Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề Vật lí 11 Cánh diều CĐ 3 Bài 1: Thiết bị cảm biến và khuếch đại thuật toán (5 tiết)

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

CHUYÊN ĐỀ 3: MỞ ĐẦU VỀ ĐIỆN TỬ HỌC

BÀI 1: THIẾT BỊ CẢM BIẾN VÀ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (5 TIẾT)

1. MỤC TIÊU
2. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Thảo luận, đề xuất, chọn phương án và thực hiện được dự án tìm hiểu:

+ Phân loại cảm biến (sensor) theo: nguyên tắc hoạt động, phạm vi sử dụng, hiệu quả kinh tế.

+ Nguyên tắc hoạt động của: điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR), điện trở nhiệt.

+ Tính chất cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán (op-amp) lí tưởng.

• Tham quan thực tế (hoặc qua tài liệu đa phương tiện), thảo luận để nêu được một số ứng dụng chính của thiết bị cảm biến và nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến.

2. Năng lực

Năng lực chung:

• Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua quá trình tìm câu trả lời cho các câu thảo luận và bài tập trong SCĐ.
• Giao tiếp và hợp tác: Biết khiêm tốn tiếp thu sự góp ý và nhiệt tình chia sẻ, hỗ trợ các thành viên trong nhóm khi thực hiện nhiệm vụ trong quá trình hoạt động nhóm.
• Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến thiết bị cảm biến và khuếch đại thuật toán, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực vật lí:

• Nêu được định nghĩa cảm biến.
• Phân loại được cảm biến theo các tiêu chí khác nhau.
• Nêu được nguyên tắc hoạt động của bộ cảm biến dùng LDR.
• Nêu được nguyên tắc hoạt động của bộ cảm biến dùng trở nhiệt.
• Nêu được tính chất cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán (op-amp) lí tưởng.

3. Phẩm chất

• Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập.

1. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
2. Đối với giáo viên:

• SCĐ Vật lí 11, SGV Vật lí 11, Kế hoạch dạy học.
• Ảnh hoặc video về một số hiện tượng được đề cập đến trong SCĐ: hình ảnh một số loại cảm biến áp suất, hình ảnh lồng ấp trứng, hình ảnh đồ thị biểu diễn điện trở của LDR thay đổi theo cường độ sáng, tính theo đơn vị lux,…
• Máy chiếu, máy tính (nếu có).

2. Đối với học sinh:

• SCĐ Vật lí 11.
• Tư liệu, tranh ảnh, video liên quan đến biến điệu và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
2. Mục tiêu: Thông qua một số ví dụ trong thực tiễn, HS phân tích và nêu vấn đề về cảm biến.
3. Nội dung: GV cho HS quan sát hình ảnh/video, đặt câu hỏi cho HS thảo luận và nêu vấn đề về nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến.
4. Sản phẩm học tập: HS thảo luận về câu hỏi trong phần khởi động của bài học, trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để nêu được vấn đề về nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến.
5. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh lồng ấp trứng có cảm biến nhiệt độ (hình 1.1) cho HS quan sát và đặt vấn đề

Ngày nay, các thiết bị điện tử, đặc biệt các thiết bị cảm biến được dùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực.

Ở hình 1.1, cảm biến nhiệt độ bên trong lồng ấp trứng gà sẽ giúp bộ xử lí điều khiển các thiết bị sưởi ấm và làm mát để giữ nhiệt độ ổn định phù hợp với việc ấp trứng. Lồng ấp trứng giống như một gà mẹ khổng lồ mà sau mỗi lần "ấp ủ" đã cho ra đời hàng trăm chú gà con, giúp nâng cao năng suất ấp trứng gà.

- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: Các cảm biến đã hoạt động theo cách thức như thế nào mà làm được những công việc như vậy?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình ảnh và đưa ra câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV tiếp nhận câu trả lời dẫn dắt HS vào bài: Để trả lời câu hỏi này chúng ta vào bài học ngày hôm nay: Bài 1: Thiết bị cảm biến và khuếch đại thuật toán.

1. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Định nghĩa cảm biến

1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động này, HS sẽ định nghĩa được cảm biến.
2. Nội dung: GV tổ chức cho HS thực hiện các hoạt động theo SCĐ để HS nêu được định nghĩa và cấu trúc của cảm biến.
3. Sản phẩm học tập: HS thảo luận và rút ra được kết quả thực hiện nêu được định nghĩa và cấu trúc của cảm biến.
4. Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 2. Phân loại cảm biến

1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động này, HS sẽ phân loại được cảm biến theo các tiêu chí khác nhau.
2. Nội dung: GV tổ chức cho HS thực hiện các hoạt động theo SCĐ để HS phân loại được cảm biến theo nguyên tắc hoạt động, theo phạm vi sử dụng và theo hiệu quả kinh tế.
3. Sản phẩm học tập: HS thảo luận và rút ra được kết quả thực hiện phân loại cảm biến.
4. Tổ chức thực hiện: