专题性项目设计在通用技术教学中的应用以光敏电阻的识别和应用的教学设计为例,该文是项目设计类有关论文怎么撰写和光敏电阻和通用技术教学和教学设计有关论文范例.
项目设计论文参考文献：
张启军
（江苏省南京市金陵中学,210005）
一、设计思路
苏教版通用技术教材“认识常见的传感器”包括认识常见的传感器和知道传感器的作用两部分内容.按照传统的教学设计,一般分为5个课时,前3个课时是认识传感器,通过人体的五种感觉器官与传感器之间的对比,认识常见的传感器.通过小实验能用多用表检测传感器；后2个课时是传感器的作用,通过对各种传感器应用案例的学习,知道传感器的作用及应用.笔者围绕“设计制作一个自动控制的小产品”专题性项目设计展开.在教学载体上,选择了CDS光敏电阻.运用STEM教育理念设计了一个专题项目,由生活中遇到的实际问题引出,结合科学、物理、数学、技术以及工程的知识形成最终的问题解决方案.具体设计思路如下图所示：
二、课标与教材分析
本课内容在课程标准中的相关条目为“认识常见的传感器,能用多用电表检测传感器.例如常见的传感器有光敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、声敏传感器、气敏传感器、力传感器和位移传感器等.知道传感器的作用及其应用.例如,不同的传感器可以用来收集不同的信息,并把它转变为电信号.”“光敏电阻的识别与应用”是苏教版通用技术选修教材《电子控制技术》中第二单元“电子控制系统信息的获取与转换”专题中的基础教学内容.本专题教材安排“认识常见的传感器”“传感器的应用”两部分内容.
电子控制系统中的信息获取与转换是由输入部分完成的.传感器接受外界各种信息的物理量（如湿度、温度、光、压力、磁、超声波等）或者化学量（如化学物质的味道、气味或某种化学成分）,将它们转换成易于处理和传输的电信号,传输给控制部分进行处理.因此,传感器是电子控制系统中输入部分,或者说是信号采集部分,在电子控制系统中是必不可少的.所以,本节课内容是电子控制技术的源头,是学好电子控制技术的基础.根据课标要求,以及学校实际情况,选择“设计制作一个自动控制的小产品”专题性项目设计展开.自动控制的小产品一般包含信号采集部分、数据处理部分及动作执行部分,信号采集部分一般都由传感器去实现,光敏电阻是一种在生活中应用广泛的常见传感器.本节课选择光敏电阻来讲述信号采集及简单控制应用.
三、学情分析
教授对象是高二学生.学生对电阻、二极管等常见的元器件有感性的认识,能简单地识别和测量；对万用表有一定的使用基础.学生第一次接触光敏电阻,在通用技术课堂上对不同环境下物理量的测量也是第一次,因此需要正确的引导.学生有一定的物理电学基础,对简单的电路会做物理分析,但电路设计对他们来说有难度,需有步骤地从简单人手.学生会使用电烙铁,有一定的焊接基础,但把电路原理图反应到实际的安装调试中去对学生来讲需要一个适应及规范的过程,需要教师正确地引导及指导.
四、教学目标和重难点
1．通过观察认识光敏电阻,利用万用表在不同光源环境下测量光敏电阻的阻值,熟悉光敏电阻的物理特性.
2．通过光敏电阻对灯控制的分析和验证,熟悉光敏电阻的简单应用.
3．通过测量、安装、调试,学会规范、安全使用工具,熟悉电子设计与制作.
教学的重点是熟悉光敏电阻的物理特性,难点是能通过技术的手段掌握光敏电阻的应用.本课教学需要用的器材有光敏电阻、万用表、电烙铁、电源、斜口钳及其他电子元器件.
五、教学过程
(一)导入新课
师（分享问题）上周,物理组崔老师给了我一段LED灯带,他希望我能帮他把这根灯带装进一个暗箱里,当暗箱门关上的时候,灯带能自动亮起来.于是,我们聊了一些关于灯和灯的控制问题,发现随着人们对光线的要求和视觉的追求不断提高,灯的种类越来越多,而灯的控制依旧那么经典.今天,我们一起来重温经典,帮崔老师解决灯带的问题.
师 教室或者家里的灯一般怎么来实现控制？
生 （预设）开关.当有需要的时候打开或者关闭开关来实现对灯的控制.
师有需要？崔老师的需要是什么？
生（预设）暗箱门关上的时候灯亮,开着的时候灯灭.
师门开或者关,对暗箱内部来说,是什么发生了变化？
生（预设）光线.
师光线,很好.那我们能借助什么样的元件来通过光线的改变实现对灯带的控制呢？
生光敏电阻.
师还能记得物理中提到过的光敏电阻,不错.今天,我就带着大家来探索光敏电阻对灯带的控制问题.
[设计意图]创设真实的问题情境,激发学生探究问题、学习新知识的兴趣,引出本节课的教学内容.
(二)认识光敏电阻
通过观察CDS光敏电阻的结构,让学生认识光敏电阻,了解物理特性.师 同学们在课桌上找出哪个是光敏电阻,大家仔细观察这个光敏电阻的结构,然后叙述.
（学生观察后回答问题.）
师对,它有两个电极,电极下面有两个导线,就是同学们说的引脚,电极与电极之间由一段CDS光导电膜隔开,这层光导电膜是光敏电阻的关键,它是一种半导体材料,在光线辐射作用下其导电率会发生改变.导电率发生变化,使什么物理量发生了变化？（学生思考后回答“电阻”.）
师怎么得来的？
（学生结合以前学过的知识回答问题.）
师很好,那究竟会发生什么样的变化？有没有规律？下面我们一起来探究.
[设计意图]采用引导一观察一分析一探究的形式,让学生知道CDS光敏电阻的内部结构、工作原理以及物理参数变化的条件,培养学生观察能力,以及运用已有知识解决实际问题的能力.
(三)光敏电阻的物理特性探究
学生利用万用表在不同光源环境下对光敏电阻进行测量,探究其物理特性.在不同环境下,利用万用表测量光敏电阻的阻值（同桌合作,记录测量数据）.
环境1：教学光源环境下；
环境2：关闭光源的情况下；
环境3：模拟黑暗环境情况下.
师我们来观察一下刚才几组同学的汇报结果,大家看看有没有哪两组或者哪几个对照数据相同？
（学生观察后回答“没有”.）
师为什么？
（学生思考回答“教室里每个点的光线都不一样”.）
师教室里各个点的关照都不一样,所以光敏电阻的测量结果一般都会不一样.下面,我们来找找规律,看看环境1、2、3的光线变化情况和光敏电阻的阻值变化情况有什么样的规律？
（学生根据三组环境数据总结规律.）
师不错,光线越来越暗,光敏电阻的阻值越来越大.那相应的光线变化和光敏电阻的阻值变化有什么样的关系？
（学生思考.）
师很好,光敏电阻的阻值大小随着光线越亮,其阻值越小；反之越大.那我们来看看能不能直接来控制灯？
[设计意图]把物理知识与技术操作相结合,学生通过操作、观察、分析得出相应结论,了解一般技术试验的方法.
(四)光敏电阻的应用
对照常见灯的控制设计光敏电阻的控制电路并验证.
师教室里灯的控制,如图2所示,一个220V的交流电源,一个接触开关就能实现控制.那我们能不能直接利用光敏电阻替代接触开关,如图3所示,让它实现自动控制呢？
（学生回答“不能”.）
师为什么不能？
（学生思考.）
师光敏电阻确实有自身的参数要求.我们再假设,在光照强的情况下,光敏电阻阻值小,并且能小到0；在没有光线的情况下,光敏电阻的阻值大,并且能达到极大,这个时候能不能达到对灯的自动控制呢？
（学生回答问题.）
师 能实现什么样的控制呢？是不是我们想要的自动控制？
[设计意图]光敏电阻的应用不等同于一般开关量的应用,它的两个极端不是理想的“0”或者“∞”,不可能简单地串联到电路中去,即使我们能理想地看待它,它也实现不了我们预设的要求.一方面要让学生意识到物理理论与技术处理之间的区别,光敏电阻的物理量一般只考虑电阻的变化,有光的时候多少,没有光的时候又是多少.而实际应该还要考虑光敏电阻的额定的功耗、电流和电压.另一方面,光敏电阻阻值变化的量不能简单地转化成开关量.这是一个假设,是一个不正确的假设,可能也是学生通常的一种思考方式,是让学生寻找正确的解决方法的一个过程.
(五)光敏电阻的应用设计
参照三极管的开关电路设计光敏电阻的应用并验证.
师我们来看一个曾经交流过的三极管的开关电路,如图4所示,当电阻Rp变大时,6极的电压会升高,当Vb≥0.7V时,三极管就处于导通状态,LED就会亮；当vb≤0.3V时,三极管就处于截止状态,LED就不亮.可变电阻发生变化时,就能实现对LED灯的控制.光敏电阻在不同的光线下,其电阻发生变化,如图5所示,这种电阻的变化能不能通过三极管的开关电路实现控制呢？
（学生思考回答问题.）
[设计意图]三极管的开关电路,是把电阻量变化转化成开关量的“开”与“关”最常见的电路.学生掌握的不仅仅是单纯的如何利用光敏电阻来实现对LED的控制,更是对以往所学知识的迁移和运用.
(六)学生活动
对光敏电阻应用的设计电路进行实践验证.根据设计图安装调试“光控灯”电路,如图5所示,其步骤为：根据设计图安装元器件一调试一计算偏置电阻R（课后）.条件：光线暗,V≥0. 7V,RL已知测量值,U等于3V；光线亮,Vb≤0.3V,RL已知测量值,U 等于3V,求：R的范围.
学生实验验证.随后,教师引导学生分析解决崔老师的问题,并演示验证.
师 现在我们利用光敏电阻可以控制LED,要解决崔老师的问题,我们要把LED换成220V的灯带该如何改进电路？
（学生思考.）
师用继电器替代LED,再利用继电器控制灯带,这样我们就能解决崔老师的问题了,那我们来试试能不能成功.
（学生制作.）
[设计意图]通过学生活动,帮助学生解决问题,使他们获得成功,树立起用技术解决问题的信心.
（七）教学拓展
光敏电阻控制LED灯的亮与灭,有光的时候三极管开关电路保持原状态,没光的时候三极管电路处在通的状态,实现对LED的控制,是一种没有光实现控制的电路.假如,我们需要有光实现控制,在开关电路的设计里有什么不同？如何实现？光敏电阻还可能应用到哪些场合？谈谈你们的创意？根据设计创意,确定一个“设计制作自动控制的小产品”,制定简单方案,下节课交流.
[设计意图]拓展知识,让学生了解光敏电阻在其他情境下的应用和具体实现的方法；承上启下,回到专题项目“设计与制作自动控制的小产品”,让学生通过知识的学习形成自己解决生活中实际问题的可能.
六、教学反思
本节课的知识点主要由4个教学片段和3个学生活动组成,需要讲解的内容不多,但是每个教学片段或学生活动都或多或少地与学生的学习和生活相关,涉及科学、数学、技术与工程等多学科知识,学生需要有思考的过程.特别是学生活动中要规范操作方法和注意工具的使用安全,加上实际制作验证就显得时间比较紧张.在整个教学设计中,虽然运用了STEM教育理念,强调多学科的交叉与融合,但是教师具备的知识有限,相互间融会贯通仍有欠缺,与STEM教育还是有一定的距离.本节课上,学生使用工具和实际焊接操作比较多,由于一节课的时间是有限的,安排又很紧凑,给予学生的提示和指导较少,对于学生来说,操作起来难免会盲目或者手忙脚乱.教师在学生交流环节,往往对作品优秀、工艺熟练的学生关注较多,常常将他们的作品和经验展示出来作为范例,而对于学生存在的问题,有的关注到了,有的则被忽略了,需要更好地调整教学内容和教学方法,力争面向全体学生,想办法提高课堂教学效率.
小结：此文为一篇关于光敏电阻和通用技术教学和教学设计方面的项目设计论文题目、论文提纲、项目设计论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
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