案例3 自主地建构有关传感器的知识
某班同学在讨论传感器的应用时,学生列举出了传感器在红外线自动移动门、马路自动控制照明电灯、自动控制温度的电熨斗、条形码读取器等中应用的实例。为了让学生进一步在实例中发现问题,并通过自主学习主动地建构有关电子控制系统的知识,老师因势利导,要求学生使用“技术与设计2”中已学过的系统思想方法去分析传感器在上述实例中的作用。为此,组成了项目研究小组。
在小组交流会上,在超市考察“光敏传感器在条形码读取器中的应用”的小组,准备了调查报告,叙述了调查的主题、过程、分析问题的方法和讨论的结论,并在黑板上用方框图的形式画出了条形码读取器的工作流程:
发射激光→条形码→反射激光→读取器→计算机→显示器
接着,组长详细介绍了在调查研究中引出的一个疑难技术问题:一般光敏传感器只能识别有光或无光的单一状态,条形码由一组黑白相间的条形带组合而成。当条形码识读器发出的激光照射到条形码时,经条形码反射后变成了随条形码变化的一组复杂的光。那么,它是通过什么技术方法使光敏传感器去识别这复杂的反射光?问题一提出,立即引起了全班同学的兴趣,老师对学生提出这个技术含量很高的问题组织了讨论。
最后,教师要求全班同学带着这个问题更深入地继续研究,将研究的结果出版一期专刊。一周后,标题为“揭开条形码读取器的奥秘”专刊与大家见面了。专刊内容十分丰富,一篇名为“不要被视觉迷惑”的文章中提出了“读取器发出的是一束扫描激光,由于扫描速度很快,产生了视觉暂留效应,所以我们看到的是一条光线”;另一篇访谈报告介绍了他们访问有关工程技术专家的经过,叙述了读取器中的光敏传感器的工作过程:“先发出一束扫描激光,由于各种条形码之间的间隔不同,经条形码反射的光是一组时间间隔不同的光束。经光敏传感器接收处理后,光束变成一组断续的数字信号。然后将数字信号送入计算机去处理、识别……”;还有一篇文章专为“数字信号”作了注释;……
经过调查、交流和出版专刊等活动,同学们获得了更广、更深层次的关于传感器的知识,并学到了具有普遍意义的、更富有价值的技术思想方法。
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