【核心素養(yǎng)】5.2 常見傳感器的工作原理及應用 教學設計

【核心素養(yǎng)】5.2常見傳感器的工作原理及應用教學設計主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：物理——5.2常見傳感器的工作原理及應用

2.教學年級和班級：八年級（3）班

3.授課時間：2023年5月15日

4.教學時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，具體目標如下：1）科學思維：通過探究傳感器的工作原理，培養(yǎng)學生的觀察能力和推理能力；2）實踐創(chuàng)新：通過動手實踐，培養(yǎng)學生運用傳感器解決實際問題的能力；3）科學態(tài)度：培養(yǎng)學生對科學現(xiàn)象的好奇心和探究精神，激發(fā)學習物理的興趣；4）科學精神：培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，追求真理的精神。通過本節(jié)課的學習，使學生能夠理解傳感器在實際生活中的應用，提高學生的物理學科素養(yǎng)。重點難點及解決辦法重點：

1.傳感器的定義和工作原理。

2.常見傳感器（如光敏傳感器、熱敏傳感器等）的應用實例。

難點：

1.傳感器內(nèi)部工作原理的深入理解。

2.傳感器在實際應用中的電路連接及調(diào)試。

解決辦法：

1.通過多媒體教學展示傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理動畫，幫助學生形象理解傳感器的工作過程。

2.結(jié)合實驗，讓學生親自動手連接傳感器電路，觀察傳感器的響應變化，增強實際操作能力。

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

4.分組討論，鼓勵學生提出問題并嘗試解答，教師針對學生的疑問進行個別指導，幫助學生克服理解上的困難。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源1.軟硬件資源：計算機、投影儀、傳感器實驗套件。

2.課程平臺：校園網(wǎng)絡教學平臺。

3.信息化資源：多媒體課件、傳感器工作原理動畫、教學視頻。

4.教學手段：小組討論、實驗演示、學生動手實踐。教學過程1.導入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：以日常生活中常見的傳感器應用為例，如自動感應燈，提問學生其工作原理，引發(fā)學生的好奇心。

回顧舊知：簡要回顧上節(jié)課學習的電路知識，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、分類和工作原理，通過多媒體課件展示傳感器的基本結(jié)構(gòu)。

舉例說明：以光敏傳感器為例，展示其在自動感應燈中的應用，解釋其將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的原理。

互動探究：將學生分組，每組發(fā)放傳感器實驗套件，指導學生動手連接電路，觀察傳感器在不同條件下的響應。

3.鞏固練習（約15分鐘）

學生活動：讓學生根據(jù)所學內(nèi)容，設計一個簡單的傳感器應用電路，如溫度報警器。

教師指導：在學生設計電路時，教師巡回指導，幫助學生解決在電路設計和實驗過程中遇到的問題。

4.應用拓展（約10分鐘）

提出挑戰(zhàn)：給出一個實際應用場景，如智能家居系統(tǒng)，要求學生思考如何利用傳感器實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測。

小組討論：學生分組討論，提出解決方案，教師總結(jié)并點評。

5.總結(jié)反饋（約5分鐘）

總結(jié)回顧：教師引導學生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，確保學生對傳感器的工作原理及應用有清晰的認識。

反饋評價：學生反饋學習過程中的疑問和收獲，教師給予評價和指導。

6.作業(yè)布置（約5分鐘）

布置作業(yè)：要求學生根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，撰寫一篇關(guān)于傳感器應用的小論文，或設計一個傳感器應用項目。

下節(jié)課預告：預告下節(jié)課將學習的內(nèi)容，提醒學生做好預習。教學資源拓展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)的演變過程。

-傳感器在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應用案例，如工業(yè)自動化、醫(yī)療設備、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)和工作原理的詳細圖解。

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

-傳感器制造商提供的產(chǎn)品手冊和教程，了解市場上常見的傳感器類型和特點。

2.拓展建議：

-鼓勵學生課后收集不同類型傳感器的資料，進行分類整理，了解各自的特點和應用領(lǐng)域。

-建議學生參觀附近的科技展覽或博物館，觀察傳感器在實際應用中的使用情況。

-推薦學生閱讀相關(guān)的科技雜志和書籍，以拓展對傳感器技術(shù)和應用的認識。

-指導學生利用網(wǎng)絡資源，搜索并學習傳感器的電路設計原理和實際案例分析。

-鼓勵學生參與科技小制作活動，使用傳感器制作簡單的應用項目，如溫度控制器、光控開關(guān)等。

-建議學生關(guān)注國內(nèi)外傳感器技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，了解最新的傳感器研究成果和應用趨勢。

-鼓勵學生參加科技競賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽，將傳感器應用知識應用于實際項目中。

-指導學生進行傳感器相關(guān)的實驗設計，通過實驗驗證傳感器的工作原理和應用效果。

-建議學生撰寫科技小論文，總結(jié)傳感器學習心得，提升寫作和表達能力。典型例題講解例題1：光敏傳感器應用

題目：設計一個光控開關(guān)電路，要求當環(huán)境光線強度低于一定閾值時，開關(guān)自動閉合，點亮一盞燈泡。

解答：使用光敏傳感器檢測環(huán)境光線強度，將光敏傳感器的輸出信號連接至比較器的輸入端，設定閾值電壓。當光線強度低于閾值時，比較器輸出高電平信號，通過驅(qū)動電路控制開關(guān)閉合，點亮燈泡。

例題2：熱敏傳感器應用

題目：設計一個簡單的溫度監(jiān)測器，當環(huán)境溫度超過設定值時，發(fā)出警報。

解答：使用熱敏傳感器檢測環(huán)境溫度，將傳感器的輸出信號連接至溫度控制器。設定一個溫度閾值，當環(huán)境溫度超過該閾值時，溫度控制器激活警報器，發(fā)出警報。

例題3：壓力傳感器應用

題目：設計一個用于測量液體壓力的裝置，當液體壓力超過安全值時，自動切斷泵的電源。

解答：將壓力傳感器安裝于液體容器中，傳感器輸出信號連接至壓力控制器。設定一個安全壓力值，當液體壓力超過該值時，壓力控制器發(fā)出信號，切斷泵的電源，保證系統(tǒng)安全。

例題4：超聲波傳感器應用

題目：使用超聲波傳感器測量距離，并設計一個電路，當測量到的距離小于設定值時，點亮一個指示燈。

解答：超聲波傳感器發(fā)送超聲波信號，接收反射回來的信號，計算距離。將距離信號連接至比較器，設定一個距離閾值。當測量到的距離小于該閾值時，比較器輸出高電平，通過驅(qū)動電路點亮指示燈。

例題5：氣體傳感器應用

題目：設計一個用于檢測有害氣體濃度的報警器，當有害氣體濃度超過安全限時，發(fā)出聲光報警。

解答：使用氣體傳感器檢測有害氣體濃度，將傳感器輸出信號連接至報警控制器。設定一個有害氣體濃度的安全限值，當濃度超過該限值時，報警控制器激活聲光報警器，發(fā)出警報。教學反思這節(jié)課結(jié)束后，我感到收獲頗豐，同時也對教學過程中的一些環(huán)節(jié)進行了反思。傳感器作為物理學科中的一個重要部分，其工作原理和應用對學生理解現(xiàn)代科技具有重要意義。

首先，導入環(huán)節(jié)的設計很成功，通過生活中的實際例子引起了學生的興趣，讓他們意識到物理知識在日常生活中的應用。但在回顧舊知部分，我發(fā)現(xiàn)有些學生對之前電路知識掌握得不夠扎實，這讓我意識到在今后的教學中需要更多地關(guān)注學生對基礎(chǔ)知識的掌握情況。

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

在鞏固練習環(huán)節(jié)，學生的動手實踐能力得到了鍛煉，但我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。有些學生在設計電路時遇到了困難，這可能是由于他們對傳感器原理的理解不夠深入，或者是實際操作能力有待提高。針對這一問題，我計劃在后續(xù)的教學中增加更多的實驗環(huán)節(jié)，讓學生在實踐中不斷探索和學習。

此外，我也反思了本節(jié)課的教學資源使用情況。雖然我提供了豐富的教學資源，包括多媒體課件和實驗套件，但我意識到學生在課后的自學過程中可能缺乏足夠的指導。因此，我計劃在下一節(jié)課上提供一些拓展資源和學習建議，幫助學生更好地進行自主學習。

最后，我認為本節(jié)課的總結(jié)反饋環(huán)節(jié)較為匆忙，未能充分了解學生的學習效果。未來，我會在課后留出更多時間與學生交流，了解他們的學習困惑和收獲，以便更好地調(diào)整教學策略。板書設計1.傳感器的基本概念

①傳感器的定義：將非電學量轉(zhuǎn)換為電學量的裝置。

②傳感器的分類：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，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

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