2024-2025学年高中物理 第六章 传感器 2 传感器的应用（2）教案 新人教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第六章传感器2传感器的应用（2）教案新人教版选修3-2主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：高中物理第六章传感器2传感器的应用（2）

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2024-2025学年，第XX周，星期X，第X节

4.教学时数：45分钟

教学内容：

1.传感器的基本概念回顾

2.传感器在实际应用中的例子分析

a.温度传感器

b.光电传感器

c.声波传感器

3.传感器的工作原理及转换公式

4.传感器的选择和使用注意事项

教学步骤：

1.复习导入（5分钟）

通过提问方式复习上节课内容，引入本节课传感器的应用。

2.知识讲解（15分钟）

a.详细讲解温度传感器、光电传感器、声波传感器在实际生活中的应用。

b.分析各传感器的原理及转换公式。

3.案例分析（10分钟）

通过新人教版选修3-2教材中的实例，让学生了解传感器的具体应用。

4.课堂讨论（10分钟）

学生分组讨论传感器的选择和使用注意事项，分享讨论成果。

5.课堂小结（5分钟）

总结本节课所学内容，强调重点知识。

6.布置作业（5分钟）

根据本节课内容，布置相关的作业，巩固所学知识。

教学目标：

1.让学生掌握传感器的种类及在实际应用中的原理。

2.培养学生运用传感器解决实际问题的能力。

3.培养学生的团队协作和交流能力。

教学评价：

1.课堂问答环节，观察学生对传感器知识的掌握程度。

2.学生案例分析及讨论情况，评估学生对传感器应用的了解。

3.课后作业完成情况，检验学生的学习效果。核心素养目标1.科学探究：培养学生运用物理知识，对传感器工作原理进行探究，提高科学思维能力。

2.实践应用：通过分析实际生活中的传感器应用案例，提升学生将理论知识应用于实践的能力。

3.创新思维：鼓励学生在讨论传感器应用过程中，提出创新性的想法和解决方案，激发创新意识。

4.团队协作：培养学生分组合作、沟通交流的能力，提高团队协作素养。

5.问题解决：培养学生运用传感器知识解决实际问题的能力，提升解决复杂问题的素养。重点难点及解决办法重点：

1.传感器的工作原理及其转换公式。

2.传感器的实际应用案例分析。

难点：

1.传感器种类繁多，原理复杂，学生难以快速理解和记忆。

2.学生在实际应用中对传感器的选择和使用存在困难。

解决办法及突破策略：

1.采用图示和实物演示相结合的方式，形象直观地讲解传感器工作原理，帮助学生理解和记忆。

2.通过教材中的实例分析，引导学生学会总结传感器选择和使用的方法，提高实际应用能力。

3.设计课堂讨论环节，让学生分组探讨不同传感器的特点和应用场景，培养问题解决能力和团队协作精神。

4.布置相关作业，巩固所学知识，提高学生的自主学习和思考能力。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手段教学方法：

1.讲授法：通过生动的语言和丰富的案例，为学生讲解传感器的基本概念、工作原理及转换公式，使抽象知识具体化，便于学生理解和掌握。

2.讨论法：针对传感器的实际应用，组织学生进行分组讨论，让学生在交流中碰撞思维，提高问题解决能力和团队协作能力。

3.实验法：结合教材内容，设计传感器实验，让学生动手操作，观察现象，培养学生实践能力和科学探究精神。

教学手段：

1.多媒体设备：利用PPT、视频等资源，展示传感器的结构、原理和应用案例，使教学内容形象直观，提高学生的学习兴趣。

2.教学软件：运用物理教学软件，模拟传感器工作过程，帮助学生更好地理解传感器原理，提高教学效果。

3.网络资源：引导学生利用网络查找传感器相关资料，拓展知识视野，培养自主学习能力。

具体实施：

1.讲授法：在讲解传感器工作原理时，结合教材图示和实物演示，让学生直观地了解传感器的工作过程。通过讲解实例，使学生掌握传感器在实际应用中的关键作用。

2.讨论法：

a.将学生分为若干小组，针对传感器在实际生活中的应用案例进行分析讨论。

b.每组选出一个代表汇报讨论成果，其他组成员进行补充和评价。

c.教师总结各组讨论情况，引导学生掌握传感器选择和使用的方法。

3.实验法：

a.设计温度传感器、光电传感器、声波传感器等实验，让学生动手操作，观察传感器在不同条件下的工作状态。

b.引导学生通过实验现象，探究传感器的工作原理和转换公式。

c.分析实验数据，培养学生科学探究和问题解决能力。

4.多媒体设备：

a.利用PPT展示传感器的基本概念、工作原理和应用案例，增强视觉效果，提高学习兴趣。

b.播放传感器相关视频，让学生了解传感器在现实生活中的应用，激发学习热情。

5.教学软件：

a.运用物理教学软件，模拟传感器工作过程，使学生更加直观地理解传感器原理。

b.通过软件互动，让学生参与传感器参数调整，观察实验现象，提高学习效果。

6.网络资源：

a.指导学生利用网络查找传感器相关资料，了解传感器的发展动态和应用领域。

b.组织学生分享网络资源，拓展知识视野，培养自主学习能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布关于传感器工作原理和应用案例的预习资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕传感器的基本概念和工作原理，设计具有启发性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：通过学习平台的数据分析，监控学生的预习进度，及时给予反馈。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照预习要求，阅读相关资料，理解传感器的基本知识。

-思考预习问题：针对提出的问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习笔记、问题等提交至学习平台或直接反馈给老师。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主探索，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台，实现资源共享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前接触传感器相关知识，为课堂学习奠定基础。

-培养学生的独立思考能力和自主学习习惯。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示传感器在日常生活中的应用视频，引起学生对传感器的好奇心和兴趣。

-讲解知识点：详细讲解传感器的工作原理和转换公式，结合具体实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论和实验活动，让学生在实践中掌握传感器选择和使用技能。

-解答疑问：针对学生的疑问，进行个别或集体解答。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，对老师提出的问题进行积极思考。

-参与课堂活动：在小组讨论和实验中，积极体验传感器的应用，加深理解。

-提问与讨论：对不理解的问题勇敢提问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解，帮助学生深入理解传感器的工作原理。

-实验活动法：通过动手实验，让学生直观感受传感器的工作过程。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作和沟通能力。

作用与目的：

-加深学生对传感器知识点的理解，突破重难点。

-培养学生的动手实践能力和团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课程内容，布置相关的传感器应用案例分析题，巩固学习效果。

-提供拓展资源：推荐相关传感器的研究文章、视频等，供学有余力的学生深入学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化的反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。

-拓展学习：利用提供的资源，进行深度学习，拓宽知识面。

-反思总结：对自己的学习过程进行反思，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：鼓励学生进行自我评价和总结。

作用与目的：

-巩固课堂所学，提高学生的应用能力。

-通过反思，促进学生自我管理和自我提升。拓展与延伸1.拓展阅读材料

-《传感器技术及其应用》：介绍传感器技术的发展历程、分类及在各种领域的应用。

-《现代传感器设计与应用》：探讨传感器的设计原理、工艺以及新型传感器的研究与发展。

-《传感器与检测技术》：阐述传感器在检测技术中的应用，包括温度、压力、湿度等物理量的检测。

2.课后自主学习和探究

-研究传感器在其他领域的应用，如医疗、环保、工业生产等，了解传感器的不同类型和功能。

-探索新型传感器技术的发展趋势，如物联网、大数据等现代信息技术与传感器的结合。

-分析传感器在实际应用中的优势和局限性，思考如何改进传感器性能以满足不断变化的需求。

1.传感器技术的发展趋势

-微型化：随着MEMS技术的不断发展，传感器的体积越来越小，便于集成在各种设备中。

-多功能化：现代传感器趋向于多功能集成，能同时检测多种物理量，提高系统性能。

-无线通信：无线传感器网络技术的发展，使得传感器数据传输更加便捷，为远程监控提供可能。

2.新型传感器技术

-生物传感器：利用生物材料（如酶、细胞等）作为识别元件，应用于生物医学、食品安全等领域。

-纳米传感器：基于纳米材料，具有极高的灵敏度和选择性，应用于环境监测、生物检测等领域。

-智能传感器：结合人工智能技术，实现对检测数据的实时处理和分析，提高传感器的智能程度。

3.传感器在特定领域的应用案例

-医疗领域：传感器在医疗设备中的应用，如心电监护仪、血压计等，实现对患者生理参数的实时监测。

-环保领域：传感器在空气质量监测、水质检测等方面的应用，为环境保护提供数据支持。

-工业生产：传感器在自动化生产线中的应用，如温度、压力、流量等参数的实时监控，提高生产效率。

鼓励学生在课后围绕以上拓展知识点进行自主学习和探究，深入了解传感器的技术发展及其在现实生活中的广泛应用。通过拓展学习，培养学生对传感器技术的兴趣，提高学生的科学素养和创新能力。同时，学生可通过查阅资料、参与科技活动、撰写研究报告等方式，将所学知识内化为自己的认识，为未来的学习和工作打下坚实基础。重点题型整理题型一：简答题

题目：请简述温度传感器的工作原理及其在日常生活中的应用。

答案：

温度传感器的工作原理是利用材料的物理特性，如热敏电阻的阻值随温度变化而变化，将温度转换为电信号。在日常生活中，温度传感器广泛应用于空调系统、冰箱、热水器等设备中，用于温度的监测与控制。

题型二：计算题

题目：已知某热敏电阻的阻值随温度变化的特性为R(T)=R0*(1+α*T)，其中R0为参考温度下的阻值，α为温度系数，T为温度变化量（摄氏度）。若R0=100Ω，α=0.004/℃，在25℃时，该电阻的阻值为多少？

答案：

R(25℃)=R0*(1+α*T)=100Ω*(1+0.004/℃*25℃)=110Ω

题型三：案例分析题

题目：分析光电传感器在自动门控制系统中的应用。

答案：

自动门控制系统中的光电传感器通常用于检测有人接近门时，触发门的开启。其工作原理是利用光电效应，当有人通过时，阻挡光线，传感器检测到光强的变化，从而触发门的开启动作。

题型四：实验设计题

题目：设计一个简单的温度监测系统，要求能实时显示当前温度，并在温度超过设定值时发出警报。

答案：

实验材料：热敏电阻、运算放大器、模拟-数字转换器（ADC）、显示屏、蜂鸣器、微控制器等。

实验步骤：

1.将热敏电阻连接到运算放大器的输入端，构建一个电压分压电路。

2.运算放大器的输出接到ADC的输入端，将模拟信号转换为数字信号。

3.微控制器读取ADC的数值，通过一定的算法转换为温度值，显示在显示屏上。

4.当温度超过设定值时，微控制器控制蜂鸣器发出警报。

题型五：问题解决题

题目：某工厂的温度监测系统出现故障，传感器显示的温度值比实际温度低。请分析可能的原因并提出解决方案。

答案：

可能原因：

1.传感器损坏或老化，导致阻值变化不准确。

2.传感器与被测物体之间的接触不良，导致温度传递不充分。

3.信号传输线路存在问题，如阻抗不匹配或信号衰减。

解决方案：

1.更换传感器或对其进行校准。

2.确保传感器与被测物体之间的良好接触，可以使用导热硅胶等辅助材料。

3.检查信号传