2024年 第十一章 實驗十二 傳感器的簡單使用教案 魯科版選修3-2

2024年第十一章實驗十二傳感器的簡單使用教案魯科版選修3-2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024年第十一章實驗十二傳感器的簡單使用教案魯科版選修3-2課程基本信息1.課程名稱：傳感器的基本使用

2.教學年級和班級：高中物理，選修3-2，2024年

3.授課時間：2課時

4.教學時數(shù)：90分鐘

教學目標分析1.知識與技能：使學生掌握傳感器的原理和基本使用方法，能夠根據(jù)實驗需求選擇合適的傳感器，并能夠進行簡單的數(shù)據(jù)采集和分析。

2.過程與方法：通過實驗操作，培養(yǎng)學生的動手能力和實驗操作規(guī)范性，學會使用傳感器進行物理量的測量和數(shù)據(jù)處理。

3.情感態(tài)度與價值觀：激發(fā)學生對物理實驗的興趣，培養(yǎng)學生對科學探究的熱愛，增強學生對物理實驗中儀器設備的認識和尊重。

4.核心素養(yǎng)：通過本節(jié)課的學習，培養(yǎng)學生的科學思維、實驗探究和創(chuàng)新能力，使學生能夠在實際問題和實驗情境中運用所學的物理知識。教學難點與重點1.教學重點

（1）傳感器的原理：學生需要理解傳感器的工作原理，包括轉(zhuǎn)換原理和檢測原理，以及傳感器的種類和特點。

舉例：光電傳感器的工作原理是利用光電效應將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，霍爾傳感器則是利用霍爾效應將磁場信號轉(zhuǎn)換為電信號。

（2）傳感器的應用：學生需要掌握傳感器的應用領(lǐng)域，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的重要作用。

舉例：溫度傳感器在空調(diào)、冰箱等家用電器中的作用，壓力傳感器在汽車剎車系統(tǒng)中的應用等。

（3）數(shù)據(jù)采集與分析：學生需要學會使用傳感器進行數(shù)據(jù)采集，并能對數(shù)據(jù)進行簡單的分析，從而得出結(jié)論。

舉例：使用光電傳感器測量光的強度，通過分析光強度的變化得出結(jié)論。

2.教學難點

（1）傳感器的原理理解：學生對于傳感器的轉(zhuǎn)換原理和檢測原理的理解可能存在困難，尤其是對于一些新的物理概念和理論。

舉例：霍爾效應的理解，學生可能對于磁場的變化如何轉(zhuǎn)化為電信號存在疑問。

（2）傳感器的選用：學生可能對于如何根據(jù)實驗需求選擇合適的傳感器存在困惑，不知道如何進行選擇。

舉例：在進行物體速度的測量時，學生可能不知道應該選擇光電傳感器還是紅外傳感器。

（3）實驗操作：學生可能對于如何進行實驗操作，如何正確使用傳感器存在困難，尤其是對于一些細節(jié)操作。

舉例：如何正確連接傳感器和電路，如何進行數(shù)據(jù)的準確采集等。

（4）數(shù)據(jù)處理：學生可能對于如何對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，如何分析數(shù)據(jù)存在困難，不知道如何進行數(shù)據(jù)的處理和分析。

舉例：如何處理和分析光電傳感器測量到的光強度數(shù)據(jù)，如何得出結(jié)論。教學資源1.軟硬件資源：

-傳感器實驗套件

-數(shù)據(jù)采集器

-電腦軟件fordataanalysis

-實驗室常用的工具和儀器

-電源供應器

2.課程平臺：

-學校的教學管理系統(tǒng)

-班級QQ群或微信群

3.信息化資源：

-相關(guān)的電子教材和教學PPT

-在線實驗指導視頻

-科學文章和論文關(guān)于傳感器的應用

-物理實驗教學視頻網(wǎng)站

4.教學手段：

-講授法

-實驗操作法

-小組討論法

-問題引導法

-數(shù)據(jù)分析法教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：激發(fā)學生興趣，引起學生對傳感器的好奇心。

過程：教師通過展示一些日常生活中的傳感器應用實例（如自動門、智能家居等），引導學生思考傳感器的作用和原理，激發(fā)學生對傳感器的學習興趣。

2.理論講解（10分鐘）

目標：使學生理解傳感器的原理和基本概念。

過程：教師通過PPT或電子教材，簡要介紹傳感器的原理、種類和基本使用方法，讓學生對傳感器有一個基本的認識。

3.實驗操作（20分鐘）

目標：培養(yǎng)學生動手能力和實驗操作規(guī)范性。

過程：教師帶領(lǐng)學生進行傳感器的實驗操作，包括傳感器的連接、數(shù)據(jù)采集和分析等，學生在實驗過程中鞏固所學知識，提高動手能力。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的團隊合作能力和問題解決能力。

過程：教師提出一些與傳感器相關(guān)的問題，學生分組討論，尋找解決方案，培養(yǎng)學生的團隊合作能力和問題解決能力。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：提高學生的表達能力和交流能力。

過程：每組學生對自己的討論結(jié)果進行展示，其他學生和教師進行點評，指出優(yōu)點和不足，提高學生的表達能力和交流能力。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：使學生對傳感器的學習內(nèi)容有一個全面的掌握。

過程：教師對本節(jié)課的主要內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)傳感器的原理和使用方法，幫助學生鞏固所學知識。教學資源拓展1.拓展資源：

-傳感器技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應用案例分析

-傳感器在不同領(lǐng)域的應用案例研究

-傳感器的未來發(fā)展趨勢探討

-國內(nèi)外傳感器的最新研究成果和專利技術(shù)

-傳感器相關(guān)領(lǐng)域的專家講座和學術(shù)報告

2.拓展建議：

-學生可以利用圖書館或網(wǎng)絡資源，搜集傳感器在不同領(lǐng)域的應用案例，分析其工作原理和優(yōu)勢，增強對傳感器應用的認識。

-學生可嘗試研究傳感器的未來發(fā)展趨勢，了解行業(yè)動態(tài)，預測傳感器技術(shù)的發(fā)展方向，培養(yǎng)預測和分析能力。

-學生可以關(guān)注國內(nèi)外傳感器的最新研究成果和專利技術(shù)，了解傳感器技術(shù)的最新進展，拓寬知識面。

-學生可以積極參加傳感器相關(guān)領(lǐng)域的專家講座和學術(shù)報告，聽取專家的意見和建議，提高自己的學術(shù)素養(yǎng)。

-學生可以嘗試參與傳感器的創(chuàng)新設計和制作，鍛煉自己的動手能力和創(chuàng)新能力，為將來的科研和工作打下基礎(chǔ)。

-學生可以與傳感器相關(guān)的企業(yè)進行實地參觀和學習，了解傳感器在實際生產(chǎn)中的應用，提高自己的實踐能力。課堂1.課堂評價

（1）提問：教師可以通過提問的方式了解學生對傳感器知識的理解程度，及時發(fā)現(xiàn)學生的疑問并給予解答。

舉例：教師可以針對傳感器的原理、種類和應用等方面進行提問，如“光電傳感器的工作原理是什么？”、“溫度傳感器如何應用于空調(diào)系統(tǒng)中？”等。

（2）觀察：教師應觀察學生在實驗操作過程中的表現(xiàn)，了解學生的動手能力和實驗操作規(guī)范性。

舉例：觀察學生在連接傳感器、進行數(shù)據(jù)采集等實驗操作過程中的操作是否規(guī)范，是否能夠正確地完成實驗步驟。

（3）測試：教師可以通過課堂小測驗或課后作業(yè)等方式，測試學生對傳感器知識的掌握情況。

舉例：教師可以設計一些有關(guān)傳感器的選擇題、填空題等，讓學生在課堂上進行測試，了解學生對傳感器知識的理解和應用能力。

2.作業(yè)評價

（1）教師應認真批改和點評學生的作業(yè)，及時反饋學生的學習效果。

舉例：對于學生提交的作業(yè)，教師應及時給予批改和點評，指出學生的錯誤和不足，并給予正確的指導和鼓勵。

（2）鼓勵學生繼續(xù)努力：教師應在評價中給予學生鼓勵和支持，激發(fā)學生的學習積極性和自信心。

舉例：在作業(yè)評價中，教師可以寫道：“你的實驗報告寫得很詳細，但數(shù)據(jù)處理部分還有改進的空間，加油！”等鼓勵性的評語。

3.綜合評價

（1）教師可以根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況和實驗操作能力等進行綜合評價。

舉例：教師可以綜合考慮學生在課堂提問、作業(yè)和實驗等方面的表現(xiàn)，給予一個全面的評價。

（2）關(guān)注學生的進步：教師應注意觀察學生的進步情況，及時發(fā)現(xiàn)學生的閃光點并進行表揚。

舉例：在綜合評價中，教師可以寫道：“你在本次實驗中的表現(xiàn)非常出色，不僅操作規(guī)范，還能夠獨立解決問題，值得表揚！”等。典型例題講解八、典型例題講解

1.例題一：傳感器的基本原理

題目：簡要說明光電傳感器的工作原理。

答案：光電傳感器是利用光電效應將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。它由光源、光電效應元件和電路組成。當光線照射到光電效應元件上時，會產(chǎn)生電子，電子的流動形成電流，從而實現(xiàn)光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。

2.例題二：傳感器的應用

題目：給出兩個不同種類傳感器的應用實例，并簡要說明其工作原理。

答案：實例一：溫度傳感器在空調(diào)中的應用。溫度傳感器用于檢測室內(nèi)溫度，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號，送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)溫度信號調(diào)節(jié)空調(diào)的制冷或制熱效果。

實例二：壓力傳感器在汽車剎車系統(tǒng)中的應用。壓力傳感器用于檢測剎車踏板的壓力，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)壓力信號調(diào)節(jié)剎車力度，確保行車安全。

3.例題三：數(shù)據(jù)采集與分析

題目：進行光電傳感器測量光的強度實驗，給出數(shù)據(jù)采集與分析的方法。

答案：方法：使用數(shù)據(jù)采集器連接光電傳感器，將采集到的光強度數(shù)據(jù)導入電腦軟件進行分析?？梢酝ㄟ^圖表、統(tǒng)計量等工具對數(shù)據(jù)進行分析和處理，得出光強度的變化規(guī)律。

4.例題四：傳感器的選用

題目：根據(jù)實驗需求，選擇合適的傳感器。

答案：選用步驟：

（1）明確實驗目的和需求，確定要測量的物理量。

（2）根據(jù)物理量的大小范圍、精度要求等條件，篩選出符合要求的傳感器。

（3）比較不同傳感器的性能指標，如響應時間、分辨率、線性范圍等，選擇性能最佳的傳感器。

5.例題五：實驗操作

題目：給出一個簡單的傳感器實驗操作步驟。

答案