2024-2025学年高中物理 第六章 传感器 1 传感器及其工作原理（1）教案 新人教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理（1）教案新人教版选修3-2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析本节课的主要教学内容为高中物理选修3-2教材中第六章“传感器”的第一节“传感器及其工作原理（1）”。教学内容涉及传感器的定义、分类、基本工作原理及应用。具体包括力传感器、热传感器、光传感器和磁传感器等，重点介绍这些传感器的工作原理及其在现实生活中的应用。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中掌握了电学基础知识、力学、热学等基本概念，为本节课理解传感器的工作原理提供了基础。此外，学生在学习物理实验过程中，对各种物理量的测量方法有一定的了解，这有助于他们理解传感器作为测量工具的应用价值。通过本节课的学习，学生将能将已有知识与传感器这一新技术相结合，提高解决实际问题的能力。核心素养目标培养学生物理观念，通过学习传感器的工作原理，深化对物理学基本概念的理解，提高运用物理知识解释现象和解决实际问题的能力。强化科学思维，使学生能够运用科学方法分析传感器的设计与应用，培养创新意识和实践能力。提升科学探究能力，通过实验和案例分析，让学生掌握传感器数据采集与分析的基本方法，增强实证意识。培养科学态度与责任，了解传感器技术在现代社会中的作用，认识到科技发展对社会进步的重要性，激发学生的社会责任感。教学难点与重点1.教学重点

（1）传感器的定义、分类及其工作原理：本节课的核心内容是让学生掌握传感器的概念，了解不同类型的传感器及其工作原理。例如，力传感器通过电阻的变化将力的大小转化为电信号，热传感器利用热敏电阻随温度变化的特性来检测温度等。

（2）传感器在实际应用中的使用：通过案例分析，让学生了解传感器在现实生活中的应用，如力传感器在电子秤中的应用，热传感器在空调系统中的作用等。

举例：

-力传感器：讲解弹性形变与电阻变化的关系，强调力传感器在测量中的应用。

-热传感器：阐述热敏电阻随温度变化的规律，以及热传感器在恒温控制系统中的作用。

2.教学难点

（1）传感器工作原理的理解：学生对传感器内部电路和工作原理的理解可能存在困难，需要教师通过生动的例子和示意图进行详细讲解。

（2）传感器应用案例的分析：分析传感器在实际应用中的使用时，学生可能难以将理论知识与实际情境相结合，需要教师引导学生进行思考和分析。

举例：

-力传感器：解释弹性形变导致电阻变化的微观机制，以及如何将这一原理应用于电子秤等设备。

-热传感器：分析热敏电阻在空调系统中的具体应用，如温度控制、湿度检测等，让学生理解传感器在复杂系统中的作用。

在教学过程中，教师应针对这些难点内容，采用直观的教具、实验演示和案例分析等方法，帮助学生克服学习困难，确保学生能够理解并掌握传感器的核心知识。教学资源1.硬件资源：

-力传感器、热传感器、光传感器、磁传感器等实物教具

-传感器实验套件

-多媒体教学设备（投影仪、计算机等）

2.软件资源：

-传感器工作原理演示软件

-物理实验模拟软件

-教学PPT

3.课程平台：

-学校物理实验室

-班级多媒体教学平台

4.信息化资源：

-电子教材

-数字化课程资源（教学视频、动画等）

-在线物理教学平台（仅供教师使用，如教学管理系统）

5.教学手段：

-实物展示与操作

-实验演示与分组实验

-多媒体教学与互动讨论

-案例分析与问题解决

-小组合作与汇报展示教学流程（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及其工作原理的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，如“传感器在我们生活中的哪些地方有应用？”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。

准备传感器实物教具、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“这些科技产品是如何感知外部世界的？”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电学基础知识，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对电学基础知识的掌握情况，为传感器新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解传感器定义、分类和工作原理，结合实例帮助学生理解。

突出重点，如力传感器、热传感器的工作原理，强调难点，如传感器内部电路的运作机制，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，让学生围绕传感器工作原理和应用问题展开讨论，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，如使用力传感器进行物体质量的测量，让学生在实践中体验知识的应用，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，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，引导学生思考科技与生活的联系，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。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《传感器技术及其在工业自动化中的应用》

-《现代传感器原理与应用》

-《传感器在智能控制系统中的作用》

-《传感器在环境监测中的应用案例分析》

2.课后自主学习和探究：

-研究传感器的历史发展，了解传感器技术的演变过程。

-深入学习不同类型传感器的原理和应用，如温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

-探索传感器在智能化、自动化、环境监测等领域的具体应用案例，分析其工作原理和作用。

-了解传感器在物联网技术中的应用，研究传感器如何实现数据采集、传输和处理。

-结合生活实际，思考传感器在智能家居、智能交通、医疗设备等领域的应用前景。

-学习传感器相关的实验操作技能，如传感器电路搭建、数据采集与处理等。

-阅读传感器技术相关的科技文章和专利，了解传感器技术的最新发展动态。

-研究传感器在国内外知名企业中的应用案例，分析其技术优势和市场竞争地位。

-探讨传感器在国家安全、环保、节能减排等方面的作用，提高学生的社会责任意识。作业布置与反馈作业布置：

1.根据本节课学习的传感器工作原理，设计一个小型的力传感器电路图，并说明其工作原理。

-要求：电路图清晰、准确，工作原理描述简洁明了。

2.选择一种常见传感器（如温度传感器、光传感器等），分析其在生活中的应用实例，并简述其工作原理。

-要求：应用实例具体，工作原理阐述清晰。

3.阅读拓展阅读材料，总结传感器技术在智能化、自动化、环境监测等领域的作用。

-要求：总结全面，突出传感器技术的重要性和应用价值。

4.结合所学知识，思考并撰写一篇关于传感器在智能家居中的应用的小论文。

-要求：论点明确，论据充分，结构清晰。

作业反馈：

1.对学生设计的力传感器电路图进行批改，指出电路图中的错误和不足，给出改进建议。

-反馈重点：电路图的准确性，工作原理描述的清晰度。

2.分析学生提交的传感器应用实例，评价其选择和描述的准确性，提出完善建议。

-反馈重点：实例的典型性，工作原理阐述的深度。

3.针对学生的拓展阅读总结，评价其总结的全面性和深度，指导学生进一步学习和思考。

-反馈重点：传感器技术应用的广泛性，学生对技术的理解程度。

4.对学生撰写的小论文进行详细批改，从论点、论据、结构等方面给予评价和建议。

-反馈重点：论文的逻辑性，论证的充分性，表达的准确性。

注意事项：

1.在作业批改过程中，关注学生的学习进度和理解程度，针对不同学生的特点给予个性化指导。

2.反馈要及时，以便学生能够及时了解自己的学习情况，并根据反馈调整学习方法。

3.鼓励学生提问和讨论，促进师生互动，提高学生的学习兴趣和积极性。

4.对于作业完成较好的学生，给予表扬和鼓励，提升其自信心；对于作业完成较差的学生，要关心和指导，帮助其找到问题所在并加以改进。板书设计①传感器概述

-定义：传感器是一种能够将非电信号转换为电信号的装置。

-分类：力传感器、热传感器、光传感器、磁传感器等。

-应用：测量、监测、控制等。

②传感器工作原理

-力传感器：通过弹性形变导致电阻变化，将力的大小转化为电信号。

-热传感器：利用热敏电阻随温度变化的特性，将温度转化为电信号。

-光传感器：利用光电效应，将光强度转化为电信号。

-磁传感器：通过磁场变化引起电流变化，将磁信号转化为电信号。

③传感器应用案例

-力传感器：电子秤、压力计等。

-热传感器：空调、热水器等。

-光传感器：自动开关灯、摄像头等。

-磁传感器：指南针、交通信号灯等。

板书设计应注重条理性和重点突出，通过简洁明了的词句表达传感器的基本概念、工作原理和应用案例。同时，可以运用图形、图表等视觉元素，使板书更具艺术性和趣味性，激发学生的学习兴趣和主动性。课后作业1.设计题：请设计一个简单的光控电路，当光线暗淡时，电路中的LED灯自动点亮。

答案：使用一个光敏电阻作为光传感器，当光线暗淡时，光敏电阻的阻值降低，电路中的电流增大，使得LED灯点亮。

2.分析题：分析热传感器在恒温控制系统中的作用，并简述其工作原理。

答案：热传感器用于检测环境温度，并将温度变化转换为电信号，以控制加热或冷却设备的工作。例如，当温度低于设定值时，热传感器输出信号使加热器工作；当温度高于设定值时，输出信号使冷却器工作。

3.论述题：阐述力传感器在电子秤中的应用，并解释其工作原理。

答案：力传感器在电子秤中用于测量物体的重量。当物体放在秤盘上时，力传感器通过弹性形变产生电阻变化，将施加的力转化为电信号，经过放大和处理后，显示物体的重量。

4.应用题：