(教學(xué)設(shè)計(jì))第5章 第2節(jié) 傳感器的應(yīng)用 第3節(jié) 用傳感器制作自動(dòng)控制裝置2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第二冊(cè)(粵教版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第5章第2節(jié)傳感器的應(yīng)用第3節(jié)用傳感器制作自動(dòng)控制裝置2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第二冊(cè)(粵教版2019)主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱(chēng)：傳感器的應(yīng)用與自動(dòng)控制裝置制作

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：2023-2024學(xué)年高中物理選擇性必修第二冊(cè)（粵教版2019），高二（1）班

3.授課時(shí)間：2023年11月3日，第3節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，包括科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三個(gè)維度。通過(guò)學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用和自動(dòng)控制裝置制作，學(xué)生將能夠：

1.運(yùn)用科學(xué)探究方法，自主探究傳感器的原理和功能，提高問(wèn)題解決能力。

2.培養(yǎng)科學(xué)思維，通過(guò)分析傳感器在自動(dòng)控制裝置中的應(yīng)用，理解物理現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。

3.樹(shù)立科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀(guān)，認(rèn)識(shí)物理知識(shí)在實(shí)際生活中的重要性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了傳感器的初步知識(shí)，包括傳感器的定義、種類(lèi)和基本原理。他們還了解了一些簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置的工作原理。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作感興趣，特別是那些能夠直觀(guān)展示物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)。他們中的大多數(shù)人具有較強(qiáng)的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力，喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解傳感器的高級(jí)應(yīng)用和自動(dòng)控制裝置的原理方面，學(xué)生可能會(huì)遇到一些困難。特別是對(duì)于如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際情況的問(wèn)題，學(xué)生可能缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外，部分學(xué)生可能在電路設(shè)計(jì)和編程方面存在基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第二冊(cè)（粵教版2019）》以及相關(guān)的學(xué)習(xí)資料。

2.輔助材料：收集整理與傳感器的應(yīng)用和自動(dòng)控制裝置制作相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以直觀(guān)展示知識(shí)點(diǎn)。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備傳感器、電路元件、微控制器等實(shí)驗(yàn)器材，確保其完整性和安全性，為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，提前布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過(guò)程首先，我會(huì)以一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的自動(dòng)控制實(shí)例引入本節(jié)課的主題，例如智能家居中的溫度控制系統(tǒng)。然后，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生回顧一下之前所學(xué)的傳感器知識(shí)，包括傳感器的種類(lèi)、工作原理和特性。接下來(lái)，我會(huì)分發(fā)一些傳感器元件，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，讓他們親自觀(guān)察傳感器在不同條件下的輸出信號(hào)變化，從而加深他們對(duì)傳感器工作的理解。

在學(xué)生對(duì)傳感器有了更深入的理解之后，我會(huì)引入自動(dòng)控制裝置的概念，并解釋傳感器在自動(dòng)控制裝置中的作用。我會(huì)通過(guò)一些具體的實(shí)例，如自動(dòng)恒溫器、自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)等，來(lái)說(shuō)明傳感器和自動(dòng)控制裝置在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

然后，我會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓他們思考如何利用傳感器和自動(dòng)控制裝置來(lái)解決一些實(shí)際問(wèn)題。例如，他們可以設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，或者是一個(gè)基于傳感器的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。

在學(xué)生完成小組討論后，我會(huì)邀請(qǐng)一些學(xué)生來(lái)展示他們的設(shè)計(jì)，并解釋他們是如何利用傳感器和自動(dòng)控制裝置來(lái)解決問(wèn)題的。我會(huì)根據(jù)學(xué)生的展示，給予他們反饋和建議，以幫助他們進(jìn)一步改進(jìn)他們的設(shè)計(jì)。

最后，我會(huì)對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并強(qiáng)調(diào)傳感器和自動(dòng)控制裝置在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性。我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中多觀(guān)察和思考，如何利用所學(xué)的物理知識(shí)來(lái)改善我們的生活。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）傳感器應(yīng)用案例：介紹一些傳感器在工業(yè)、醫(yī)療、家居等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如智能工廠(chǎng)中的傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備中的傳感器檢測(cè)技術(shù)等。

（2）自動(dòng)控制裝置原理：講解自動(dòng)控制裝置的基本原理，如PID控制、模糊控制等，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和局限。

（3）編程與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：提供一些編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)平臺(tái)的使用方法，如Arduino、Python等，以及如何利用這些工具進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（4）創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐：分享一些創(chuàng)新項(xiàng)目案例，如智能農(nóng)業(yè)、智能交通等，讓學(xué)生了解如何將傳感器和自動(dòng)控制裝置應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決中。

2.拓展建議：

（1）讓學(xué)生結(jié)合本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，選擇一個(gè)感興趣的領(lǐng)域，調(diào)查相關(guān)的傳感器應(yīng)用案例，并在課堂上進(jìn)行分享。

（2）組織學(xué)生進(jìn)行小組項(xiàng)目，利用傳感器和自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的創(chuàng)新項(xiàng)目，如智能家居控制系統(tǒng)、智能停車(chē)場(chǎng)等。

（3）鼓勵(lì)學(xué)生參加各類(lèi)科技創(chuàng)新競(jìng)賽，如全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽等，鍛煉他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

（4）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新興技術(shù)的發(fā)展，如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等，了解這些技術(shù)在傳感器和自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

（5）建議學(xué)生在課外閱讀相關(guān)書(shū)籍、學(xué)術(shù)論文和實(shí)踐教程，加深對(duì)傳感器和自動(dòng)控制裝置的理解，提高自己的綜合素質(zhì)。教學(xué)反思與改進(jìn)在今天的課堂上，我讓學(xué)生們通過(guò)實(shí)驗(yàn)和小組討論的方式，深入了解了傳感器的應(yīng)用和自動(dòng)控制裝置的原理。從學(xué)生的反饋來(lái)看，他們對(duì)于傳感器的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也掌握了如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決中。

然而，在教學(xué)過(guò)程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。首先，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，由于時(shí)間安排不夠充分，部分學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)操作，影響了他們對(duì)傳感器工作原理的深入理解。因此，在未來(lái)的教學(xué)中，我需要適當(dāng)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，確保每位學(xué)生都有足夠的機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)踐操作。

其次，在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于如何將傳感器與自動(dòng)控制裝置結(jié)合起來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題感到困惑。針對(duì)這一問(wèn)題，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中加入更多具體的案例分析，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

此外，在課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于提出問(wèn)題和參與討論的熱情不高。為了激發(fā)學(xué)生的積極性，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中采用更多互動(dòng)式教學(xué)方法，如問(wèn)題引導(dǎo)、小組競(jìng)賽等，以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣。

最后，在教學(xué)資源拓展方面，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于新興技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等與傳感器和自動(dòng)控制裝置相關(guān)的應(yīng)用前景了解不足。為了彌補(bǔ)這一缺陷，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中引入更多相關(guān)領(lǐng)域的資料和案例，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。板書(shū)設(shè)計(jì)①藝術(shù)性：在板書(shū)設(shè)計(jì)中，我將會(huì)使用清晰的字體和顏色搭配，使得板書(shū)看起來(lái)既美觀(guān)又易于閱讀。我會(huì)盡量使用圖示、圖表等視覺(jué)元素，以直觀(guān)的方式呈現(xiàn)傳感器和自動(dòng)控制裝置的工作原理，使得學(xué)生能夠更容易地理解和記憶。

②趣味性：為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我會(huì)在板書(shū)中加入一些有趣的比喻或小笑話(huà)。例如，將傳感器比作“科技的眼睛”，讓學(xué)生通過(guò)傳感器“看”到物理現(xiàn)象的變化?；蛘咴诮忉屪詣?dòng)控制裝置時(shí)，將其比作“智能的調(diào)節(jié)器”，調(diào)節(jié)我們的生活。

③重點(diǎn)突出：在板書(shū)中，我會(huì)用不同的方式突出本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。例如，我將使用較大的字體和下劃線(xiàn)來(lái)強(qiáng)調(diào)傳感器的種類(lèi)、工作原理和特性。對(duì)于自動(dòng)控制裝置的原理和應(yīng)用，我會(huì)用流程圖或圖解的方式來(lái)展示，使得學(xué)生能夠一目了然地理解其工作流程。同時(shí)，我也會(huì)用不同的顏色標(biāo)注出傳感器和自動(dòng)控制裝置在實(shí)際應(yīng)用中的重要性和作用。課堂1.課堂評(píng)價(jià)：

在課堂上，我將通過(guò)以下方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)：

提問(wèn)：通過(guò)提問(wèn)，了解學(xué)生對(duì)傳感器和自動(dòng)控制裝置的理解程度，以及他們能否將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決中。

觀(guān)察：在實(shí)驗(yàn)和小組討論環(huán)節(jié)，觀(guān)察學(xué)生的操作技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和問(wèn)題解決能力。

測(cè)試：在課程結(jié)束后，進(jìn)行一次簡(jiǎn)單的書(shū)面測(cè)試，以評(píng)估學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度。