2024-2025学年新教材高中物理 第5章 传感器 2 常见传感器的工作原理及应用教案 新人教版选择性必修第二册

2024-2025学年新教材高中物理第5章传感器2常见传感器的工作原理及应用教案新人教版选择性必修第二册学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：《常见传感器的工作原理及应用》

2.教学年级和班级：高中二年级物理班

3.授课时间：2024年11月20日，星期三，第5节

4.教学时数：45分钟

本节课将基于新人教版选择性必修第二册第5章“传感器”中的内容，重点探讨常见传感器如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等的工作原理及其在实际生活中的应用。通过实例分析和互动实验，帮助学生深入理解传感器的工作机制，并培养学生的实际应用能力。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，形成物理观念。

2.科学思维：培养学生运用科学方法分析传感器问题的能力，提高逻辑推理和批判性思维能力。

3.实践与创新：通过实际操作和实验，激发学生的探究兴趣，培养动手操作能力和创新意识。

4.科学态度与责任：了解传感器在现代科技中的应用，培养学生对科学技术的尊重和责任感。教学难点与重点1.教学重点：

-传感器的工作原理：重点讲解温度传感器、光敏传感器、压力传感器的基本原理，使学生理解传感器将物理量转换为电信号的机理。

-传感器的应用：通过实例分析，让学生掌握传感器在不同领域（如工业、医疗、日常生活）中的应用。

-实验操作技能：培养学生正确使用传感器进行数据采集和处理的能力。

举例：以温度传感器为例，强调其通过热敏电阻的阻值变化来检测温度的核心原理。

2.教学难点：

-传感器原理的理解：学生对传感器内部电路和工作原理的理解可能存在困难，需要通过直观的图示和实际操作来加深理解。

-传感器应用的拓展：学生在理解传感器基本应用的基础上，难以将其拓展到更广泛的领域，需要教师引导和案例分析。

-实验数据分析和处理：学生可能缺乏对实验数据进行有效分析和处理的能力，需要教授相关的数据分析方法。

举例：对于压力传感器的应用，难点在于如何让学生理解其在复杂系统（如汽车刹车系统）中的作用和重要性。通过具体的案例分析，帮助学生突破这一难点。教学方法与策略1.教学方法：采用讲授与讨论相结合的方式，辅以案例研究和项目导向学习，引导学生深入理解传感器的工作原理和应用场景。

-讲授：用于介绍传感器的基本概念和原理。

-讨论与问答：鼓励学生提问，通过小组讨论解决疑惑，促进思维碰撞。

-案例研究：分析具体传感器应用案例，加深理解。

-项目导向学习：设计小型项目，让学生在实践中学习传感器使用。

2.教学活动：设计实验和角色扮演等具体活动，增强学生的参与感和互动性。

-实验：让学生动手操作传感器，观察并记录数据，提高实践能力。

-角色扮演：模拟传感器在生活中的应用场景，增强学习趣味性。

3.教学媒体：利用多媒体演示、实物展示和互动软件等教学媒体，丰富课堂形式，提高学生的学习兴趣和效率。教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-利用生活实例创设情境：展示智能手机中使用的各种传感器（如重力传感器、光线传感器等），提出问题：“这些传感器是如何工作的？它们在我们生活中扮演什么角色？”引发学生思考，激发学习兴趣。

2.讲授新课（15分钟）

-温度传感器：介绍热敏电阻原理，通过图示和动画演示温度传感器的工作过程，讲解其在恒温器、家电等产品中的应用。

-光敏传感器：讲解光敏电阻和光敏晶体管的工作原理，展示其在自动开关、光线调节等领域的应用。

-压力传感器：介绍压力传感器的工作原理，结合实例（如电子秤、汽车刹车系统）讲解其在不同场景下的应用。

3.巩固练习（10分钟）

-分组讨论：让学生分组讨论传感器的工作原理和应用，每组选择一种传感器进行深入分析。

-课堂提问：针对讨论内容，对学生进行提问，检验学生对传感器原理和应用的理解程度。

4.实践操作（10分钟）

-实验活动：安排学生进行传感器实验，如使用温度传感器测量不同温度下的阻值变化，使用光敏传感器观察光线强度的变化等。

-创新设计：鼓励学生思考如何将传感器应用于解决实际问题，如设计一个简单的自动窗帘系统。

5.课堂小结（5分钟）

-教师总结：简要回顾本节课所学的传感器原理和应用，强调重点内容。

-学生分享：邀请学生分享实验过程中的发现和学习心得，促进课堂互动。

6.布置作业（5分钟）

-设计作业：要求学生结合本节课所学，设计一个简单的传感器应用项目，如温度控制器、光线感应灯等。

-研究作业：鼓励学生进一步研究传感器在其他领域的应用，如物联网、智能家居等。

7.课后反思（课后）

-教师反思：针对课堂教学效果，评估教学方法的有效性，调整教学策略。

-学生反馈：收集学生对课堂学习的意见和建议，以便更好地调整教学。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《传感器技术与应用》一书，详细介绍了各类传感器的工作原理、特性以及在工业、医疗、环保等领域的应用案例。

-《现代传感器技术》期刊，关注传感器技术的最新研究进展和发展动态。

2.课后自主学习和探究：

-研究传感器在物联网中的应用，了解如何将传感器与网络技术相结合，实现智能监控、远程控制等功能。

-探索传感器在新能源领域的应用，如太阳能电池板中使用的光敏传感器、风力发电中的速度传感器等。

-分析传感器在环境保护方面的作用，如空气质量监测、水质检测等。

-了解传感器在生物医学领域的应用，如心电监测、体温监测等。

-自主设计一个小型传感器应用项目，如智能家居系统、环境监测设备等，结合实际需求选择合适的传感器。课堂小结，当堂检测-本节课我们学习了温度传感器、光敏传感器和压力传感器的工作原理及其在实际应用中的关键作用。

-温度传感器通过热敏电阻的阻值变化检测温度，应用广泛于家电、恒温控制等领域。

-光敏传感器利用光敏元件对光线强度的变化敏感，应用于自动开关、光线调节等场合。

-压力传感器通过感受压力变化，转换成电信号，常见于电子秤、汽车刹车系统等重要设备中。

-通过实验操作和案例分析，我们理解了传感器在实际工程和日常生活中的重要性。

2.当堂检测：

-选择题：设计一些关于传感器原理和应用的选择题，检验学生对基础知识的掌握。

-简答题：要求学生简述某种传感器的原理及其在生活中的一个应用实例。

-实操题：让学生现场演示传感器的使用，如使用温度传感器测量环境温度，并解释其工作过程。

-创新题：提出一个实际问题，鼓励学生设计一个传感器解决方案，如设计一个智能花园，需要考虑温度、湿度、光照等因素的监测与控制。

-小组讨论题：分组讨论传感器在未来科技发展中的潜在应用，如智能交通系统、智慧医疗等，促进学生思考和交流。板书设计1.标题：《常见传感器的工作原理及应用》

2.内容结构：

-传感器概述

-定义

-分类

-常见传感器原理

-温度传感器

-热敏电阻原理

-应用案例

-光敏传感器

-光敏元件

-应用场景

-压力传感器

-压力-电信号转换

-实际应用

-传感器实验要点

-操作步骤

-数据记录

-传感器未来展望

-物联网

-智能科技

3.重点标注：

-用不同颜色粉笔突出温度传感器、光敏传感器和压力传感器的核心原理和应用。

-用箭头连接各个传感器原理和应用，展示它们之间的关联性。

4.艺术性与趣味性：

-使用图示和简笔画，形象展示传感器工作原理和场景应用。

-设计有趣的互动环节，如让学生上台绘制传感器应用草图，增加课堂互动和趣味性。

5.结尾：

-总结性语言，强调传感器在现代科技中的重要性。

-鼓励学生积极探索传感器技术的无限可能。重点题型整理-简答题：解释温度传感器的工作原理，并给出一个具体的应用实例。

-计算题：根据温度传感器的阻值-温度特性曲线，计算在某一温度下的阻值变化。

-分析题：分析光敏传感器在自动照明系统中的应用，并设计一个简单的控制电路。

-设计题：设计一个压力传感器控制的智能停车场系统，描述其工作原理和主要组成部分。

-实践题：使用传感器制作一个简单的温度报警装置，要求给出电路图和操作步骤。

2.题型细节补充和说明：

-简答题：

-答案：温度传感器利用热敏电阻随温度变化而改变阻值的特性来检测温度。例如，在冰箱中，温度传感器可以用来检测冰箱内部的温度，确保恒温运行。

-计算题：

-答案：假设热敏电阻在25℃时的阻值为R0，温度系数为α，当温度变化到T℃时，阻值变化为R=R0*(1+α*(T-25))。

-分析题：

-答案：光敏传感器可以根据光照强度自动控制照明系统的开关。例如，当光照强度低于某一阈值时，光敏传感器输出高电平，触发继电器开启照明灯。

-设计题：

-答案：智能停车场系统使用压力传感器来检测车位是否被占用。当车辆停入车位时，压力传感器检测到压力变化，发送信号给控制系统，更新车位状态，并通过显示屏提示司机。

-实践题：

-答案：温度报警装置的电路图包括温度传感器、比较器、继电器和报警器。当温度超过预设值时，温度传感器输出电压变化，比较器输出高电平，触发继电器，使报警器响起。

3.注意事项：

-确保题型与课本知识点紧密相关，突出传感器的原理和应用。

-答案要求准确、简洁，避免冗余解释。

-设计题和实践题要注重实际操作，鼓励学生动手实践和解决问题。教学反思这堂关于常见传感器的工作原理及应用的课程让我深感教学过程中的挑战和乐趣。通过导入环节，我发现学生们对智能手机中的传感器产生了浓厚的兴趣，这为后续的学习奠定了基础。在讲授新课的过程中，我特别强调了温度传感器、光敏传感器和压力传感器的工作原理，并通过生动的案例和直观的图示帮助学生理解这些概念。我注意到，学生在理解传感器内部电路和工作原理时存在一些困难，这是我在教学中需要进一步关注和解决的问题。

在巩固练习环节，我组织了小组讨论和课堂提问，这有助于检验学生对传感器原理和应用的理解程度。通过实践操作，学生亲自操作传感器，观察并记录数据，这不仅提高了他们的实践能力，也加深了对传感