2024-2025學(xué)年高中物理 第六章 傳感器 3 實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用（3）教案 新人教版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第六章傳感器3實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用（3）教案新人教版選修3-2課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教材分析?024-2025學(xué)年高中物理第六章傳感器3實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用（3）教案新人教版選修3-2》以傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的物理原理為主線，深入淺出地介紹了不同類型傳感器的工作原理和特性。本章節(jié)內(nèi)容緊承前兩節(jié)，重點(diǎn)探討溫度傳感器和光傳感器的應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身感受傳感器的轉(zhuǎn)換過(guò)程，強(qiáng)化理論知識(shí)與實(shí)踐技能的結(jié)合。課程設(shè)計(jì)注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-理解溫度傳感器中熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律。

-掌握光傳感器中光敏電阻的光電轉(zhuǎn)換原理及其在不同光照條件下的電阻變化。

-學(xué)會(huì)使用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的電路連接和參數(shù)調(diào)整，如何準(zhǔn)確讀取溫度變化。

-光傳感器在光線強(qiáng)弱變化時(shí)的響應(yīng)特性，以及如何消除環(huán)境因素的干擾。

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，合理控制變量，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

-對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，提煉出物理規(guī)律，并能夠用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象。四、教學(xué)方法與策略1.選擇探究式教學(xué)法，結(jié)合講授與討論，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)際案例研究深入理解傳感器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

2.設(shè)計(jì)傳感器實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如溫度傳感器的制作與測(cè)試、光傳感器的環(huán)境光檢測(cè)等，通過(guò)角色扮演和團(tuán)隊(duì)合作，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握傳感器的使用和數(shù)據(jù)分析。

3.利用多媒體教學(xué)資源，如PPT、視頻和互動(dòng)軟件，展示傳感器的工作原理和應(yīng)用實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受和理解力，提高課堂互動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-利用生活實(shí)例創(chuàng)設(shè)情境，如智能溫控器在室內(nèi)溫度變化時(shí)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，提問(wèn)學(xué)生：“這種現(xiàn)象是如何實(shí)現(xiàn)的？”引發(fā)學(xué)生對(duì)傳感器應(yīng)用的興趣。

-通過(guò)展示光敏開(kāi)關(guān)在夜晚自動(dòng)點(diǎn)亮路燈的視頻，提出問(wèn)題：“這些設(shè)備是如何感知光線變化的？”激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

2.講授新課（15分鐘）

-溫度傳感器：講解熱敏電阻的阻值隨溫度變化的原理，介紹其在智能溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

-光傳感器：闡釋光敏電阻的光電轉(zhuǎn)換原理，展示其在自動(dòng)照明系統(tǒng)中的重要作用。

-強(qiáng)調(diào)傳感器在數(shù)據(jù)采集、處理和自動(dòng)化控制中的核心作用。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

-分組討論：學(xué)生分組討論傳感器在實(shí)際生活中的應(yīng)用案例，分享并解釋其工作原理。

-互動(dòng)提問(wèn)：教師提出關(guān)于傳感器工作原理和應(yīng)用的問(wèn)題，學(xué)生回答，以此鞏固知識(shí)。

4.實(shí)踐活動(dòng)（10分鐘）

-溫度傳感器實(shí)驗(yàn)：學(xué)生動(dòng)手搭建簡(jiǎn)單的溫度傳感器電路，測(cè)量不同溫度下的阻值變化，并記錄數(shù)據(jù)。

-光傳感器實(shí)驗(yàn)：學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試光敏電阻在不同光照條件下的電阻變化，并嘗試解釋現(xiàn)象。

5.數(shù)據(jù)分析（5分鐘）

-學(xué)生使用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出溫度和光照與傳感器輸出之間的關(guān)系。

-教師指導(dǎo)學(xué)生如何從數(shù)據(jù)中提煉信息，形成對(duì)傳感器工作原理的深入理解。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)溫度傳感器和光傳感器的工作原理、應(yīng)用場(chǎng)景及其在自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用。

-強(qiáng)調(diào)傳感器在物理世界與數(shù)字世界之間的重要橋梁作用。

7.核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

-創(chuàng)新設(shè)計(jì)：鼓勵(lì)學(xué)生思考如何利用傳感器解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，提出創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案。

-解決問(wèn)題：學(xué)生討論在傳感器使用過(guò)程中可能遇到的挑戰(zhàn)和問(wèn)題，并提出解決方案。

8.課堂互動(dòng)與評(píng)價(jià)（5分鐘）

-學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分享數(shù)據(jù)分析過(guò)程和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。

-教師與學(xué)生進(jìn)行雙向互動(dòng)，給予及時(shí)的反饋和評(píng)價(jià)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解并掌握溫度傳感器和光傳感器的工作原理，能夠解釋其阻值變化與外界條件的關(guān)系。

2.學(xué)會(huì)使用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用數(shù)據(jù)處理軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提煉出物理規(guī)律。

3.能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器應(yīng)用電路，解決實(shí)際問(wèn)題，如制作溫控器、自動(dòng)照明系統(tǒng)等。

4.增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作能力，培養(yǎng)觀察能力、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.提高科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維能力，能夠從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景，提出創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方案。

6.加深對(duì)物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系的理解，提高學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性。

7.在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

8.能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，形成跨學(xué)科的綜合應(yīng)用能力。七、典型例題講解例題1：

設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度報(bào)警電路，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，電路能發(fā)出警報(bào)。請(qǐng)畫出電路圖，并解釋其工作原理。

解答：

電路圖略。

工作原理：使用熱敏電阻作為溫度傳感器，當(dāng)溫度上升時(shí)，熱敏電阻阻值下降，導(dǎo)致電路中的電流增大，觸發(fā)繼電器動(dòng)作，接通警報(bào)器電路，發(fā)出警報(bào)。

例題2：

解釋光敏電阻在自動(dòng)路燈系統(tǒng)中的作用，并畫出相應(yīng)的電路圖。

解答：

光敏電阻在自動(dòng)路燈系統(tǒng)中用于感應(yīng)光照強(qiáng)度。當(dāng)夜晚光照弱時(shí)，光敏電阻阻值減小，使得電路閉合，路燈點(diǎn)亮；當(dāng)白天光照強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值增大，電路斷開(kāi)，路燈熄滅。

電路圖略。

例題3：

如果溫度傳感器的輸出電壓與溫度成線性關(guān)系，其表達(dá)式為V=kT+b，其中V為輸出電壓，T為溫度，k和b為常數(shù)。如果k=0.1V/°C，b=2V，求在25°C時(shí)傳感器的輸出電壓。

解答：

V=kT+b

V=0.1V/°C×25°C+2V

V=2.5V+2V

V=4.5V

例題4：

一個(gè)光敏電阻在暗室中的阻值為100kΩ，當(dāng)光強(qiáng)增加到一定程度時(shí)，阻值下降到10kΩ。如果該光敏電阻與一個(gè)5V的電源串聯(lián)，求光強(qiáng)變化前后通過(guò)光敏電阻的電流。

解答：

在暗室中：

I=V/R

I=5V/100kΩ

I=0.05mA

光強(qiáng)增加后：

I=V/R

I=5V/10kΩ

I=0.5mA

例題5：

某溫度傳感器的溫度-阻值特性如下表所示：

溫度(°C)|阻值(Ω)

0|100

25|200

50|300

75|400

100|500

如果將該傳感器與一個(gè)5V的電源和電流表串聯(lián)，求在25°C時(shí)電流表的讀數(shù)。

解答：

在25°C時(shí)，傳感器的阻值為200Ω。

I=V/R

I=5V/200Ω

I=0.025A

電流表的讀數(shù)為25mA。八、教學(xué)反思與總結(jié)在本節(jié)課中，我采用了探究式教學(xué)法和實(shí)踐操作相結(jié)合的方式，引導(dǎo)學(xué)生探索傳感器的工作原理和應(yīng)用。在教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出濃厚的興趣，積極動(dòng)手操作，課堂氛圍活躍。然而，我也注意到在數(shù)據(jù)處理和分析環(huán)節(jié)，部分學(xué)生對(duì)如何提煉信息、歸納規(guī)律存在一定困難。

在教學(xué)策略方面，我意識(shí)到需要更加注重學(xué)生個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求提供有針對(duì)性的指導(dǎo)。例如，在實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)，可以設(shè)置不同難度的任務(wù)，使每位學(xué)生都能在適合自己的挑戰(zhàn)中成長(zhǎng)。

在課堂管理方面，我努力營(yíng)造了一個(gè)輕松、互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、發(fā)表見(jiàn)解。但在時(shí)間分配上，我認(rèn)識(shí)到還需要進(jìn)一步優(yōu)化，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能充分展開(kāi)，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間吸收和理解新知識(shí)。

教學(xué)總結(jié)方面，本節(jié)課學(xué)生們?cè)谥R(shí)、技能和情感態(tài)度方面取得了以下收獲：

1.理解并掌握了溫度傳感器和光傳感器的工作原理，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)實(shí)生活中的相關(guān)問(wèn)題。

2.學(xué)會(huì)了使用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和分析，提升了實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.增強(qiáng)了科學(xué)探究和創(chuàng)新思維能力，能夠從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景，并提出創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方案。

4.提高了學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性，對(duì)物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

然而，教學(xué)中仍存在以下問(wèn)題和不足：

1.部分學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理和分析方法的掌握程度不夠，需要加強(qiáng)個(gè)別輔導(dǎo)和指導(dǎo)。

2.時(shí)間分配不夠合理，今后需注意控制每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間，確保教學(xué)效果。

3.部分學(xué)生課堂參與度不高，需要關(guān)注并激發(fā)這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

針對(duì)上述問(wèn)題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在教學(xué)過(guò)程中，更加關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，提供有針對(duì)性的輔導(dǎo)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握數(shù)據(jù)處理和分析方法。

2.優(yōu)化時(shí)間分配，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能充分展開(kāi)，提高教學(xué)效果。

3.豐富課堂互動(dòng)形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。

4.加強(qiáng)課后反思和總結(jié)，不斷調(diào)整和完善教學(xué)方法，為今后的教學(xué)提供借鑒。課堂課堂評(píng)價(jià)主要通過(guò)以下方式進(jìn)行：

1.提問(wèn)：在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)傳感器的原理、應(yīng)用等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提問(wèn)，了解學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解和掌握程度。通過(guò)學(xué)生的回答，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

2.觀察：在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的操作過(guò)程、團(tuán)隊(duì)合作情況以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和分析方法，評(píng)估學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析能力的掌握情況。

3.測(cè)試：在課堂結(jié)束前，進(jìn)行簡(jiǎn)短的課堂測(cè)試，包括選擇題和計(jì)算題，以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

作業(yè)評(píng)價(jià)：

1.認(rèn)真批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行仔細(xì)批改，關(guān)注學(xué)生在作業(yè)中體現(xiàn)出的知識(shí)點(diǎn)掌握、問(wèn)題分析和解決能力。

2.點(diǎn)評(píng)：針對(duì)學(xué)生的作業(yè)完成情況，給予積極的評(píng)價(jià)和合理的建議，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)不足。

3.反饋：及時(shí)將作業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)生，讓他們了解自己的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。板書設(shè)計(jì)①溫度傳感器的原理與應(yīng)用

-熱敏電阻的阻值隨溫度變化規(guī)律

-溫度傳感器的實(shí)際應(yīng)用案例

②光傳感器的原理與應(yīng)用

-光敏電阻的光電轉(zhuǎn)換原