通用技术《认识传感器》课件及其教案
选修
选修1：电子控制技术
电子控制技术是一门运用电子电路实现信息或能量改变的技术。本模块提供了学习设计和制作电子控制系统的机会，以使学生接触和尝试解决更具有趣味、更富有价值的技术问题。
本模块由“传感器”“数字电路”“电磁继电器”和“电子控制系统及其应用”四个主题组成。前面三个主题分别阐述电子控制系统的三个组成部分，突出各个组成部分的作用。第四个主题是将前三个主题组合成一个控制系统，并通过应用性设计，对“技术与设计1”和“技术与设计2”内容进行应用、综合和拓展。
通过本模块的学习，学生应该了解电子控制电路的构成，知道数字电路的基础知识及其在电子控制技术中的应用；学会设计和安装电子控制电路，能运用系统的方法分析电子控制的过程和可能发生的故障，并用试验的方法进行优化，以提高解决实际技术问题的能力。
教学中应密切结合学生的生活经验和典型实例，把重点放在电子控制电路的实际运用和改进上，强调综合运用系统和控制的方法，分析和解决设计中遇到的问题。
(一) 传感器
【课程目标】
1．认识常见的传感器，能用多用电表检测传感器。
2．知道传感器的作用及其应用。
【学习要求】
1．能认识常见传感器的实物外形和电路符号。
2．能使用多用电表检测光敏传感器、热敏传感器等常见传感器。
3．知道传感器的作用和应用。
【教学建议】
1．在教学中，应尽量收集多种传感器实物，让学生从外形上认识常见的传感器。
2．在教学中，可通过人体的感觉器官与传感器的对应类比，引入并认识传感器的特性。
3．在传感器的应用案例教学中，可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关的技术资料等多种方式，了解各种传感器在生活、生产、军事等方面的应用，分析它在电子控制系统中的作用。如：热敏传感器可以在自动电饭锅、冰箱等电器中用来控制温度。
(二) 数字电路
【课程目标】
1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号的优点。
2．知道数字信号中“1”和“0”的意义，了解数字电路是一种能够方便地处理“1”和“0”两种状态的电路。
3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用。
4．熟悉与门、或门和非门等三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。
5．知道与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。
6．知道常见的数字集成电路的类型，并能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。
7．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。
【学习要求】
1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号中“1”和“0”
表示信号的“有”和“无”或电平的“高”和“低”状态。
2．熟悉“与”“或”和“非”三种基本的逻辑关系，能在生活中发现这三种逻辑关系的实例。用示意图分析、说明三种逻辑关系，并能用逻辑表达式表述。通过实验来判断逻辑门，让学生去感受这些“门”可以控制信息的流动。
3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用，能在电子线路实验板上搭接晶体三极管的开关作用电路。
4．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。
【教学建议】
1．本主题内容较为抽象，单纯讲解会很枯燥，因此，教学中要密切联系学生生活实际，通过大量的实例让学生学会分析事物之间存在的逻辑关系。还要注意收集数字电子产品的资料，组织“未来世界中数字技术的应用”讨论活动，帮助学生了解数字技术发展的动态和趋势。
2．关于数字信号优点的教学，可以让学生动手做数字信号和模拟信号的对比实验，以帮助学生理解。例如：
(1) 将计算机中某一幅图片复制(或刻录) 到其他存储介质上，比较复制件与原件的图像清晰程度有什么变化。
(2) 将普通录像带中的某一段画面翻录到另一盘录像带上，比较翻录带与母带的影像清晰度有什么变化。
3．对复杂的数字集成门电路，建议不作详细的电路结构剖析和逻辑关系的具体分析，只要求学生知道它是由成百上千甚至上万个基本门电路组成的一只“黑箱”，用“黑箱”方法避开对复杂的信息流动过程的解释，将重点放在用数字电路解决实际问题的应用上，以体验数字电路应用的广泛性。
4．在教学中，可以使用电子工作平台(EWB) ，用虚拟的方法对基本逻辑门电路、组合门电路等进行逻辑关系实验。
5．对于数字电路简单的组合设计和制作的教学，可组织学习小组，让学生使用数字集成电路设计并搭接2～3个不同的简单电路，如变调的电子音乐门铃、光控报警器、延时路灯等，然后，将其组合成具有新功能的实用电路，并进行小组交流。
(三) 电磁继电器
【课程目标】
1．知道常见的继电器可分为电磁继电器和无触点继电器两大类。
2．了解常见的直流电磁继电器的构造、规格和工作原理。
3．学会直流电磁继电器的使用。
4．知道可控硅的构造和电路符号。
5．了解可控硅的简单的工作原理。
【学习要求】
1．知道常见的继电器可分为电磁继电器和无触点继电器两大类，了解常见的直流电磁继电器的构造、符号。
2．知道常见直流电磁继电器的接点有常开、常闭和转换接点等三种类别，以及继电器的额定工作电压、线圈直流电阻、触点数目等参数。学会选用直流电磁继电器。
3．能用有转换触点的直流电磁继电器搭接一个电路，了解常见的直流电磁继电器的工作原理和工作过程，学会直流电磁继电器的使用方法。
4．知道可控硅的构造和电路符号，了解可控硅的简单工作原理，能搭接一个用可控硅控制电灯亮度的电路。
【教学建议】
1．教学中，可准备一张继电器结构挂图,图上不标出名称,让学生根据挂图说出名称。
2．教师可引用继电器在电子控制系统、触电保护、电流过载以及在高压、高温和有毒环境下的应用等实例，引导学生比较电磁继电器和可控硅在应用中的优缺点，并进行交流。
3．可控硅工作原理是本主题教学的难点，因此，可采用演示试验或分组试验的教学方式，让学生在试验中观察、分析现象，总结规律。
(四) 电子控制系统及其应用
【课程目标】
1．知道电子控制系统的基本组成。
2．能用方框图分析生活中常见的电子控制系统的工作过程。
3．能用数字集成电路等器件安装简单的实用电路，并进行调试。能用该电路设计和安装开环控制系统。
4．能设计和安装简单的闭环控制系统，并进行调试和改进。
5．了解常见遥控系统的组成、分类及其应用。
6．能用集成电路设计和安装简单的遥控系统，并进行调试。
【学习要求】
1．理解电子控制技术的含义，了解它的广泛应用。知道电子控制系统是以电子技术为核心的系统，要求用系统的思想和方法分析与把握电子控制系统的整体性、相关性和目的性。
2．知道最基本的电子控制系统由输入、控制和输出等三个部分组成，其中输入部分大多由传感器等器件组成；控制部分通常由数字电路(如触发器) 、单片机或计算机等组成；输出部分一般由电磁继电器等器件组成。
3．会用方框图表示信息流动的方向，能用方框图分析生活中常见的电子控制系统的工作过程。
4．知道开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别，知道反馈在电子控制系统中的作用。
5．了解常见的遥控系统由发射电路、接收电路和执行机构等组成，知道常见的遥控系统有红外线遥控系统和无线遥控系统等，了解遥控系统的应用。
6．能用集成电路设计和安装简单的遥控系统，并进行调试。
【教学建议】
1．本主题的教学重点应放在电子控制系统的应用性设计上，教学中采用实用电路的设计，化解设计电路原理图的难点，便于学生较容易地完成多方案设计。
2．虽然学生在《技术与设计2》中已学过对控制量和被控制对象的分析，但它仍是教学中的难点，特别是闭环电子控制系统中输出部分的组成比较复杂，各种控制和被控制的关系不太明显，教学中应结合生活中的实例边演示边讲解。
3．对遥控系统的设计和安装的教学，没有规定用无线电遥控或红外线遥控，建议不要展开，只要求单通道的遥控系统。教学中，可采用小组活动、分工合作的方式，设计和制作一个单通道无线电遥控电路，然后，应用这一电路设计一个具有实用价值的电铃(或电灯等)遥控系统，并在试用过程中加以改进。
4．本主题是将前三个主题组合成一个控制系统,并通过应用性设计,对必修课“技术与设计1”和“技术与设计2”中的内容进行应用、综合和拓展，进行电路的组合、改进和应用设计(即技术的二次开发) 。例如用集成电路安装一个电子温控电路,然后用这一电路设计和制作一个能控制水壶煮水的自动控制装置。
选修2：建筑及其设计
“建筑及其设计”是建筑技术的重要内容。本模块有利于进一步增强应用技术的意识，培养学生的人文素养，提高学生的生活情趣。
本模块由“建筑与文化”“建筑结构及其简单设计”“建筑材料及其加工”和“建筑构造及其设计”四个主题组成。通过本模块的教学，学生应该理解建筑与文化的关系；了解常用的建筑材料及其加工设备与工具，学会一些加工技能；了解建筑构造及构件的主要技术知识；能进行简单建筑结构与构造的设计，理解与设计有关的法规。
教学中应引导学生注意，设计每一个构件都要考虑部分与整体以及部分之间的关系。建筑质量和建筑污染是关系到人民生命财产安全的重大问题，应注意利用正反两方面的例子，增强学生的质量意识、环保意识与安全意识。建筑具有丰富的文化内涵，在教学中应注意建筑设计的人文性与时代性。
(一) 建筑与文化
【课程目标】
1．理解建筑是民族文化艺术的结晶和时代风貌的写照，了解建筑的发展与人类文明的关系。
2．了解我国和当地房屋建筑的特色，能分析当地房屋建筑特色的产生原因。
3．通过对典型建筑的欣赏，学会从不同的角度对建筑物进行评价。
【学习要求】
1．了解建筑的发展与人类文明的渊源关系，理解建筑是人类走进文明时代的标志之一。
2．知道建筑是技术与文化的结晶，是人类物质文明与精神文明的产物，是社会发展水平的综合反映。
3．了解我国和当地房屋建筑的特色及其产生的原因，进一步体会家乡之美，达到领悟、内化。
4．通过对典型建筑物的欣赏，了解建筑风格与建筑艺术不仅表现了民族文化传统，而且还反映了当时的社会经济发展状况；知道典型建筑所表现出的特有的艺术性、民族性、时代性、地域性等特点，学会从不同的角度去评价建筑物的建筑文化。
5.能根据建筑物类型和人们不同的需要,分析不同的建筑物发挥着各种不同的功能作用，能分析建筑的基本要求和个性特点。
【教学建议】
1．本主题的教学要重视学生的活动和体验。例如：“建筑——走进文明时代的标志之一”这一主题，主要的学习方式是活动体验，教学中要组织学生围绕建筑与文化的关系展开活动，引导学生用自己的生活经历去解读、品味、鉴赏，理解建筑是民族文化艺术的结晶和时代风貌的写照。
2．教师在专题教学前要有整体的教学计划，如围绕“建筑与人类文明的渊源”关系，要注意收集人与建筑、建筑与文明、建筑与文化等方面的信息资料，以保证有序有效的课堂教学。
3．中国的历史建筑中反映了中国的灿烂文化，各地的房屋建筑更是反映了当地的风土人情和地理环境，教学中要引导学生通过文本、音像、图片资料的收集，分析其建筑特点及产生的原因，通过调研、走访、游览、参观等校外活动，使学生深入了解祖国的民族建筑和现代建筑及当地的建筑，增进他们热爱祖国和家乡的感情。
4．在引导学生分析建筑文化时，应抓住典型建筑所具有的艺术性、民族性、时代性、地域性等方面的特征。
5．教学中要组织各种活动项目，让学生通过具体的活动，了解建筑物的各种不同功能作用、建筑的基本要求和建筑的个性特征。
6．教学中，要引导学生结合所学知识，对不同风格、不同类型、不同功能的建筑物进
行评价。
(二) 建筑结构及其简单设计
【课程目标】
1．了解建筑结构的含义，知道某一建筑物的结构类型。
2．了解拱券结构、桁架结构、悬索结构常见的建筑结构受力情况。能通过简单建筑物的案例、分析影响其稳定性和强度的主要因素。
3．能设计简单的建筑结构，并制作模型。
【学习要求】
1．通过对建筑物上荷载的重力作用及建筑结构的基本构件、受力构件、非受力构件的认识，了解建筑结构的含义。
2．了解结构的常见类型，知道某一类建筑物的结构类型。
3．在探索建筑结构的受力过程中，了解拱券结构、桁架结构、悬索结构等常见建筑结构的受力情况，并尝试对所设计的建筑结构进行受力分析。
4．通过对构件的连接方式、建筑材料、结构类型、建筑的高宽比、地基变形等进行分析，了解影响建筑物结构稳定性和强度的主要因素。
5．能根据建筑结构的安全性、适用性、耐久性等的功能要求，会对建筑结构的结构选型、结构布置、结构受力进行分析，能对建筑结构进行简单的设计。
6．能根据建筑结构设计制作的步骤，选择不同的材料进行模型制作。
【教学建议】
1．教学中要注意情景创设，案例分析，引导学生了解荷载的含义和荷载的几种现象。建议采用试验法分别进行各种荷载试验并作正确的判断，将试验结果记入设计好的表格中。
2．通过有组织、有目的、有计划的调研活动，实地了解建筑结构，观察建筑结构中的受力构件和非受力构件，记录文字、图片等资料，并在班级进行交流。
3．对于建筑结构类型的教学，要引导学生了解常见的砖混结构、砖木结构、钢筋混凝土结构等结构类型，并学会对其中的某一类结构进行分析比较，引导学生观察身边的建筑，指出它们的受力构件是由什么材料建造的。
4．试验是解决建筑结构受力分析的最佳途径。教学中要创设情景引导学生对典型结构进行试验，如拱券结构、悬索结构、框架结构等。试验材料的选择要体现多样性，如纸、木、金属、塑料等，通过试验分析观察它们在荷载作用下的受力情况，并作好试验记录，形成试验报告，进行交流。
5．影响结构稳定性和强度的因素很多，教学中要引导学生正确地从构件的连接方式、建筑材料、结构类型、建筑的高宽比、地基变形等方面进行分析、试验，并在此基础上找出影响建筑结构稳定性和强度的其他因素，如外力因素、自然因素、人为因素、技术条件等。
6．教学中要引导学生对结构功能要求的安全性、适用性、耐久性等作具体的分析，分析的形式应体现多样性，可以是间接的图示分析，也可以是直观实体分析。还要引导学生在结构设计中考虑性价比。
7．教学中应引导学生从结构选型、结构布置、结构受力分析及构件设计、连接设计等具体内容中进行科学的分析，并根据现实生活中的实例对房屋的功能、空间、建筑外形等结构类型，结构构件的具体位置以及建筑结构受力和荷载的安全可靠性，不同材料的构件设计等进行具体的分析、试验，在知觉、感受、体验实践中完成建筑结构设计的学习任务。
8．简单建筑结构的设计与模型制作是学生直接感受建筑结构设计的有效途径。教学中应引导学生发挥想像，经过多种类型、多种材料的试验，选择最简单的类型和材料，按照结构设计的步骤进行简单建筑结构模型的制作。
(三) 建筑材料及其加工
【课程目标】
1．知道常用建筑材料的种类，熟悉其中1～2类材料的性质、规格型号和用途。
2．能分析使用不合格建筑材料与选用材料不当可能造成的环境污染等危害，初步学会选择适用的建筑材料。
3．初步学会1～2种常用建筑材料的加工方法、连接方法及其工艺。
【学习要求】
1．知道建筑材料的含义，能根据建造房屋、修建道路和桥梁的不同要求，分别列举出它们所需的主要建筑材料。
2．了解建筑材料的不同分类，熟悉1～2类常用建筑材料的性质、规格、型号和用途。
3．了解建筑材料的基本性质，并能够通过小试验，对建筑材料的弹性与塑性、韧性与脆性、强度、硬度等进行测定，理解建筑材料的基本性质对建筑物的重要性，初步学会运用木材、玻璃等建筑材料进行加工和连接，掌握基本的操作。
4．了解建筑材料对建筑物质量、建筑物结构类型、建筑物造价和建筑物美观的影响，通过案例分析由于建筑材料运用不当和不合格建筑材料所造成和环境污染等危害。
5．了解建筑材料在满足使用功能和质量要求外的高性能化、复合化与多功能化等发展趋势，初步学会选择适用的建筑材料。
【教学建议】
1．对建筑物的材料的认识，可采用图片分析和实景分析，引导学生识别房屋建造、道路桥梁建造的主要建筑材料。建筑材料的分类是非常丰富的，教学中应引导学生对常见的建筑材料进行分析，并进一步了解其他建筑材料。熟悉1～2类常用建筑材料的性质、规格、型号和用途。
2．可以通过小试验的方法，对实体建筑材料的物理性质、力学性质和安全使用等进行分析，试验的材料选择最好是常见、易得的，如木材、塑料、砖、石、玻璃等，试验中应做好数据记录与分析。一定要注意安全，防止发生伤害事故。教师要引导学生确定主题结构，制订设计方案，选择可加工或半成品的材料进行连接制作，同时结合制作工艺流程，让学生养成严谨的工作态度和一丝不苟的工作作风。
3．建筑材料对建筑物的质量、结构、造价和美观起着十分重要的作用。教学中要引导学生对校内和周边建筑作调查研究，进行分析交流，指出其不合理之处并提出改进方案。
4．教学中要引导学生通过信息收集，整理归纳出各种不同的新型建筑材料，并选择1～2种典型的新型建筑材料与传统建筑材料进行比较与分析。了解土木工程史上的三次飞跃，并大胆想像可能还会出现哪些变革，提出自己的设计思路。
(四) 建筑构造及其设计
【课程目标】
1．了解建筑构造的含义，知道某一类建筑物的构造类型。
2．理解各类公共建筑和居住建筑构造与人的行为、生理及心理要求之间的关系。
3．了解2～3类建筑构件的用途、特点，理解设计该构件时要注意的问题(包括建筑设计中的安全要求及有关建筑法规) 。
4．能设计或改进简单建筑构件，并能绘制设计草图。
5．能根据设计方案选择加工工具、量具、设备及加工方法，并制作所设计建筑物的模型或构件(或模型) 。
6．能考虑多方面的因素对设计方案及其制作品进行评价。
【学习要求】
1．认识建筑构造，知道建筑物是由基础、楼梯、门、窗、墙体、屋顶等构件组成的，能对建筑物的构造类型进行分析。
2．能围绕建筑物的基本建筑构件，了解建筑物主要构件的功能和构造特点，使学生对各个常见构件有更准确的认识。
3．通过对建筑构造的外力因素、自然因素、人为因素和技术条件的分析，能够明确在影响建筑构造时应有针对性地采取相应的构造措施。
4．学会观察并发现生活中建筑构造设计是怎样体现以人为本的思想，通过对建筑构造设计具体要求的学习，理解建筑是为了人而设计的。
5．通过对建筑构件的设计理念的理解，学会围绕门窗或楼梯构件进行设计，能用木、纸等材料制作设计模型。
6．学会设计过程中的草图、正规图的绘制，通过多方面的分析、比较，能对设计过程、设计构件进行修改完善，同时还要适时地对设计情况和制作情况进行有效的评价。
7．在学习与设计建筑物构件时还要了解我国已经制定的各种规范标准，例如：在我国建筑设计时必须首先满足《民用建筑设计通则》〔JGI37—87〕等规范要求，在构件的构造设计时也有一些相关的设计规范等。
8．要学会根据构件设计方案选择使用的工具、量具和专业设备以及科学的加工方法。
9．能够利用石材、水泥、木材、玻璃、塑料、金属等建筑材料，根据设计要求和加工方法制作建筑物的模型或构件。
【教学建议】
1．对于建筑物的构造类型的教学，可以采用分组活动的教学形式，确定主题方案，到社区、家庭、厂矿、学校、公共场所、商店等地方进行调研，进行实践体验，获得信息，并在全班进行交流，还可以通过网络获取相关的信息。
2．对于建筑物的基本构件的教学，可以采取观察法、对比法、讨论法，有条件的学校可采用试验法，选择基础、墙体、楼梯、屋顶、门窗等构件中的1～2个基本建筑构件进行分析或试验，并对结果进行评议。
3．教学中要注意收集网络信息、图片资料或实例，引导学生观察、分析影响建筑物构件的因素有外力因素、自然因素、人为因素、技术条件因素等。
4．理解建筑构造设计中以人为本的思想。教学中要引导学生熟悉一些科学的建筑构造，应用对比的方法对身边不合理的建筑物构造进行调研，并用摄影或摄像的方法将资料收集起来，在班级交流，让学生更直观地了解建筑物构造的设计必须考虑人的因素。
5．对于建筑物构件设计的教学，要引导学生通过查找建筑设计、建筑施工、建筑构件标准等规范文件，学习了解相关建筑法规，并知道这些法规在建筑构造中的作用。
6．在建筑构造施工中，工具、设施、设备是不可缺少的组成部分，教学中要利用网络、图片和实物帮助学生了解这些工具、设备。
7．教学中要引导学生学会用一般的建筑材料，如：水泥、黄砂、石膏、玻璃、塑料、金属材料、木材等，进行建筑模型或建筑基本构件的设计与制作。同时还要学会这些材料的加工方法，选择材料时不宜太多，一般以1～2种建筑材料为宜。
选修3：简易机器人制作
本模块为学生提供了宽广而丰富的想像空间，有利于学生创新精神的培养和实践能力的提高。简易机器人制作所用的材料价格低廉，对学校设备要求不高，容易在一般中学开设和推广。
本模块由“单片机及其控制程序”“单片机与控制电路”和“单片机与传动机械”三个主题组成。内容涵盖了计算机、传感、智能信息处理、控制和机械等基础技术，体现了现代信息技术与传动机械技术的综合、软件技术与硬件技术的结合，有利于拓展学生技术学习的
视野。
本模块中，虽然编程语言和传动机械占了比较多的篇幅，但教学重点还是在设计和制作上。在教学中，应加强系统思想方法和技术试验方法在新的学习情景中的应用和指导。
(一) 单片机及其控制程序
【课程目标】
1．知道单片机的特点及应用。
2．知道单片机的基本组成及工作过程。
3．知道单片机集成电路引脚的功能。
4．了解一种单片机编程语言，掌握一种单片机常用的编程指令。
5．学会用指令编制简单控制的程序，并能根据试验进行修正。
6．能操作单片机编程器将编写的程序烧结固化。
【学习要求】
1．了解单片机的特点、应用以及产生的原因。知道单片机实际上是一台微型计算机，它具有一般计算机的主要结构，但又比PC机要简单很多。
2．了解单片机的基本组成及工作过程。
3．能结合电路图和实物认识引脚的功能。
4．理解机器语言、汇编语言、高级语言的区别；了解单片机编程语言的选择过程。掌握一些最基本的指令。如：汇编语言的常用指令一般在10条左右。学会一般单片机的选用。
5．理解程序指令执行的一般过程；掌握一种汇编语言中的一些常用汇编指令(如：mov、load、add、sub等；亦可使用某一种高级语言)。
6．能结合实际例子会使用一些常用的特殊寄存器。
7．会画程序流程图、能读懂简单程序，并能调试、检查程序；能通过试验发现编程中的问题，然后探究如何去修改。
8．能通过编程器把程序烧结到单片机的存储器中，使单片机能按照程序进行工作。
【教学建议】
1．对于单片机的特点和应用的教学，可在列举单片机的特点的基础上，介绍单片机在工业、农业等领域和日常生活中的应用实例。
2．在教学过程中要避免过于专业化，简易机器人语言部分的教学，只要求对汇编语言作简要介绍，编程则采用学生方便使用的图形化语言。但建议教师在教材的基础上进一步学习有关的基础知识和操作技能。
3．在讲解编程的过程中，教师可以结合实际开展相关活动，如调查一个交通路口的行人流量、自行车流量和汽车流量，制定出交通红绿灯翻转时间间隔的合理方案，设计和制作一个用单片机控制的交通信号灯控制模型，并进行模拟试验。
4．在单片机的编程的教学中，可采用分组的形式，设计不同的程序，使单片机控制的彩灯组出现各种不同的发光形式，如奇数发光二极管发出闪光、偶数发光二极管发出闪光和逐个发光。在电子实验板上搭接电路进行试验，并将这些设计成果应用于实际。比如，为广告牌四周设计和制作一个逐个闪烁发光的循环彩灯组。教师可以给出基本的外围实验电路，由学生编写相应程序，进行调试、检查、烧结等。
5．关于单片机型号的选用，由于只涉及简易机器人的制作，所以只要求使用一块单片机。至于单片机型号的选择，可以根据学校实际情况选用。
6．在教学过程中要充分应用“任务驱动”的思想，先提出任务，创设一定的情景，让学生产生主动探究的欲望。
(二) 单片机与控制电路
【课程目标】
1．了解电子控制系统的基本组成，知道单片机是一种使用广泛的控制电路。
2．知道常见的传感器及其作用。
3．了解继电器的结构和工作原理，并能掌握简单的使用方法。
4．能用传感器、单片机和继电器等安装一个简单控制装置，并进行试验。
【学习要求】
1．知道常见的传感器，认识常见传感器的外形和电路符号。
2．认识传感器的作用是能够采集和检测外界非电量变化的信号，并把它转换成为电信号。
3．了解直流电磁继电器的结构。并能通过阅读直流电磁继电器的结构图，了解其工作原理。掌握直流电磁继电器简单的使用方法。
4．能用传感器、单片机和继电器等安装一个简单控制装置，并进行试验。
【教学建议】
1．对于传感器的教学，仅要求了解传感器的外部特性，对内部结构、工作原理不作深究。
2．可以指导学生设计由传感器、单片机和发光二极管等组成的1～3种在夜晚才能工作的循环彩灯控制系统，并在电子实验板上搭接电路后进行试验。
3．可以指导学生设计一辆遇到障碍就转弯的碰碰车，加深对单片机控制电路的理解。教师可事先准备好基本机械部分，学生完成传感器、继电器的安装以及控制程序的编写与调试。
4.在继电器的教学过程中，结合单片机与控制程序，利用继电器对直流电动机进行转动方向和速度控制；建议补充脉宽调制知识。
5.使用了传感器以后，对编程的设计要求较高。教师要加强对学生的指导。
(三) 单片机与传动机械
【课程目标】
1．知道一般机械的组成，了解常见的机械传动的方式。
2．了解常见齿轮传动的特点、形式和应用，会计算简单的齿轮传动比。
3．能按照装配图样安装简单的齿轮装置，并进行调试。
4．了解常见的连杆传动机构的结构及其应用，能设计和制作简单的连杆装置。
5．能设计一个简单的电动机械，并进行安装和调试。
6．能设计和制作一个由传感器、单片机、继电器、电动机和传动机械等组成的简易机器人或简单的自动控制系统，并能通过试验完成2～3个规定的动作。
【学习要求】
1．知道一般机械的组成，了解常见的机械传动方式。
能从系统的整体性、相关性和目的性等特性出发，了解一般机械的组成。
知道传动机械在一般机械中的作用，了解常见的机械传动。
2．知道常用的平行连杆机构，掌握四连杆机构形成的条件。
3．了解常见齿轮传动的特点、形式和应用，会计算简单的齿轮传动比，能根据装配图安装简单的齿轮传动装置，并进行调试。
4．了解常见的连杆传动机构的结构及其应用，能设计和制作简单的连杆装置。
5．能设计和制作一个由传感器、单片机、继电器、电动机和传动机械等组成的简易机器人或简单的自动控制系统，并能通过试验完成2～3个规定的动作。
【教学建议】
1．对于机械部分的教学，应根据实际情况组织学生调查周围环境中的机械传动装置，分析其结构和工作过程，画出简单的结构草图。如伸缩晒衣架、挖土机的机械手臂、消防车
的升降云梯等。
2．齿轮传动是机械传动的一种重要形式，需要重点讲解。可以利用现有的机器人器材进行教学，让学生对齿轮传动有感性的认识。
3．在连杆传动机构的教学中，教师应留出足够的时间让学生自己动手操作，在做中了解连杆传动机构的结构和应用范围。
4．机器人技术是一门综合性非常强的课程，它所涉及的知识非常广，包括程序设计、电子技术、传感器技术、机械传动技术等。可借助当前成熟的教育机器人平台组织教学。
第一章引言 ?教学要求 1．掌握传感器的基本概念。 2．掌握传感器的组成框图（p2，图1.1）。 3．掌握传感器的静态性能和动态性能。 4．了解传感器的课程性质和课程任务。 5．了解传感器的分类和发展趋势。 ?教学内容 1.1 传感器的发展和作用 了解。 1.2 什么是传感器 传感器定义：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路。 1.3 传感器的分类 1．根据被测物理量分类 速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。 2．按工作原理分类 应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。 3．按能量的传递方式分类 有源的和无源的传感器。 1.4 传感器的性能和评价 1.4.1 传感器的静态特性 传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。通常用来描述静态特性的指标有：
测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞。 ? 稳定性 传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，即用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，即用影响量来表示。 ? 灵敏度 传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。更确切地说，灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。用公式表示为： ? 灵敏阈与分辨力 灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。 对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。 从物理含义看，灵敏度是广义的增益，而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。 ? 迟滞 传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中——输入特性曲线不重合的程度称为迟滞。 ? 线性度 传感器的输出——输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度”，也称“非线性度”。 1.4.2传感器的动态特性 动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。只要输入量是时间的函数，则其输出量必将是时间的函数。研究动态特性的标准输入形式有三种，即正弦、阶跃和线性，而经常使用的是前两种。 ? 零阶传感器动态特性指标
技术的未来 教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修1） 文档内容：技术的未来 章节：第一单元走进技术世界第三节技术的未来 课时：共1课时 作者：刘洪艳（台州市黄岩区院桥中学） 一、教学目标 1. 知识与技能目标 （1）让学生在阅读畅想中，在交流讨论中，领略技术世界的奥秘和神奇，了解技术的未来发展趋势。 （2）了解技术对社会产生的影响，使学生养成主动深入地用科学的眼光去观察生活，去看待技术。 （3）培养创新思维的能力和想象的能力。 2. 过程与方法目标 （1）通过学习，培养小组合作、交流表达及科学探究的能力。 （2）通过对技术的未来进行畅想交流、案例分析和技术对未来的发展的辩论，初步掌握与技术相联系的经济意识、环保意识、伦理意识等思想方法。 3. 情感态度和价值观目标 （1）激发学生的学习兴趣和求知欲，形成良好的学习态度。 （2）通过学习，加强关心和爱护人类环境的意识和行为。 （3）形成对技术的积极情感和理性态度。 二、教学重点 使学生对技术的未来发展形成积极的情感和理性的态度。 三、教学难点 通过总结和联系，使学生对技术的价值、技术的性质和技术的未来有整体的认识，把学生快乐地、理性地带进技术世界。 四、教学方法 讨论、任务驱动、小组合作。 五、设计思想 1. 教材分析 本章作为《技术与设计1》的第一章，既是全书的逻辑起点，也是全套教材的逻辑起点，因此不仅对全书具有引领作用，对全套教材也具有引领作用，他为学生理解技术及其性质、走入技术世界搭建了平台，也为学生开展技术设计的学习奠定了基础。本章通过引领学生走进技术世界，理解技术的基本知识，感悟技术产生与发展的历程，掌握看待和分析技术问题的方法，形成对技术的敏感性和对待技术的积极情感，从而为学生进行其他模块的技术学习奠定了良好的认知和情感基础，较好地实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。 本节主要让学生了解技术的未来发展趋势，形成对技术的积极情感和理性态度。对于
传感器教案. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
教案
第一章概述—传感器技术基础知识1.1传感器的定义及组成 1.1.1 定义 国家标准（GB/T7665-1987）规定：传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。也叫发送器；传送器；变送器；Transducer/Sensor等。 对定义的理解： 它是测量装置； 输入量是某一被测量（物理、化学、生物等）； 输出量是某种物理量（气、光、电等），主要是电物理量； 输出输入有对应关系，并应有一定的精度 1.1.2 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成，组成框图如图示。 1.2传感器的分类 1.2.1按工作机理分 （1）物理型 按构成原理：结构型；物性型电信号 非电物理量 敏感元件转换元件接口电路 辅助电源
结构型：是以结构（如形状、尺寸等）为基础，利用物理学中场的定律构成的，动力场的运动定律、电磁场的电磁定律等。必须依靠精密设计的结构予以保证。如：磁隙型电感传感器、电动式传感器等。 物性型：是利用物质定律构成的，利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量。虎克定律、欧姆定律等。主要依靠材料本身的效应来感应信息。如：光电管（外光电效应）、压电晶体（正压电效应）、光敏电阻、所有半导体传感器、以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金的性能变化的传感器。 按能量转换情况：能量控制型、能量转换型 能量控制型：在信息变化过程中，其能量需要外电源供给。如：电阻、电感、电容、基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等。 能量转换型：主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如：压电效应、热电效应、光电动势效应等。 按物理原理 电参量式（包括电阻式、电感式、电容式等三个基本形式）、磁电式（包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等）、压电式、光电式（包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等）、气电式、热电式、波式（包括超声波式微波式等）、射线式、半导体式、其它原理等。可以是两种以上原理的复合形式。 （2）化学型 利用电化学反应原理，把无机和有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器。最常用的是离子选择性电极。核心部分是离子选择性敏感膜。广泛应用于化学分析、化学工业的在线检测
《传感器原理与应用》课程教学大纲 一、课程名称：传感器原理与应用/Operation principles of Sensors and their applications 二、课程代码：08011309 三、课程类别：专业课 四、课程性质与教学目的： 传感器原理与应用是电子信息专业类研究信息采集问题的必修主干课。课程的目的是让学生掌握非电信号的获取及转换方式，掌握各类传感器的基本结构，工作原理，基本特性和工程应用，使学生初步具备传感器技术的研究、设计、生产、工程应用的基础知识，了解工程、生产及科研中遇到的各种具体或特殊的传感与测试问题，为将来适应传感器的研究、开发及在实际工程应用中合理选择和善于应用各种传感器与测试技术，打下良好的基础。 五、学时／学分：48/3（含实验8学时） 六、先修课程：电路理论电子线路 七、适应专业: 电子、电子信息类 八、教学内容及要求 (一) 课堂教学 第一章概论 1、了解信息测量的基本知识，测量误差理论基础知识。 2、掌握传感器的定义、传感器的一般特性、传感器的标定。 重点内容： 传感器的定义、传感器的一般特性 教学难点： 二阶传感器的动态特性及其分析方法。 第二章电阻应变传感器 1、了解应变片的结构和材料、电阻应变片的工作特性及参数 2、理解应变式力传感器、应变式压力传感器、应变式加速度传感器的应用 3、掌握电阻应变传感器的工作原理、电阻应变传感器测量电桥的分析方法及应用 电阻应变传感器的温度误差及线性补偿办法。 重点内容： 电阻应变传感器的工作原理、差动电桥的概念、测量电桥的分析方法。 教学难点：
电阻应变传感器测量电桥的分析方法、电阻应变传感器的温度误差及补偿办法，应变测量电桥性能的提高。 第三章电感传感器 1、了解差动变压器零点残余电压消除方法、差动变压器外补偿电路、差动整流电 路，电感型传感器的应用。 2、掌握电感型传感器的工作原理、结构及特点，掌握电感型传感器的工作特性分 析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。 重点内容： 电感型传感器的工作原理、结构及特点，主要工作特性及测量电路分析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。 教学难点： 电感型传感器测量电路分析方法、带相敏整流测量电桥的工作原理。 第四章电容传感器 1、了解差动脉冲调宽电路的工作原理，电容传感器的应用及在应用中正确处理所 遇到的问题。 2、掌握电容传感器的工作原理、结构及特点，差动电容传感器的概念，掌握电容 传感器主要工作特性及分析方法 重点内容： 电容传感器的工作原理、特点、主要工作特性及配用的测量电路，如何在实际工程测量中正确合理的选择电容传感器。 教学难点： 电容传感器测量电路的分析及（变间隙式）差动电容传感器测量电桥输出电压的计算、测量误差的分析及减小误差的方法。 第五章热电传感器 1、了解热电偶的工作原理、工作特性、冷端补偿及测温电路热，电感传感器的基 本应用。 2、掌握金属热电阻、半导体热敏电阻工作原理及特性，温敏二级管、温敏晶体管 及集成温度传感器的测温原理，掌握热电传感器的基本应用。 重点内容： 半导体热敏电阻、集成温度传感器工作原理、工作特性、测量电路，温度传感器的典型工程应用。 教学难点： 热电传感器测量电路的分析方法及测量误差分析。 第六章压电传感器 1、了解压电材料的压电效应，压电传感器的基本应用。 2、掌握压电传感器工作原理、压电传感器的组成及其测量电路。 重点内容：
传感器及检测技术
项目一 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1.检测 2.测量方法 (1)电测法和非电测法 (2)直接测量和间接测量 (3)静态测量和动态测量 (4)接触性测量和非接触性测量 (5)模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差：测量值与其真值之间的差值 例：某温度计的量程范围为0-500oC ，校验时该表的最大绝对误差为6oC ，试确定其精度等级？ 查表1.1，精度等级应定为1.5级 任务1： 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计，欲测量80oC 的温度，试问选用哪一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？ 实施： 0.5级的0~300oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： ?? ? ? ? ???? ?引用误差示值（标称）相对误差实际相对误差相对误差绝对误差x γγ%.21%100500 6 %100=?= ??= m m m A x γ5 .1)0300(%5.0111=-?==?m m m A x γ
1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： 结论：选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时，不能单纯追求精度，而是要兼顾精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1.系统误差 2.随机误差 3.粗大误差（疏忽误差、过失误差) 4.缓变误差 任务2 传感器特性分析与传感器选用 1.2.1 传感器的组成及其分类 1.2.2 传感器的静态特性与指标 传感器的静态特性指标 1.精密度、准确度和精确度 2.稳定性 1 )0100(%.01222=-?==?m m m A x γ%25.1%10080 1 %10022=?= ??= x x m x γ?? ?动态特性 静态特性
高一通用技术技术与设计1 全 册 教 案
第一章：走进技术世界 一、技术的价值 （一）教材分析“技术的”是苏教版通用技术教材必修1的第一章《走进技术世界》的第一节内容，.知识与技能 ⑴理解技术人类需求技术的。使学生感受技术采用师生互动探究式教学方法。直观图片、详实资料 教学过程（第一课时）教学环节教师引领学生活动设计意图通用技术课程介绍 1.何为是通用技术课程？ 通用技术课程是高中学生的必修课程，是一门立足实践、注重创造、高度综合、科学与人文融合的课程 2.为何要开设通用技术课程？ 随着科学技术突飞猛进地发展，技术成为我们生活中的客观存在，成为引起和应对社会变化的重要因素。因此，技术素养是当代青少年的基本素养，开设通用技术课程的核心目的就是培养学生的技术素养。 3.如何学好通用技术课程？ ⑴在学习中要学会综合运用所学到的知识，善于思考，勤于动手，学中做，做中学，积极参与技术活动和亲身经历、体现设计过程。 ⑵学习中要采取主动学习、合作学习、网络学习等多种方式，促进能力的提升。 ⑶注意运用教材，明确“学习目标”，注重技术思想与技术方法
的学习，注重探究和实验。教学内容 [板书]（一）技术的含义[板书]1.技术的产生创设情境 归纳总结指导学生阅读教材004页内容 人类在生活中，需要着衣以遮身御寒，于是有了纺织、印染、缝制技术的产生；需要进食以补充能量，于是有了食品烹饪加工技术以及农作物栽培、家畜饲养技术的产生；需要住所以避风挡雨、抵御外来侵害，于是有了建筑技术的产生；需要出行以认识更广阔的世界，于是有了车船制造技术的产生；需要交往以保持与别人的联系，于是有了通信邮电技术的产生…… 结论：从人类磨制石器、钻木取火开始，技术就为满足人类需要而开始了它的历史旅程。阅读教材人类的需求不断推动技术的产生和发展[板书]2.技术的发展创设情境 案例分析： 从火到灯――人类走向文明的历程 阅读教材理解技术的发展过程 归纳总结讨论： 1.如果人类没有控制和利用火的技术，没有发明灯，那么世界将会是怎样的？ 2.人类对光的需求，怎样推动了照明技术的发展？ 总结：人类的需求不断推动技术的产生和发展。讨论并回答案例分析：
方案的构思方法 一、教学目标： 1、了解方案构思的几种常用方法； 2、能灵活地运用草图法、模仿法和迁移法等方法进行方案的构思； 3、通过积极参与课堂中台灯和相框的方案构思实践活动，感受设计的快乐，培养富于想象、敢于表现、勇于创新的个性品质良好的合作交流态度。 二、教学内容分析： 本节内容是苏教版《技术与设计1》第五章“方案的构思及其方法”第一节“方案的构思方法”第2时的内容。方案的构思是整个技术产品设计过程中的最为关键的部分，也是技术产品设计中最有挑战性而又最能表现设计者的聪明才智和创造力的环节。在整个模块教学中有着非常重要的地位。“方案的构思方法”这一节总共有三个内容：设计分析、方案的构思方法、方案的比较和权衡。本课时是在上课时进行了“设计分析”的基础上进行“方案构思”，并形成多个方案，为后面“方案的比较和权衡”作准备，有着承上启下的作用。在“设计分析”阶段，同学们在脑海已经有了一些想法了，但是这些想法还模糊的、零散的、不系统的，而且也是不具体的。怎样把这些模糊的，零散的、不系统的设计想法变为能看得到的、比较完整的具体方案呢？这就需要借助一定的构思方法，但这些方法不能只是讲授给学生，更重要的是应通过学生自亲参与方案的构思过程中来体会和运用。方案的构思方法有很多，教材上介绍了四种方法：草图法、模仿法、联想法和奇特性构思法。其实介绍哪种方法不重要，重要的是方法能有效地帮助学生进行方案的构思。所以我对教材进行了适当的处理，设置了四个台阶式构思方法“画”—“仿”—“移”—“破”，并设计了相应的构思实践活动。让学生能循序渐进地掌握方案的构思方法，并有效地进行方案的构思。 本课时教学重点：组织学生亲身参与方案的构思，体会草图法、模仿法和迁移法等方法在方案的构思中综合运用。 三、教学对象分析： 1、对设计的基本原则有了一定理解； 2、知道人机关系在设计中的重要的作用，熟悉人机关系在设计中实现的目标； 3、对构思方案有一定畏难情绪，对方案的构思方法还不是很清楚； 4、在设计分析阶段对设计对象有了一些想法，有一定创造冲动和较大创造潜能 本课时教学难点：帮助学生克服对“方案构思”的畏难情绪，合理安排好课堂实践活动，激发学生的创造潜力，使学生感受到创造的快乐。 四、基本教学思路和教学理念 基本思路遵循“从生活中来”，最后“回归到生活去” 设计作品赏析------构思方法学习------方案构思实践 在整个教学过程中，给学生贯彻以下理念： 方案构思并不难； 相信自己的创造潜能； 交流和合作是设计中的非常重要的品质，要敢说善听。 五、基本教学策略 1、在开篇展示构思巧妙而且学生比较熟悉的设计作品（图片和实物），激发学生的学习兴趣和创造欲望； 2、设计台阶式（由易到难）的课堂实践活动，让学生能一步步由浅入深地进行构思，并形成方案，享受到成功和创造的快乐； 3、对学生在方案构思实践过程中产生的亮点进行及时有肯定和鼓励，增强学生对方
第三节：传感器的应用（二）教案 【教学目标】 1．知识与技能： （1）、理解温度传感器的应用――电饭锅的工作原理。 （2）、理解温度传感器的应用――测温仪的工作原理。 (3)、理解光电传感器的应用――鼠标器的工作原理 （4）、理解光电传感器的应用――火灾报警器的工作原理。 2．过程与方法： （1）通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解，进一步地深入认识温度 传感器的应用 （2）通过对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究，认识光传感器的应用。 3．情感、态度与价值观 培养学生的学习兴趣，激发创造的欲望。 【教学重点】：温度、光传感器的应用原理及结构。 【教学难点】：温度、光传感器的应用原理及结构。 【教学方法】：PPT 课件，演示实验，讲授 【教学用具】：电饭锅，鼠标器，烟雾式火灾报警器 【教学过程】 一、引入新课 上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器？ 学生思考后回答：电子秤，动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，电熨斗，他们都是传感器。 这节课我们继续来学习一些传感器的应用 二、进行新课 1、温度传感器——电饭锅 电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把103℃就叫做该材料的居里温度或居里点。 师：阅读教材开头几段，然后合上书。 接线螺丝
问题：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？ 生：随着温度的升高，铁氧体逐渐失去磁性，当温度升高到103℃以上时，铁氧体完全失去磁性，不吸引任何物体了 思考与讨论： （1）开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？ （2）煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？ （3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？ （4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？ 生1：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。 生2：水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。 生3：饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而 停止加热． 生4：如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。 2．温度传感器的应用——测温仪 应用温度传感器可以把温度转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来，由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是吧非电学量转变成电学量的一大优点。 几种常见的测温仪，测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还有红外线敏感元件。 师：阅读上述教材，思考并回答问题。 （1）温度传感器测温仪有何优点？ （2）常见的测温元件有哪些？ (3) 测温仪是如何工作的 (4) 什么是热电偶？ 生1：可以远距离读取温度的数值．因为温度信号变成电信号后可以远距离传输． 生2：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等．
传感器及应用教学大纲 一、课程说明 课程性质：专业核心课 课程描述： “传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课，是必修课。通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。知识目标：掌握主要传感器的原理、特性，各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。 技能目标：独立分析、解决传感器方面问题的能力；利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。 素质目标：具有较强的专业素质，不断进行创新。 教学重点与难点： 课程重点：电阻式、电感式传感器的原理与应用，霍尔式传感器，电流、电压传感器。 课程难点：各种传感器的温度误差与补偿，电容式传感器的屏蔽技术，光纤传感器的原理。 适用专业：机电一体化、电气自动化专业 学时数：80学时 二、教学目的与内容 1 传感器技术基础（2学时） 教学目的与要求： 明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体内容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。 教学重点与难点： 教学重点：传感器的定义、组成和作用 教学难点：传感器的技术指标 教学内容： 1）传感器简介 （1）传感器的定义
（2）传感器的组成与作用 2）传感器的分类 （1）按工作原理分 （2）按被测量分 （3）按输出信号性质分 3）传感器的特性及主要技术指标 （1）静态特性和动态特性 （2）主要技术指标 2 电阻式传感器（6学时） 教学目的与要求： 理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。 教学重点与难点： 教学重点：电阻式传感器的组成和基本原理 教学难点：电阻应变片的工作原理 教学内容： 1）电位器式传感器（2学时） （1）电位器式传感器的基本工作原理 （2）电位器式传感器的输出特性 （3）电位器式传感器的特性 （4）电位器式位移传感器 2）应变式传感器（2学时） （1）电阻应变片的结构和工作原理 （2）电阻应变片的特性 （3）测量电路 （4）温度误差与补偿 3）压阻式传感器（2学时） （1）压阻效应 （2）结构与特性 （3）固态压阻传感器测量电路 （4）温度补偿 3 变磁阻式传感器（4学时） 教学目的与要求： 掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、
时间：2014-02 星期备课人：授课人： 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的 引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图，了 解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入两个软 磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁 化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况， 感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下，②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 （演示实验1：干簧 管传感器） （干簧管的实物及 原理图） 学生对干簧管并 不熟悉，因此才有了 好奇。声光控开关在 生活中很普及，所以 又有亲切感 年级高 二 教材人教版选修3-2章节第6章第1节第课时 课题传感器及其工作原理课型新授课累计第课时 教学目标知识 技能 目标 （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其 它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用. 过程 方法 目标 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的 同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力 和创新思维能力. 情感 态度 价值 观 (1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣， 拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意 识。 教学重点理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 教学难点电路的设计，理解传感器工作原理及敏感元件在电路中的作用。 教具干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 多媒体课件。 教学方法实验探究法、理论探究法、分组讨论法、归纳总结法
高中通用技术必修1 第一章----走进技术世界 技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造和利用。 通用技术是指信息技术之外，体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术。 一、技术的价值 1.技术与人（考试内容：技术对人类的价值；考试要求：了解（a）） ①技术的产生和发展是为了更好地满足人的需求；②技术具有保护人、解放人、发展人的作用。 2.技术与社会（考试内容：技术对生活、生产、文化等方面的影响；考试要求：了解（a）） ①技术改变社会生活方式；②技术促进了社会生产的发展；③技术丰富了社会文化的内容。④技术是社会财富积累的一种形式；⑤技术的发展导致社会劳动力结构产生变化；⑥技术在政治、军事等领域发挥重要作用。 3.技术与自然（考试内容：技术对自然的价值；考试要求：应用（c）） ①依靠技术，人类得以利用自然和改造自然，并与自然保持和谐共处的友好关系；②人类在利用技术改造自然时，应把握合理的尺度，注意对自然的保护，不能忽视一些技术或产品对环境造成负面的影响。4．技术的两面性（考试内容：技术的两面性；考试要求：了解（a）） ①任何事物客观上都具有两面性，技术也不例外；②技术的两面性，正面在于其实用性，反面在于其过分功利性及其对伦理道德价值观念的动摇。 二、技术的性质 1、技术目的性 ①任何技术的产生和发展，都是人类有意识、有目的活动的成果；②人类有目的、有计划、有步骤的技术活动推动了技术的不断发展。 2、技术的创新性（考试内容：技术的发展与发明和革新的关系；考试要求：理解（b）） ①创新性是技术的灵魂所在，任何技术的发展都需要创新；②技术创新常表现为技术革新和技术发明.：I技术革新一般是在原有技术的基础上的变革和改进；II技术发明则是一项新技术的产生。③一些重要的技术的发明和革新对技术的发展具有巨大的推动作用。 3.技术的综合性（考试内容：技术与科学的区别与联系；考试要求：理解（b）） ①技术作为创造性劳动的成果，技术发明者在技术实现价值的过程中享有一定的权利，这些权利受法律保护；②知识产权制度体现了人们对知识的尊重和保护，并可以保持发明创造的积极性，使技术创新活动走向良性循环。 专利申请过程：1、提交申请；2、受理；3、初审；4、公布；5、实质审查；6、授权。 三、技术的未来（考试内容：技术的发展趋势，对技术的情感和理性态度考试要求：理解（b）） 技术的未来既充满希望，也隐含威胁。理性地看待技术的未来，才不至于迷失在技术的世界里 第二章---技术世界中的设计 一、技术与设计的关系 1.技术的发展离不开设计 ①设计成为推进技术发展的重要驱动力；②设计是技术成果转化的桥梁和纽带；③设计促进技术的革新，改进产品的性能。 2.技术更新对设计产生重要影响 ①技术是设计的平台，没有技术做基础，设计将难以表现和实现；②技术更新为设计提供了广阔的发展空间；③技术进步促进人们设计思维和手段的发展。 3.设计的丰富内涵 ①设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动；②技术设计侧重功能、结构、材料、程序、工艺、实用等，围绕技术的目的而展开；③艺术设计侧重欣赏、审美、色彩、造型、视觉效果、包装等，强调感觉的需要
江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图
教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及， 所以又有亲切 感
第二节传感器的应用 浙江省天台育青中学许智岳 一、教学目标： 1．知识与技能：认识常见的传感器，了解传感器的应用 能进行简单传感器应用电路的制作 能了解三极管的作用 2．过程与方法：通过实验结合从而了解红外传感器、光敏传感器、热敏传感器、湿敏等的一般应用，进一步总结出传感器生活生产等方面的应用 3．情感、态度与价值观: 激发学生的学习兴趣，培养动手能力，提高创新意识，提高理论知识与实际相结合的综合实践能力。 学生分析：由于所教的学生对于控制及电子还是零接触零基础，所以本节课的安排也是从这点发出：首先从找传感器到认识传感器及其一些特性，再从符合学生思维的电路出发步步探索下去，最终能使学生理解传感器在生活生产等领域的应用，并能制作出简单的传感器应用模型。 二、教学重难点：能进行简单传感器应用电路的制作 能了解并应能用三极管 三、教学方法：讲述法、学生分组练习探究、教师演示等 四、教学过程： 引入：学生观看《偷天陷井》电影片段从中找出相关的传感器并能简单理解这种传感器在电影起到什么作用？ 新课过程： 活动一认一认：常见的传感器的认知 根据上节课上的内容与桌面上的传感器，同学们能认出哪些常见的传感器，电阻值是如何变化？ 我们认识了那么多传感器，那如何将它们应用到实际的生产生活或国防中去呢，比如电影中的情节是怎么实现的呢？ 教师展示电影出的红外线防盗，并讲解其工作原理，当红外线照射时其电阻较小电路被断路，当阻断时电阻变大电路导通（当然要么实现还要用到非常重要的电子原件，等会介绍）。当这模型除了防盗还有没有其它用处？
学生简单回答，教师小结，如课文P34页工业的的计数、检测空瓶，生活中自动门铃，商店自动门迎（会说你好欢迎光临）等等。同学们是不是也想做一做这电子控制呢，当然我们要一步步来。 活动二用一用： 首先我们就在要认识到：有些同学会把传感器当普通开关一样将之串入电路中就行了？如下图 他们的理由是，当无光照里光敏传感器电阻非常大相当于断路，LED是不会发光，发有光照里光敏传感器电阻变小电路就导通，LED是就发光。但实际实验时光敏电阻直接接入电路是无法实现的这又是什么呢？ 学生简单思考教师解释。 所以在实际应用时还要配上其它电子原件组成电路才能使用，常见的配合电子原件是三极管。 接下来我们就做一做根据下面的电路实验图操作并完成下面表格： 活动三扩一扩1：同学们能不能根据传感器的电阻变化特点与三极管b极受高低电频特点分析制作出:1、水位检测控制器2、热敏传感器控制LED或（或蜂鸣器）3、利用光敏二极管制作出电影里的演示模型功能。 电路图如下：
通用技术《认识传感器》课件及其教案 选修 选修1：电子控制技术 电子控制技术是一门运用电子电路实现信息或能量改变的技术。本模块提供了学习设计和制作电子控制系统的机会，以使学生接触和尝试解决更具有趣味、更富有价值的技术问题。 本模块由“传感器”“数字电路”“电磁继电器”和“电子控制系统及其应用”四个主题组成。前面三个主题分别阐述电子控制系统的三个组成部分，突出各个组成部分的作用。第四个主题是将前三个主题组合成一个控制系统，并通过应用性设计，对“技术与设计1”和“技术与设计2”内容进行应用、综合和拓展。 通过本模块的学习，学生应该了解电子控制电路的构成，知道数字电路的基础知识及其在电子控制技术中的应用；学会设计和安装电子控制电路，能运用系统的方法分析电子控制的过程和可能发生的故障，并用试验的方法进行优化，以提高解决实际技术问题的能力。 教学中应密切结合学生的生活经验和典型实例，把重点放在电子控制电路的实际运用和改进上，强调综合运用系统和控制的方法，分析和解决设计中遇到的问题。 (一) 传感器 【课程目标】 1．认识常见的传感器，能用多用电表检测传感器。 2．知道传感器的作用及其应用。 【学习要求】 1．能认识常见传感器的实物外形和电路符号。 2．能使用多用电表检测光敏传感器、热敏传感器等常见传感器。 3．知道传感器的作用和应用。 【教学建议】 1．在教学中，应尽量收集多种传感器实物，让学生从外形上认识常见的传感器。 2．在教学中，可通过人体的感觉器官与传感器的对应类比，引入并认识传感器的特性。 3．在传感器的应用案例教学中，可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关的技术资料等多种方式，了解各种传感器在生活、生产、军事等方面的应用，分析它在电子控制系统中的作用。如：热敏传感器可以在自动电饭锅、冰箱等电器中用来控制温度。 (二) 数字电路 【课程目标】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号的优点。 2．知道数字信号中“1”和“0”的意义，了解数字电路是一种能够方便地处理“1”和“0”两种状态的电路。 3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用。 4．熟悉与门、或门和非门等三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 5．知道与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 6．知道常见的数字集成电路的类型，并能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。 7．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。 【学习要求】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号中“1”和“0”
课程标准 课程名称：传感器技术及应用 课程代码：05008 适用专业：应用电子技术、通信技术 学时：72 学分：4.5 制订人： 审核： 《传感器技术及应用》学习领域（课程）标准
一、学习领域（课程）综述 （一）学习领域定位 “传感器技术”学习领域由岗位群的“电子产品技术支持岗位”行动领域转化而来，是构成应用电子技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一： （二）设计思路 本课程标准的总体设计思路：变三段式课程体系为任务引领型课程体系，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，以“工作项目”为主线，创设工作情景，结合职业技能证书考证，培养学生的实践动手能力。 本课程标准以生产过程自动化技术等机电化类专业学生的就业为导向，根据行业专家对生产过程自动化技术等专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，同时遵循高等职业院校学生的认知规律，紧密结合职业资格证书中相关考核要求，确定本课程的工作模块和课程内容。为了充分体现工作过程导向课程思想，本课程按照完成项目的基本工作过程项目熟悉了解→方案设计→系统流程图的绘制→系统软件和硬件的集成开发→控制系统安装调试→用户现场安装调试→项目竣工验收→用户指南、技术说明书等技术资料的编写与整理”的整个工作过程进行课程内容安排，选择具有代表性的几个项目为载体组织课程内容。 （三）学习领域（课程）目标 1. 方法能力目标： 能对自已的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习的能力；
《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。 二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式：闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中：理论38学时，实验10学时 五、课程教学内容与学时 （一）传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。
从化二中通用技术必修1教学教案 第三章 怎样进行设计 第四节 怎样挑选材料 学情及教材分析 学生情况 教学措施 1、学生通过第二章学习，了解了设计的一般过程，急于想动手设计，但不知道该如何开展设计工作。 2、学生对“问题”并不陌生，从小到大，他们已经接触了各种各样的问题。在传统教育底下的学生多数是被动的接受问题，没有主动去发现问题的意识，遇到问题总是退缩和回避。对于发现技术问题的途径与方法，学生可能知道可以从观察日常生活来发现问题，但对其它的途径和方法并不了解。 如何让学生主动在生活中发现问题和提出问题，就成了本节课教学的难点。同时这里要让学生明确教材这里指的问题是技术问题。提高他们的发现问题和解决问题的能力是本节的重点。 教材分析 教学措施 课型 新授课 课题 怎样挑选材料 教学 目标 知识目标 熟悉设计的一般过程，能明确设计问题 能力目标 初步掌握设计问题的价值分析 情感目标 培养合作学习，学会多角度思考问题 重点 1、 在引入的“观察与思考”中，如何引导学生正确思考； 2、 在“明确设计要解决的技术问题”上着重从宏观讲技术问题是否能解决、是否当前 可以解决、是否值得解决； 难点 1、 在引入的“观察与思考”中，如何引导学生正确思考 2、 在拓展与应用环节，分析类似于水变油的问题是否有价值。 教学方法 合作学习，归纳 课时安排 1 教具 TOP2000网络教学平台，直接使用Powerpoint 软件进行广播 板书设计 思考：1、大海啸造成如此这大的损失，有何应对良策？如何解决？ 思路： 需要 产生问题 设计系统 满足需求？ 2、设计的步骤 3、设计问题的来源 4发现问题的途径与方法 5、明确问题 6、水变油等问题的价值分析