【核心素养】5.2 常见传感器的工作原理及应用 教学设计

【核心素养】5.2常见传感器的工作原理及应用教学设计主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：物理——5.2常见传感器的工作原理及应用

2.教学年级和班级：八年级（3）班

3.授课时间：2023年5月15日

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，具体目标如下：1）科学思维：通过探究传感器的工作原理，培养学生的观察能力和推理能力；2）实践创新：通过动手实践，培养学生运用传感器解决实际问题的能力；3）科学态度：培养学生对科学现象的好奇心和探究精神，激发学习物理的兴趣；4）科学精神：培养学生严谨的科学态度，追求真理的精神。通过本节课的学习，使学生能够理解传感器在实际生活中的应用，提高学生的物理学科素养。重点难点及解决办法重点：

1.传感器的定义和工作原理。

2.常见传感器（如光敏传感器、热敏传感器等）的应用实例。

难点：

1.传感器内部工作原理的深入理解。

2.传感器在实际应用中的电路连接及调试。

解决办法：

1.通过多媒体教学展示传感器的内部结构和工作原理动画，帮助学生形象理解传感器的工作过程。

2.结合实验，让学生亲自动手连接传感器电路，观察传感器的响应变化，增强实际操作能力。

3.举例讲解传感器的应用，如智能家居中的传感器应用，让学生在具体情境中理解传感器的功能。

4.分组讨论，鼓励学生提出问题并尝试解答，教师针对学生的疑问进行个别指导，帮助学生克服理解上的困难。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资源1.软硬件资源：计算机、投影仪、传感器实验套件。

2.课程平台：校园网络教学平台。

3.信息化资源：多媒体课件、传感器工作原理动画、教学视频。

4.教学手段：小组讨论、实验演示、学生动手实践。教学过程1.导入（约5分钟）

激发兴趣：以日常生活中常见的传感器应用为例，如自动感应灯，提问学生其工作原理，引发学生的好奇心。

回顾旧知：简要回顾上节课学习的电路知识，为引入传感器的概念做铺垫。

2.新课呈现（约20分钟）

讲解新知：介绍传感器的定义、分类和工作原理，通过多媒体课件展示传感器的基本结构。

举例说明：以光敏传感器为例，展示其在自动感应灯中的应用，解释其将光信号转换为电信号的原理。

互动探究：将学生分组，每组发放传感器实验套件，指导学生动手连接电路，观察传感器在不同条件下的响应。

3.巩固练习（约15分钟）

学生活动：让学生根据所学内容，设计一个简单的传感器应用电路，如温度报警器。

教师指导：在学生设计电路时，教师巡回指导，帮助学生解决在电路设计和实验过程中遇到的问题。

4.应用拓展（约10分钟）

提出挑战：给出一个实际应用场景，如智能家居系统，要求学生思考如何利用传感器实现环境监测。

小组讨论：学生分组讨论，提出解决方案，教师总结并点评。

5.总结反馈（约5分钟）

总结回顾：教师引导学生回顾本节课的主要内容，确保学生对传感器的工作原理及应用有清晰的认识。

反馈评价：学生反馈学习过程中的疑问和收获，教师给予评价和指导。

6.作业布置（约5分钟）

布置作业：要求学生根据本节课的内容，撰写一篇关于传感器应用的小论文，或设计一个传感器应用项目。

下节课预告：预告下节课将学习的内容，提醒学生做好预习。教学资源拓展1.拓展资源：

-传感器技术发展历史资料，了解传感器技术的演变过程。

-传感器在现代科技领域的应用案例，如工业自动化、医疗设备、航空航天等。

-传感器的工作原理图解，包括各种传感器内部结构和工作原理的详细图解。

-与传感器相关的科普文章和视频资料，加深学生对传感器知识的理解。

-传感器制造商提供的产品手册和教程，了解市场上常见的传感器类型和特点。

2.拓展建议：

-鼓励学生课后收集不同类型传感器的资料，进行分类整理，了解各自的特点和应用领域。

-建议学生参观附近的科技展览或博物馆，观察传感器在实际应用中的使用情况。

-推荐学生阅读相关的科技杂志和书籍，以拓展对传感器技术和应用的认识。

-指导学生利用网络资源，搜索并学习传感器的电路设计原理和实际案例分析。

-鼓励学生参与科技小制作活动，使用传感器制作简单的应用项目，如温度控制器、光控开关等。

-建议学生关注国内外传感器技术的发展动态，了解最新的传感器研究成果和应用趋势。

-鼓励学生参加科技竞赛，如青少年科技创新大赛，将传感器应用知识应用于实际项目中。

-指导学生进行传感器相关的实验设计，通过实验验证传感器的工作原理和应用效果。

-建议学生撰写科技小论文，总结传感器学习心得，提升写作和表达能力。典型例题讲解例题1：光敏传感器应用

题目：设计一个光控开关电路，要求当环境光线强度低于一定阈值时，开关自动闭合，点亮一盏灯泡。

解答：使用光敏传感器检测环境光线强度，将光敏传感器的输出信号连接至比较器的输入端，设定阈值电压。当光线强度低于阈值时，比较器输出高电平信号，通过驱动电路控制开关闭合，点亮灯泡。

例题2：热敏传感器应用

题目：设计一个简单的温度监测器，当环境温度超过设定值时，发出警报。

解答：使用热敏传感器检测环境温度，将传感器的输出信号连接至温度控制器。设定一个温度阈值，当环境温度超过该阈值时，温度控制器激活警报器，发出警报。

例题3：压力传感器应用

题目：设计一个用于测量液体压力的装置，当液体压力超过安全值时，自动切断泵的电源。

解答：将压力传感器安装于液体容器中，传感器输出信号连接至压力控制器。设定一个安全压力值，当液体压力超过该值时，压力控制器发出信号，切断泵的电源，保证系统安全。

例题4：超声波传感器应用

题目：使用超声波传感器测量距离，并设计一个电路，当测量到的距离小于设定值时，点亮一个指示灯。

解答：超声波传感器发送超声波信号，接收反射回来的信号，计算距离。将距离信号连接至比较器，设定一个距离阈值。当测量到的距离小于该阈值时，比较器输出高电平，通过驱动电路点亮指示灯。

例题5：气体传感器应用

题目：设计一个用于检测有害气体浓度的报警器，当有害气体浓度超过安全限时，发出声光报警。

解答：使用气体传感器检测有害气体浓度，将传感器输出信号连接至报警控制器。设定一个有害气体浓度的安全限值，当浓度超过该限值时，报警控制器激活声光报警器，发出警报。教学反思这节课结束后，我感到收获颇丰，同时也对教学过程中的一些环节进行了反思。传感器作为物理学科中的一个重要部分，其工作原理和应用对学生理解现代科技具有重要意义。

首先，导入环节的设计很成功，通过生活中的实际例子引起了学生的兴趣，让他们意识到物理知识在日常生活中的应用。但在回顾旧知部分，我发现有些学生对之前电路知识掌握得不够扎实，这让我意识到在今后的教学中需要更多地关注学生对基础知识的掌握情况。

在新课呈现环节，我通过多媒体课件和实际操作相结合的方式讲解了传感器的工作原理，学生反应良好。但在互动探究环节，我发现部分学生对传感器内部电路的理解仍然不够深入，这提示我在未来的教学中需要更多地引导学生动手实践，以增强他们的直观感受和理解。

在巩固练习环节，学生的动手实践能力得到了锻炼，但我也发现了一些问题。有些学生在设计电路时遇到了困难，这可能是由于他们对传感器原理的理解不够深入，或者是实际操作能力有待提高。针对这一问题，我计划在后续的教学中增加更多的实验环节，让学生在实践中不断探索和学习。

此外，我也反思了本节课的教学资源使用情况。虽然我提供了丰富的教学资源，包括多媒体课件和实验套件，但我意识到学生在课后的自学过程中可能缺乏足够的指导。因此，我计划在下一节课上提供一些拓展资源和学习建议，帮助学生更好地进行自主学习。

最后，我认为本节课的总结反馈环节较为匆忙，未能充分了解学生的学习效果。未来，我会在课后留出更多时间与学生交流，了解他们的学习困惑和收获，以便更好地调整教学策略。板书设计1.传感器的基本概念

①传感器的定义：将非电学量转换为电学量的装置。

②传感器的分类：光敏传感器、热敏传感器、压力传感器等。

③传感器的特性：灵敏度、线性度、稳定性。

2.传感器的工作原理

①光敏传感器：利用光电效应，将光信号转换为电信号。

②热敏传感器：利用热敏元件的阻值随温度变化而变化的特性。

③压力传感器：利用压敏元件的阻值随压力变化而变化的特性