2024-2025学年高中物理 第6章 第3节 信息时代的电子“感官”教案（含解析）鲁科版选修1-1

2024-2025学年高中物理第6章第3节信息时代的电子“感官”教案（含解析）鲁科版选修1-1主备人备课成员教学内容2024-2025学年高中物理第6章第3节“信息时代的电子‘感官’”教案（含解析），选自鲁科版选修1-1。本节课教学内容主要包括以下两部分：

1.电子“感官”的基本概念与原理：传感器的作用、分类、原理以及在实际应用中的优势。

2.常见电子“感官”的应用案例：结合教材，分析温度传感器、光电传感器、力传感器等在实际生活中的应用，如智能家居、工业自动化、环境监测等领域的应用实例。核心素养目标1.科学探究：通过学习电子“感官”的基本原理，培养学生运用科学方法进行探究的能力，使其能够设计简单的传感器应用方案，提升实践创新能力。

2.物理观念：深化学生对物理概念的理解，特别是能量、信号、转换等基本概念在传感器中的应用，增强学生的物理观念。

3.科学思维：培养学生运用逻辑思维、批判性思维分析电子“感官”在实际应用中的优缺点，提高解决问题的科学思维能力。

4.科学态度与责任：通过探讨传感器技术在现代社会的作用，引导学生树立正确的科学态度，认识技术对社会发展的责任和影响，激发学生的社会责任感。教学难点与重点1.教学重点

-传感器的定义、分类和原理：这是本节课的核心内容，学生需要理解传感器作为一种检测装置，如何将感受到的物理量转换为电信号，以及不同类型的传感器（如温度传感器、光电传感器、力传感器等）的工作原理。

-传感器在实际应用中的使用：通过具体的案例分析，让学生了解传感器在信息采集、智能控制等方面的应用，强调其在现代社会中的重要性。

-传感器技术的未来发展：激发学生对传感器技术进步的好奇心，探讨其在未来科技发展中的潜在应用。

举例：讲解温度传感器时，重点强调热敏电阻随温度变化的原理，以及如何将这种变化转化为电信号，从而实现温度的监测和控制。

2.教学难点

-传感器工作原理的理解：学生可能难以理解传感器内部复杂的物理和化学过程，如光电效应、热电效应等。

-传感器输出信号的处理：如何将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以及如何进行信号的放大、滤波等处理，是学生理解的难点。

-传感器选择与应用的匹配：根据不同的应用场景选择合适的传感器，以及如何将传感器集成到系统中，对于学生来说是一个挑战。

举例：对于光电传感器，学生可能难以理解光敏元件如何将光信号转换为电信号。此时，教师需要通过图示、实验或动画等教学手段，清晰地展示光照射到光敏元件上，导致载流子数量变化，进而产生电流的过程。同时，教师还需解释在实际应用中，如何通过电路设计来优化传感器的性能，如使用光遮断器或反射式光电传感器，以及如何处理传感器的输出信号，确保数据的准确性和稳定性。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.教学方法选择

-讲授法：教师通过PPT展示，系统讲解传感器的定义、分类、原理及应用，帮助学生建立完整的知识框架。

-案例研究：针对不同类型的传感器，引入实际应用案例，让学生通过分析案例，深入了解传感器的功能和使用场景。

-项目导向学习：将学生分成小组，每组负责设计一个基于传感器的实际项目，如智能家居系统、环境监测系统等，鼓励学生自主探究、协作解决问题。

-讨论与分享：在项目设计和实施过程中，组织学生进行小组讨论，分享各自的想法和成果，提高学生的沟通能力和团队协作能力。

2.教学活动设计

-实验活动：安排学生进行传感器实验，如温度传感器测量温度、光电传感器检测光照等，让学生亲自动手操作，增强对传感器原理的理解。

-角色扮演：设置情景模拟，让学生扮演工程师、设计师等角色，针对特定需求选择合适的传感器，提高学生的实际问题解决能力。

-游戏竞赛：设计传感器知识问答游戏或竞赛，激发学生的学习兴趣，巩固所学知识。

3.教学媒体和资源使用

-PPT：制作包含图文、动画等元素的PPT，直观展示传感器的原理、分类和应用。

-视频：播放传感器相关视频，如传感器工作原理、实际应用案例等，帮助学生形象地理解抽象概念。

-在线工具：利用在线传感器仿真软件，让学生模拟传感器的使用，了解传感器输出信号的变化。

-实物展示：展示不同类型的传感器实物，让学生观察、触摸，增强对传感器的认识。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解传感器的基本概念、分类和原理，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习传感器内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。

准备传感器实物、PPT、视频等教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习传感器的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，如“传感器如何将现实世界的信息转化为机器可以理解的信号？”引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入传感器学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的物理量转换等内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解传感器的定义、分类、原理，结合实例帮助学生理解。

突出传感器工作原理、应用等重点，强调传感器选择、信号处理等难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕传感器应用问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，如制作简单的温度报警器，让学生在实践中体验传感器知识的应用，提高实践能力。

在新课呈现结束后，对传感器知识点进行梳理和总结。

强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对传感器知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍传感器在科技前沿领域的应用，如物联网、人工智能等，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合传感器内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习传感器的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的传感器内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的传感器内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。教学资源拓展1.拓展资源

-相关书籍：推荐学生阅读《传感器与检测技术》、《现代传感器技术与应用》等书籍，深入了解传感器的原理、设计和应用。

-科普文章：鼓励学生阅读科普文章，如《传感器如何改变我们的生活》、《传感器技术在智能交通中的应用》等，了解传感器技术在现实生活中的应用和发展趋势。

-专业论文：引导学生查阅专业论文，如《新型传感器研究进展》、《传感器在环境监测中的应用》等，了解传感器领域的最新研究成果和技术动态。

-实践项目：推荐学生参加学校或社区的科技创新项目，如智能家居、无人驾驶等，将所学传感器知识应用于实际项目中。

2.拓展建议

-参观考察：组织学生参观企业或实验室，了解传感器在生产、研发过程中的实际应用，增强学生的实践体验。

-网络资源学习：引导学生利用网络资源学习传感器知识，如观看传感器相关的教学视频、参加在线课程等，提高学生的自主学习能力。

-创客活动：鼓励学生参加创客活动，动手制作基于传感器的创意作品，如自动浇花系统、智能照明等，培养学生的创新意识和动手能力。

-小组研究：组织学生分组研究传感器在特定领域的应用，如医疗、农业等，形成研究报告，提高学生的团队协作和问题解决能力。

-交流分享：鼓励学生在课堂上分享拓展学习的心得体会，让其他同学也能了解到更多传感器相关的知识。课堂小结，当堂检测课堂小结：

在课程结束前，教师应对本节课的主要内容进行简要回顾，包括传感器的定义、分类、原理以及在各个领域的应用。重点强调传感器的工作原理，如热敏电阻、光敏电阻、力敏电阻等是如何将温度、光照、压力等非电学量转换为电信号的。同时，回顾传感器在实际应用中的案例，如智能家居中的温度控制器、工业自动化中的压力检测等，以加深学生对传感器重要性的理解。

当堂检测：

为了检验学生的学习效果，教师可以设计一些当堂检测题目，包括选择题、填空题和简答题等。例如，选择题可以考查学生对传感器分类的掌握，填空题可以考查学生对传感器工作原理的理解，而简答题则可以考查学生对传感器应用场景的熟悉程度。此外，教师还可以设计一些实际操作题，让学生亲自动手连接简单的传感器电路，以检验学生的实践能力。

例如，教师可以设计以下当堂检测题目：

选择题：

1.下列哪种传感器属于温度传感器？

A.热敏电阻

B.光敏电阻

C.力敏电阻

D.湿敏电阻

填空题：

2.热敏电阻的阻值随温度的升高而______（增加/减少）。

简答题：

3.请简述光电传感器的工作原理。

实际操作题：

4.请根据所学的知识，设计一个简单的温度报警系统，并说明其工作原理。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践导向：本节课注重实践操作，让学生通过动手实验、小组讨论等方式，将理论知识与实际应用紧密结合，提高学生的实践能力和问题解决能力。

2.跨学科融合：将传感器技术与其他学科知识相结合，如与计算机科学、人工智能等领域融合，拓宽学生的知识视野，培养学生的跨学科思维。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学组织：在小组讨论环节，教师对学生的引导和监控不够，导致部分学生参与度不高，讨论效果不理想。

2.教学方法：在知识讲解环节，教师的讲解过于理论化，缺乏生动形象的案例和实验演示，导致学生对知识点的理解不够深入。

反思改进措施（三）改进措施

1.教学组织：在小组讨论环节，教师可以提前设计讨论题目，明确讨论目标，并在讨论过程中巡回指导，及时解答学生疑问，提高讨论效果。

2.教学方法：在知识讲解环节，教师可以采用多种教学手段，如案例分析、实验演示等，将抽象的理论知识具体化、形象化，帮助学生更好地理解和掌握知识。同时，教师可以引入一些传感器的实际应用案例，让学生了解传感器技术在现实生活中的应用，提高学生的学习兴趣和积极性。课后拓展1.拓展内容

-阅读材料：《传感器技术与应用》、《现代传感器技术手册》等相关书籍，以及《传感器在智能交通中的应用》、《传感器与物联网》等相关科普文章。

-视频资源：介绍传感器工作原理、应用案例的科普视频，如“传感器如何工作”、“传感器在工业自动化中的应用”等。

-在线课程：提供关于传感器技术的在线课程，如“传感器原理与应用”、“传感器在环境监测中的作用”等。

2.拓展要求

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