(教学设计)第5章 传感器及其应用 章末综合提升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章传感器及其应用章末综合提升2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为《传感器及其应用》章末综合提升，来源于2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)第5章。内容包括传感器工作原理、传感器的分类与应用、传感器在实际问题中的解决方案等。教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在前期课程中学习了物理量的测量、电路原理等基础知识，为本节课理解传感器的工作原理和实际应用打下了基础。此外，通过本章节学习，学生将能运用所学知识分析传感器在科技领域的作用，提高解决实际问题的能力。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生以下能力：科学探究与思维、物理观念与应用、科学态度与责任。通过学习《传感器及其应用》，学生将能深入理解传感器的物理原理，形成科学的物理观念；在探究传感器的工作原理和应用过程中，锻炼科学探究与思维能力；同时，通过分析传感器在科技发展和生活中的实际应用，培养学生的科学态度与责任，激发其对科技发展的关注和参与意识，为实现创新能力打下基础。这一目标与新教程要求紧密关联，注重培养学生的综合素养，为未来的学习和生活奠定坚实基础。三、重点难点及解决办法重点：传感器的工作原理、分类及其在实际应用中的解决方案。

难点：理解传感器转换过程中物理量的变化，以及在不同情境下传感器的选型和应用。

解决办法及突破策略：

1.通过动画、实物演示等方式，直观展示传感器的工作原理，帮助学生形象理解传感器内部物理量的转换过程。

2.列举典型实例，分析不同传感器在特定场景下的应用，引导学生学会根据实际问题选择合适的传感器。

3.设计课堂互动环节，让学生分组讨论、分享传感器应用案例，培养学生合作学习和解决问题的能力。

4.结合生活实际，布置课后实践作业，让学生亲身操作传感器，加深对传感器原理和应用的理解。

5.针对难点问题，提供课外学习资源，鼓励学生自主学习，拓展知识面，提高解决实际问题的能力。四、教学资源1.软硬件资源：

-传感器实物及配套实验器材

-多媒体教学设备

-物理实验室

2.课程平台：

-学校课程管理系统

-班级学习交流群

3.信息化资源：

-传感器工作原理动画

-传感器应用案例PPT

-传感器相关教学视频

4.教学手段：

-探究式教学

-小组讨论

-实践操作

-课后自主学习

-课堂互动问答

-在线学习资源分享

-实物与多媒体结合教学

-案例分析

-课后作业与反馈

-课外阅读推荐

-学生的前期学习成果展示

五、教学过程第一课时

一、导入新课

1.复习引入

同学们，我们在上一章学习了物理量的测量，还记得我们学过哪些物理量吗？（学生回答）很好，那么今天我们将要学习一种可以将这些物理量转化为电信号的工具——传感器。

2.生活实例

在我们的日常生活中，传感器无处不在。比如，我们家里的温度计、汽车上的倒车雷达等。它们是如何工作的呢？这就是我们今天要学习的内容。

二、新课探究

1.传感器工作原理

（1）展示动画：传感器工作原理

（2）总结原理：传感器通过敏感元件，将非电学量（如温度、压力等）转化为电学量（如电压、电流等）。

2.传感器的分类与应用

（1）展示PPT：传感器的分类与应用

大家来看一下这些传感器，它们分别应用于哪些场景？（学生回答）

（2）总结分类与应用：

-温度传感器：应用于温度控制、环境监测等；

-压力传感器：应用于汽车刹车系统、工业制造等；

-光电传感器：应用于自动门、光线控制等；

-磁电传感器：应用于指南针、手机等；

-湿度传感器：应用于空调、加湿器等。

3.传感器在实际问题中的解决方案

（1）案例分析：介绍传感器在智能手环中的应用

智能手环大家应该都很熟悉，它内部集成了很多传感器，如加速度传感器、心率传感器等。这些传感器是如何帮助我们监测健康数据的呢？

（2）分组讨论：让学生分组讨论传感器在生活中的应用，并分享解决方案。

三、课堂实践

1.实验操作：传感器实验

同学们，现在请你们来到实验室，我们一起来动手操作一下传感器，感受它们的工作原理。

2.实验报告：完成实验报告，总结实验过程和心得。

第二课时

一、复习引入

上节课我们学习了传感器的工作原理、分类和应用，今天我们将进一步探讨传感器在实际问题中的解决方案。

二、新课探究

1.传感器选型与应用

（1）案例分析：介绍传感器在智能家居中的应用

在智能家居系统中，我们需要选择合适的传感器来实现各种功能。例如，温度传感器用于室内温度控制，光照传感器用于自动调节室内光线。

（2）互动问答：针对不同场景，让学生选择合适的传感器。

2.传感器在科技领域的作用

（1）展示PPT：传感器在科技领域的作用

传感器在科技领域具有重要作用，比如在航天、医疗、工业等领域。它们是如何发挥作用的呢？

（2）小组讨论：让学生分组讨论传感器在科技领域的作用，并分享心得。

三、课堂总结

四、课后作业

1.完成课后习题，巩固所学知识；

2.查找资料，了解传感器在其他领域的应用，下节课分享。

第三课时

一、复习引入

上节课我们学习了传感器在科技领域的作用，今天我们将通过课后实践，进一步巩固所学知识。

二、课后实践

1.实践操作：让学生分组进行课后实践，操作传感器，解决实际问题。

2.成果展示：展示各组的实践成果，分享解决问题的过程和心得。

三、课堂总结

四、课后拓展

1.阅读推荐：推荐与传感器相关的书籍、文章，拓展知识面；

2.线上学习：利用课程平台，学习传感器相关课程，提高自身能力。六、知识点梳理1.传感器工作原理

-敏感元件：传感器中的关键部分，能够响应特定的物理量变化。

-转换原理：传感器将非电学量转换为电学量的过程，如热电效应、磁电效应等。

2.传感器分类

-物理传感器：基于物理效应，如温度传感器、压力传感器。

-化学传感器：基于化学变化，如气体传感器、湿度传感器。

-生物传感器：基于生物分子识别，如生物芯片、血糖传感器。

3.传感器应用

-家庭应用：如智能家电、环境监测。

-工业应用：如自动化控制、机器人技术。

-医疗应用：如患者监护、医疗诊断。

-交通应用：如车辆安全系统、智能交通管理。

4.传感器选型

-考虑因素：测量范围、精度、响应时间、稳定性、成本等。

-选型方法：根据实际应用场景和需求，选择最适合的传感器。

5.传感器在科技领域的作用

-航天领域：如卫星姿态控制、空间环境监测。

-医疗领域：如远程医疗、疾病诊断。

-工业领域：如智能制造、工业互联网。

-环保领域：如空气质量监测、水质检测。

6.传感器实验操作

-实验步骤：熟悉传感器使用方法、进行实际操作。

-注意事项：安全操作、防止损坏传感器。

7.传感器未来发展

-技术趋势：微型化、智能化、多功能化。

-应用前景：物联网、大数据、人工智能等领域的广泛应用。七、教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、注意力集中情况等，评估学生对传感器工作原理、分类及应用的掌握程度。

2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的合作能力、问题分析及解决能力，以及成果展示时的表达清晰度。

3.随堂测试：通过设计针对传感器相关知识的随堂测试，检验学生对课堂所学内容的理解和掌握程度。

4.实验操作：评价学生在实验操作过程中的动手能力、观察分析能力以及实验报告的撰写质量。

5.课后作业：根据课后作业的完成情况，评估学生对课堂所学知识的巩固程度和拓展学习能力。

6.教师评价与反馈：

-针对学生课堂表现，给予积极评价和鼓励，对存在的问题提出改进建议；

-对小组讨论成果进行点评，指出优点和不足，指导学生提高合作学习效果；

-根据随堂测试和课后作业的完成情况，给予针对性的指导和建议，帮助学生查漏补缺；

-针对实验操作过程中出现的问题，给予解答和指导，提高学生的实验技能。八、板书设计1.主题：《传感器及其应用》

-工作原理

-敏感元件

-转换原理

-分类与应用

-物理传感器

-化学传感器

-生物传感器

-实际问题解决方案

-选型方法

-应用场景

-科技领域作用

-航天

-医疗

-工业

-环保

-传感器发展趋势

-微型化

-智能化