【核心素養(yǎng)】5.2 常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計(jì)

【核心素養(yǎng)】5.2常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱(chēng)：物理——5.2常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：八年級(jí)（3）班

3.授課時(shí)間：2023年5月15日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)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)，具體目標(biāo)如下：1）科學(xué)思維：通過(guò)探究傳感器的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和推理能力；2）實(shí)踐創(chuàng)新：通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用傳感器解決實(shí)際問(wèn)題的能力；3）科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究精神，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣；4）科學(xué)精神：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，追求真理的精神。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解傳感器在實(shí)際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.傳感器的定義和工作原理。

2.常見(jiàn)傳感器（如光敏傳感器、熱敏傳感器等）的應(yīng)用實(shí)例。

難點(diǎn)：

1.傳感器內(nèi)部工作原理的深入理解。

2.傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的電路連接及調(diào)試。

解決辦法：

1.通過(guò)多媒體教學(xué)展示傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理動(dòng)畫(huà)，幫助學(xué)生形象理解傳感器的工作過(guò)程。

2.結(jié)合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手連接傳感器電路，觀察傳感器的響應(yīng)變化，增強(qiáng)實(shí)際操作能力。

3.舉例講解傳感器的應(yīng)用，如智能家居中的傳感器應(yīng)用，讓學(xué)生在具體情境中理解傳感器的功能。

4.分組討論，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題并嘗試解答，教師針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服理解上的困難。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1.軟硬件資源：計(jì)算機(jī)、投影儀、傳感器實(shí)驗(yàn)套件。

2.課程平臺(tái)：校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。

3.信息化資源：多媒體課件、傳感器工作原理動(dòng)畫(huà)、教學(xué)視頻。

4.教學(xué)手段：小組討論、實(shí)驗(yàn)演示、學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：以日常生活中常見(jiàn)的傳感器應(yīng)用為例，如自動(dòng)感應(yīng)燈，提問(wèn)學(xué)生其工作原理，引發(fā)學(xué)生的好奇心。

回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的電路知識(shí)，為引入傳感器的概念做鋪墊。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

講解新知：介紹傳感器的定義、分類(lèi)和工作原理，通過(guò)多媒體課件展示傳感器的基本結(jié)構(gòu)。

舉例說(shuō)明：以光敏傳感器為例，展示其在自動(dòng)感應(yīng)燈中的應(yīng)用，解釋其將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的原理。

互動(dòng)探究：將學(xué)生分組，每組發(fā)放傳感器實(shí)驗(yàn)套件，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手連接電路，觀察傳感器在不同條件下的響應(yīng)。

3.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的傳感器應(yīng)用電路，如溫度報(bào)警器。

教師指導(dǎo)：在學(xué)生設(shè)計(jì)電路時(shí)，教師巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決在電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

4.應(yīng)用拓展（約10分鐘）

提出挑戰(zhàn)：給出一個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，如智能家居系統(tǒng)，要求學(xué)生思考如何利用傳感器實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)。

小組討論：學(xué)生分組討論，提出解決方案，教師總結(jié)并點(diǎn)評(píng)。

5.總結(jié)反饋（約5分鐘）

總結(jié)回顧：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，確保學(xué)生對(duì)傳感器的工作原理及應(yīng)用有清晰的認(rèn)識(shí)。

反饋評(píng)價(jià)：學(xué)生反饋學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑問(wèn)和收獲，教師給予評(píng)價(jià)和指導(dǎo)。

6.作業(yè)布置（約5分鐘）

布置作業(yè)：要求學(xué)生根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，撰寫(xiě)一篇關(guān)于傳感器應(yīng)用的小論文，或設(shè)計(jì)一個(gè)傳感器應(yīng)用項(xiàng)目。

下節(jié)課預(yù)告：預(yù)告下節(jié)課將學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提醒學(xué)生做好預(yù)習(xí)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-傳感器技術(shù)發(fā)展歷史資料，了解傳感器技術(shù)的演變過(guò)程。

-傳感器在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等。

-傳感器的工作原理圖解，包括各種傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的詳細(xì)圖解。

-與傳感器相關(guān)的科普文章和視頻資料，加深學(xué)生對(duì)傳感器知識(shí)的理解。

-傳感器制造商提供的產(chǎn)品手冊(cè)和教程，了解市場(chǎng)上常見(jiàn)的傳感器類(lèi)型和特點(diǎn)。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生課后收集不同類(lèi)型傳感器的資料，進(jìn)行分類(lèi)整理，了解各自的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。

-建議學(xué)生參觀附近的科技展覽或博物館，觀察傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的使用情況。

-推薦學(xué)生閱讀相關(guān)的科技雜志和書(shū)籍，以拓展對(duì)傳感器技術(shù)和應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。

-指導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，搜索并學(xué)習(xí)傳感器的電路設(shè)計(jì)原理和實(shí)際案例分析。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科技小制作活動(dòng)，使用傳感器制作簡(jiǎn)單的應(yīng)用項(xiàng)目，如溫度控制器、光控開(kāi)關(guān)等。

-建議學(xué)生關(guān)注國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解最新的傳感器研究成果和應(yīng)用趨勢(shì)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加科技競(jìng)賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽，將傳感器應(yīng)用知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中。

-指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳感器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證傳感器的工作原理和應(yīng)用效果。

-建議學(xué)生撰寫(xiě)科技小論文，總結(jié)傳感器學(xué)習(xí)心得，提升寫(xiě)作和表達(dá)能力。典型例題講解例題1：光敏傳感器應(yīng)用

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)光控開(kāi)關(guān)電路，要求當(dāng)環(huán)境光線強(qiáng)度低于一定閾值時(shí)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，點(diǎn)亮一盞燈泡。

解答：使用光敏傳感器檢測(cè)環(huán)境光線強(qiáng)度，將光敏傳感器的輸出信號(hào)連接至比較器的輸入端，設(shè)定閾值電壓。當(dāng)光線強(qiáng)度低于閾值時(shí)，比較器輸出高電平信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制開(kāi)關(guān)閉合，點(diǎn)亮燈泡。

例題2：熱敏傳感器應(yīng)用

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度監(jiān)測(cè)器，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出警報(bào)。

解答：使用熱敏傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度，將傳感器的輸出信號(hào)連接至溫度控制器。設(shè)定一個(gè)溫度閾值，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)該閾值時(shí)，溫度控制器激活警報(bào)器，發(fā)出警報(bào)。

例題3：壓力傳感器應(yīng)用

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)用于測(cè)量液體壓力的裝置，當(dāng)液體壓力超過(guò)安全值時(shí)，自動(dòng)切斷泵的電源。

解答：將壓力傳感器安裝于液體容器中，傳感器輸出信號(hào)連接至壓力控制器。設(shè)定一個(gè)安全壓力值，當(dāng)液體壓力超過(guò)該值時(shí)，壓力控制器發(fā)出信號(hào)，切斷泵的電源，保證系統(tǒng)安全。

例題4：超聲波傳感器應(yīng)用

題目：使用超聲波傳感器測(cè)量距離，并設(shè)計(jì)一個(gè)電路，當(dāng)測(cè)量到的距離小于設(shè)定值時(shí)，點(diǎn)亮一個(gè)指示燈。

解答：超聲波傳感器發(fā)送超聲波信號(hào)，接收反射回來(lái)的信號(hào)，計(jì)算距離。將距離信號(hào)連接至比較器，設(shè)定一個(gè)距離閾值。當(dāng)測(cè)量到的距離小于該閾值時(shí)，比較器輸出高電平，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路點(diǎn)亮指示燈。

例題5：氣體傳感器應(yīng)用

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)用于檢測(cè)有害氣體濃度的報(bào)警器，當(dāng)有害氣體濃度超過(guò)安全限時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警。

解答：使用氣體傳感器檢測(cè)有害氣體濃度，將傳感器輸出信號(hào)連接至報(bào)警控制器。設(shè)定一個(gè)有害氣體濃度的安全限值，當(dāng)濃度超過(guò)該限值時(shí)，報(bào)警控制器激活聲光報(bào)警器，發(fā)出警報(bào)。教學(xué)反思這節(jié)課結(jié)束后，我感到收獲頗豐，同時(shí)也對(duì)教學(xué)過(guò)程中的一些環(huán)節(jié)進(jìn)行了反思。傳感器作為物理學(xué)科中的一個(gè)重要部分，其工作原理和應(yīng)用對(duì)學(xué)生理解現(xiàn)代科技具有重要意義。

首先，導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)很成功，通過(guò)生活中的實(shí)際例子引起了學(xué)生的興趣，讓他們意識(shí)到物理知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用。但在回顧舊知部分，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)之前電路知識(shí)掌握得不夠扎實(shí)，這讓我意識(shí)到在今后的教學(xué)中需要更多地關(guān)注學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。

在新課呈現(xiàn)環(huán)節(jié)，我通過(guò)多媒體課件和實(shí)際操作相結(jié)合的方式講解了傳感器的工作原理，學(xué)生反應(yīng)良好。但在互動(dòng)探究環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)傳感器內(nèi)部電路的理解仍然不夠深入，這提示我在未來(lái)的教學(xué)中需要更多地引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，以增強(qiáng)他們的直觀感受和理解。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力得到了鍛煉，但我也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。有些學(xué)生在設(shè)計(jì)電路時(shí)遇到了困難，這可能是由于他們對(duì)傳感器原理的理解不夠深入，或者是實(shí)際操作能力有待提高。針對(duì)這一問(wèn)題，我計(jì)劃在后續(xù)的教學(xué)中增加更多的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實(shí)踐中不斷探索和學(xué)習(xí)。

此外，我也反思了本節(jié)課的教學(xué)資源使用情況。雖然我提供了豐富的教學(xué)資源，包括多媒體課件和實(shí)驗(yàn)套件，但我意識(shí)到學(xué)生在課后的自學(xué)過(guò)程中可能缺乏足夠的指導(dǎo)。因此，我計(jì)劃在下一節(jié)課上提供一些拓展資源和學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

最后，我認(rèn)為本節(jié)課的總結(jié)反饋環(huán)節(jié)較為匆忙，未能充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。未來(lái)，我會(huì)在課后留出更多時(shí)間與學(xué)生交流，了解他們的學(xué)習(xí)困惑和收獲，以便更好地調(diào)整教學(xué)策略。板書(shū)設(shè)計(jì)1.傳感器的基本概念

①傳感器的定義：將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的裝置。

②傳感器的分類(lèi)：光敏傳感器、熱敏傳感器、壓力傳感器等。

③傳感器的特性：靈敏度、線性度、穩(wěn)定性。

2.傳感器的工作原理

①光敏傳感器：利用光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

②熱敏傳感器：利用熱敏元件的阻值隨溫度變化而變化的特性。

③壓力傳感器：利用壓敏元件的阻值隨壓力變化而變化的特性