡單。

通過以上兩種傳感器的制作和與學生的互動，可以讓學生生動地體會什么是傳感器、傳感器有何應用，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。