(教学设计)第5章 第1节 常见传感器的工作原理2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)

(教学设计)第5章第1节常见传感器的工作原理2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：《常见传感器的工作原理》

2.教学年级和班级：高中二年级物理选择性必修班级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期，第5周星期一第一节，45分钟

4.教学时数：1课时

本节课将依据鲁科版2019高中物理选择性必修第二册新教材第5章第1节内容，深入浅出地介绍常见传感器的工作原理。通过本节课的学习，学生将理解并掌握光敏、热敏、压敏等传感器的物理原理及其在生活中的应用，培养科学探究能力及对物理知识的实际应用能力。核心素养目标1.物理观念：理解传感器的基本工作原理，建立传感器与物理现象之间的联系，形成物理知识在实际应用中的认知。

2.科学思维：通过分析传感器在实际应用中的问题，提升学生运用物理知识解决实际问题的能力，培养科学思维方法。

3.科学探究：通过小组合作、实验操作等方式，培养学生对传感器工作原理的探究精神，提高实验操作和数据分析能力。

4.科学态度与责任：关注传感器技术在生活中的应用，激发学生对物理学科的兴趣，培养其社会责任感和创新精神。学情分析本节课面向的是高中二年级物理选择性必修班级的学生。在知识层面，学生已具备基础的物理知识和一定的电学基础，了解简单的电路原理，但对于传感器的具体工作原理和实际应用还不够熟悉。在能力方面，学生具备一定的实验操作能力和问题分析能力，但需要进一步提高将理论知识应用于实际问题的能力。在素质方面，学生的探究精神和团队合作意识较强，但个别学生在自主学习能力和自我管理方面存在不足。

学生的行为习惯方面，大部分学生能够积极参与课堂讨论和实验操作，但少数学生可能存在注意力分散、课堂参与度不高等问题。这些因素可能影响学生对课程内容的理解和掌握。因此，在教学过程中，应注重激发学生的学习兴趣，增强课堂互动，针对不同层次的学生进行差异化教学，以提高整体教学效果。同时，结合课本内容，通过实际案例分析，引导学生深入理解传感器工作原理，提升学生的知识应用能力和科学素养。教学方法与手段1.教学方法：

(1)讲授法：通过生动的语言和形象比喻，讲解传感器的工作原理，帮助学生建立基本概念。

(2)讨论法：组织学生就传感器应用案例进行小组讨论，激发学生的思考和探究兴趣。

(3)实验法：设计传感器实验，让学生亲自动手操作，加深对工作原理的理解和记忆。

2.教学手段：

(1)多媒体演示：利用PPT、视频等展示传感器的工作原理和应用实例，增强直观感受。

(2)教学软件应用：使用物理仿真软件，模拟传感器工作过程，提高学生对抽象概念的理解。

(3)实物展示：展示不同类型的传感器实物，让学生近距离观察，提高学习兴趣。教学过程首先，我会以一个简单的日常生活中的传感器应用作为引入，比如自动门的工作原理，来激发学生的兴趣和好奇心。

1.导入新课（5分钟）

“同学们，我们每天进出校门时，有没有注意到门是如何自动打开的？这背后就是传感器在起作用。今天，我们将要学习传感器的工作原理，了解它们是如何让我们的生活变得更加便捷。”

2.知识讲解（15分钟）

首先，我会通过PPT展示，结合课本内容，讲解传感器的基本概念、分类和作用。

“请看大屏幕，传感器是一种将其他形式的信号转换为电信号的装置，它能够感受到被测量的信息，并将其转换为电信号输出。根据传感器所能检测的物理量不同，可以分为光敏、热敏、压敏等类型。”

接着，详细讲解几种常见传感器的工作原理。

(1)光敏传感器：以光敏电阻为例，当光照射到光敏电阻上时，其阻值发生变化，从而改变电路中的电流，实现光信号的检测。

(2)热敏传感器：以热敏电阻为例，当温度变化时，热敏电阻的阻值发生变化，从而检测温度。

(3)压敏传感器：以压力传感器为例，当受到外力作用时，其内部的电阻发生变化，从而实现压力的检测。

3.案例分析（10分钟）

“下面，我们来分析几个传感器在实际应用中的案例。请大家分成小组，结合刚才所学的知识，探讨以下问题。”

提出问题，引导学生进行小组讨论。

(1)传感器在智能家居中的应用。

(2)传感器在工业生产中的重要作用。

(3)传感器在医疗设备中的运用。

4.实验操作（10分钟）

“同学们，现在我们来动手操作一下传感器实验，感受一下传感器的工作原理。”

实验内容包括：

(1)光敏电阻实验：观察光强对光敏电阻阻值的影响。

(2)热敏电阻实验：测量不同温度下热敏电阻的阻值变化。

(3)压力传感器实验：观察不同压力下传感器输出的电压变化。

5.总结与反思（5分钟）

“通过今天的学习，我们知道了传感器的工作原理和实际应用。下面请同学们分享一下自己在实验过程中的发现和感受。”

引导学生总结所学知识，并对实验过程中遇到的问题进行反思。

6.作业布置（5分钟）

“今天的作业有两部分，一是完成课本第5章第1节的课后习题，二是思考一下传感器在未来科技发展中的潜在应用，下节课我们来交流分享。”拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《传感器技术与应用》一书，了解传感器在各个领域的广泛应用。

-《现代传感器的原理与发展》一文，探讨传感器技术的发展趋势和新型传感器的创新应用。

-《传感器在智能控制系统中的作用》一篇，深入理解传感器在自动化和智能化控制系统中的关键作用。

2.课后自主学习和探究：

-研究传感器在新能源汽车中的应用，如电池管理系统中的温度传感器和压力传感器。

-探索传感器在环境监测中的作用，例如空气质量监测站是如何使用传感器来监测污染物浓度的。

-了解传感器在医疗设备中的高级应用，如心脏起搏器中的压力传感器和生物传感器。

为了鼓励学生进行课后自主学习和探究，可以布置以下任务：

-让学生选择一个感兴趣的传感器应用领域，查找相关资料，撰写一份简短的报告，介绍该领域传感器的工作原理和应用案例。

-鼓励学生利用身边的材料自制简单的传感器，如利用光敏电阻制作一个光控开关，或利用热敏电阻制作一个温度报警器。

-组织学生参加学校或社区的科学展览，展示他们的传感器项目和创意。教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的参与度、提问回答的积极性和准确性，以及对传感器工作原理的理解程度，都是评价学生课堂表现的重要指标。通过观察学生在课堂上的互动和反应，可以了解他们对本节课内容的兴趣和掌握情况。

2.小组讨论成果展示：各小组在讨论传感器应用案例时所展现的分析能力、合作精神和创新思维，以及最终展示的成果质量，将作为评价学生小组合作学习效果的标准。

3.随堂测试：通过设计针对传感器工作原理和应用的相关试题，进行随堂测试，以检验学生对本节课知识点的掌握程度，包括理论知识和实验操作的理解。

4.实验报告：学生完成的实验报告，包括实验过程记录、数据分析和结论，将作为评价学生实验能力和科学探究精神的重要依据。

5.教师评价与反馈：

-对学生在课堂上的表现，给予及时的肯定和鼓励，对存在的问题提供具体的改进建议。

-在小组讨论成果展示后，对每个小组的表现进行点评，强调优点，指出不足，并提出改进方向。

-根据随堂测试和实验报告的情况，给予学生个性化的反馈，帮助他们巩固知识点，提升学习能力。

-鼓励学生积极参与课堂讨论和实验操作，培养他们的自主学习能力和科学思维能力。板书设计1.课程标题：

-《常见传感器的工作原理》

2.传感器分类：

-光敏传感器

-热敏传感器

-压敏传感器

3.工作原理及特点：

-光敏电阻：光强变化→阻值变化

-热敏电阻：温度变化→阻值变化

-压力传感器：压力变化→电压/电流变化

4.应用案例：

-自动门

-智能家居

-工业生产

-医疗设备

5.实验注意事项：

-安全操作

-数据记录

-结论分析

6.课后探究：

-新能源汽车中的应用

-环境监测

-医疗设备创新

板书设计将采用图文结合的方式，使用不同颜色粉笔突出重点，如传感器分类、工作原理等关键信息。通过清晰的布局和简洁的文字，使板书既具有逻辑性又易于理解，同时增加趣味性元素，如传感器符号图示，以提高学生的学习兴趣和课堂参与度。反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合生活实例：在教学过程中，我尝试将传感器的工作原理与学生的日常生活紧密结合，如自动门、智能家居等，这样的创新使得理论知识更加生动具体，有助于提高学生的兴趣和参与度。

2.实践操作强化：通过设计实验环节，让学生亲自操作传感器，这种实践教学方式不仅加深了学生对工作原理的理解，也培养了学生的动手能力和科学探究精神。

（二）存在主要问题

1.教学组织：在小组讨论环节，我发现部分学生参与度不高，可能是因为小组分工不明确，导致部分学生缺乏参与感。

2.教学评价：目前的评价方式较为单一，主要以课堂表现和随堂测试为主，缺乏对学生学习过程和思维方法的深入评价。

（三）改进措施

针对教学组织的问题，我计划在未来的教学中，更加明确小