曲靖市中小學生科技素養(yǎng)課程 第6課.《觸動傳感器》教學設計

曲靖市中小學生科技素養(yǎng)課程第6課.《觸動傳感器》教學設計課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計意圖本節(jié)課旨在通過《觸動傳感器》的學習，讓學生了解傳感器的基本原理和作用，掌握觸動傳感器的使用方法，培養(yǎng)學生的動手實踐能力和科技創(chuàng)新意識。通過結合實際應用案例，激發(fā)學生對科技的興趣，為后續(xù)課程的學習打下基礎。二、核心素養(yǎng)目標分析1.培養(yǎng)學生的科學探究精神，通過親自動手操作觸動傳感器，激發(fā)學生對科學實驗的興趣。

2.提升學生的技術應用能力，使學生學會運用傳感器解決實際問題。

3.增強學生的創(chuàng)新意識，鼓勵學生在實踐中提出創(chuàng)新想法，培養(yǎng)創(chuàng)造力和解決問題的能力。

4.培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，通過小組合作完成項目，學會與他人共同完成任務。三、教學難點與重點1.教學重點，

①掌握觸動傳感器的工作原理和基本構造；

②熟悉觸動傳感器的應用場景和操作方法；

③能夠根據實際需求設計和制作簡單的觸動傳感器電路。

2.教學難點，

①理解觸動傳感器內部電路的工作機制，包括信號放大、濾波等處理過程；

②正確選擇和連接觸動傳感器，確保電路的穩(wěn)定性和準確性；

③在實際操作中，解決傳感器響應速度、靈敏度等參數(shù)的調整問題，以適應不同的應用需求。四、教學資源-軟硬件資源：觸動傳感器模塊、面包板、連接線、電源、LED燈、電阻、電位器等。

-課程平臺：學校實驗室、科技活動中心。

-信息化資源：傳感器工作原理動畫、觸動傳感器應用案例視頻。

-教學手段：實物演示、小組合作、實驗報告、課堂討論。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。

設計預習問題：圍繞《觸動傳感器》課題，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“觸動傳感器是如何工作的？”“如何設計和測試一個簡單的觸動傳感器電路？”

監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解觸動傳感器的基本原理和電路設計。

思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問，例如“如何調整電阻值來改變傳感器的靈敏度？”

提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處，以便教師了解學生的預習情況。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學生提前了解觸動傳感器的基本概念，為課堂學習做好準備。

通過預習問題的設計，培養(yǎng)學生的探究能力和解決問題的思維。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過展示觸動傳感器的實際應用案例，如門控開關、自動報警器等，引出《觸動傳感器》課題，激發(fā)學生的學習興趣。

講解知識點：詳細講解觸動傳感器的工作原理，包括電阻變化、信號處理等，結合實例幫助學生理解。

組織課堂活動：設計小組討論，讓學生根據預習內容，討論并設計一個簡單的觸動傳感器電路。

解答疑問：針對學生在討論中提出的疑問，如“為什么觸動傳感器的輸出信號會不穩(wěn)定？”進行及時解答和指導。

學生活動：

聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題，如“如何選擇合適的傳感器？”

參與課堂活動：積極參與小組討論，共同設計電路，動手搭建并測試觸動傳感器電路。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，如“能否使用多個傳感器實現(xiàn)更復雜的控制？”勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過詳細講解，幫助學生理解觸動傳感器的工作原理。

實踐活動法：設計實踐活動，讓學生在實踐中掌握觸動傳感器的使用和設計。

合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解觸動傳感器的工作原理，掌握其應用技能。

通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：布置設計一個基于觸動傳感器的實際應用項目的作業(yè)，如制作一個自動門或觸摸燈。

提供拓展資源：提供與觸動傳感器相關的拓展資源，如相關書籍、在線教程、高級傳感器模塊等。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導，如“你的電路設計很有創(chuàng)意，但需要考慮電路的穩(wěn)定性?！?/p>

學生活動：

完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果，并嘗試改進設計。

拓展學習：利用老師提供的拓展資源，探索更高級的傳感器應用，如使用微控制器來控制傳感器。

反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議，如“我在設計時遇到了哪些困難？如何解決的？”

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的觸動傳感器知識點和技能。

通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

通過反思總結，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。六、拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內容相關的拓展閱讀材料

-《傳感器技術基礎》：介紹傳感器的基本概念、分類、原理和應用，適合初學者深入了解傳感器技術。

-《電子制作與創(chuàng)意實踐》：提供多個電子制作實例，包括基于傳感器的項目，如智能家居、健康監(jiān)測等，激發(fā)學生的創(chuàng)意和動手能力。

-《機器人技術》：探討機器人中的傳感器應用，介紹傳感器在機器人導航、避障等過程中的作用，激發(fā)學生對機器人技術的興趣。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究

-學生可以嘗試制作簡單的觸動傳感器電路，如觸摸燈、門控開關等，通過實際操作加深對傳感器原理的理解。

-鼓勵學生查閱相關資料，了解不同類型傳感器的原理和應用，如溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器等，拓展知識面。

-學生可以設計一個基于傳感器的創(chuàng)新項目，如環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、智能家居控制系統(tǒng)等，提高解決實際問題的能力。

-通過參與學?；蛏鐓^(qū)的科技活動，如科技創(chuàng)新大賽、科技展覽等，將所學知識應用于實際項目中，提升綜合實踐能力。

拓展閱讀材料：

-《傳感器技術基礎》：介紹傳感器的基本概念、分類、原理和應用，包括光電傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等。

-《電子制作與創(chuàng)意實踐》：提供多個電子制作實例，包括基于傳感器的項目，如觸摸燈、自動門、溫度監(jiān)測等。

-《機器人技術》：探討機器人中的傳感器應用，介紹傳感器在機器人導航、避障、抓取等過程中的作用。

探究方向：

-溫度傳感器的應用：研究溫度傳感器的原理，制作一個溫度監(jiān)測器，監(jiān)測環(huán)境溫度或物體溫度。

-濕度傳感器的應用：了解濕度傳感器的原理，制作一個濕度監(jiān)測器，監(jiān)測環(huán)境濕度或植物濕度。

-光敏傳感器的應用：研究光敏傳感器的原理，制作一個光控開關，根據光線強度控制燈光的亮滅。

-智能家居控制：設計一個智能家居控制系統(tǒng)，使用多個傳感器（如溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器）來控制家庭電器。

-環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：制作一個環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測空氣中的有害物質（如PM2.5、CO2等），并通過傳感器輸出數(shù)據。

-機器人避障：設計一個簡單的機器人避障程序，使用傳感器來檢測周圍環(huán)境，使機器人能夠自動避開障礙物。

-機器人抓取：研究機器人抓取技術，使用傳感器控制機械臂，使機器人能夠精確地抓取物體。七、課后作業(yè)1.實踐作業(yè)：

設計并制作一個簡單的觸動傳感器電路，要求能夠控制一個LED燈的亮滅。請描述電路的設計思路、元件選擇、電路連接步驟，并附上電路圖。

答案示例：

設計思路：使用一個觸動開關作為傳感器，連接到LED燈和電源之間，當觸動開關被按下時，電路閉合，LED燈亮；當觸動開關未被按下時，電路斷開，LED燈滅。

元件選擇：觸動開關、LED燈、電阻、導線、面包板。

連接步驟：

a.將觸動開關的兩端分別連接到面包板的兩個孔中。

b.將LED燈的一端連接到觸動開關的另一端，LED燈的另一端連接到面包板的電源孔。

c.在LED燈和電源孔之間串聯(lián)一個電阻，以保護LED燈。

2.思考題：

舉例說明觸動傳感器在實際生活中的應用，并說明其作用。

答案示例：

應用：自動門開關。

作用：當有人靠近門時，觸動傳感器檢測到人體的移動，觸發(fā)自動門的開關，實現(xiàn)自動開門。

3.分析題：

分析觸動傳感器電路中電阻的作用，并解釋為何需要串聯(lián)電阻。

答案示例：

電阻的作用：限制電流，保護LED燈和電路元件。串聯(lián)電阻的目的是為了降低通過LED燈的電流，防止LED燈因電流過大而過熱損壞。

4.創(chuàng)新題：

設計一個基于觸動傳感器的創(chuàng)意項目，如一個簡易的電子音樂盒，并說明其工作原理。

答案示例：

項目：簡易電子音樂盒。

工作原理：觸動傳感器連接到音樂盒的音源，當觸動傳感器被按下時，音源發(fā)出音樂；當傳感器未被觸動時，音樂停止。

5.綜合題：

將觸動傳感器與微控制器結合，設計一個簡單的智能家居控制系統(tǒng)，控制家中的燈光。

答案示例：

設計：使用觸動傳感器作為燈光控制開關，連接到微控制器（如Arduino），當觸動傳感器被按下時，微控制器發(fā)送信號到燈光的開關控制模塊，控制燈光的開關。

硬件需求：觸動傳感器、微控制器、燈光開關控制模塊、導線等。

軟件編程：編寫微控制器的程序，使觸動傳感器與燈光開關控制模塊之間的通信得以實現(xiàn)。八、作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.實踐作業(yè)：學生需要根據本節(jié)課所學的觸動傳感器原理，設計并制作一個簡單的觸動傳感器電路，能夠控制一個LED燈的亮滅。要求學生詳細記錄設計思路、元件選擇、電路連接步驟，并附上電路圖。

2.應用分析：學生需要選擇一個生活中的實例，說明觸動傳感器在該實例中的應用，并分析其工作原理和作用。

3.電路設計題：學生需要設計一個基于觸動傳感器的電路，用于檢測門是否關閉，并在門未關閉時發(fā)出警報。

4.案例研究：學生需要閱讀一篇關于觸動傳感器在智能家居中的應用案例，分析案例中的技術難點和解決方案。

5.小組討論：學生分組討論觸動傳感器在未來的科技發(fā)展中的應用前景，并準備一份小組報告。

作業(yè)反饋：

1.實踐作業(yè)反饋：教師將對學生的電路設計圖進行評估，檢查電路連接是否正確，元件選擇是否合理，電路圖是否清晰。對于電路設計合理、連接正確的學生，給予正面評價；對于存在問題的學生，指出具體錯誤，并提供改進建議。

2.應用分析反饋：教師將評估學生對觸動傳感器應用實例的理解程度，檢查學生是否能夠正確分析傳感器的工作原理和作用。對于分析準確、深入的學生，給予表揚；對于分析不夠全面的學生，指出不足，并鼓勵學生進一步思考。

3.電路設計題反饋：教師將檢查學生的電路設計是否滿足題目要求，電路圖是否規(guī)范。對于設計合理、能夠實現(xiàn)功能的學生，給予肯定；對于設計存在缺陷的學生，指出問題所在，并提供改進方案。

4.案例研究反饋：教師將評估學生對案例的理解和分析能力，檢查學生是否能夠識別技術難點和解決方案。對于分析透徹、能夠提出合理建議的學生，給予鼓勵；對于分析不夠深入的學生，引導他們進一步研究相關資料。

5.小組討論反饋：教師將評估學生的團隊合作能力和報告質量，檢查學生是否能夠提出有見地的觀點，并準備一份清晰、有邏輯的報告。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的小組，給予獎勵；對于表現(xiàn)不足的小組，指出問題，并鼓勵他們在下次討論中改進。板書設計1.觸動傳感器概述

①觸動傳感器的定義

②觸動傳感器的分類

③觸動傳感器的工作原理

2.觸動傳感器的基本結構

①傳感器本體

②輸出電路

③控制電路

3.觸動傳感器的應用

①家用電器

②工業(yè)自動化

③智能家居

4.觸動傳感器的電路連接

①電源連接

②信號輸出連接

③控制信號連接

5.觸動傳感器的選型與測試

①傳感器選型依據

②傳感器測試方法

③傳感器性能參數(shù)

6.實驗操作步驟

①準備工作

②電路搭建

③實驗步驟

④結果分析教學反思與總結今天的課，我覺得挺有收獲的。首先，我想說說在教學過程中的得失。

在教學方法上，我嘗試了多種方式來激發(fā)學生的學習興趣。比如，我通過實際案例引入課題，讓學生看到觸動傳感器在生活中的應用，這樣他們學習起來更有動力。我還設計了小組討論和實驗操作，讓學生在實踐中學習，我覺得這個方法挺有效的。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在講解傳感器的工作原理時，我發(fā)現(xiàn)有些學生還是不太理解。這說明我在講解時可能沒有做到深入淺出，需要改進我的教學方法，比如通過動畫或者圖示來輔助講解。

在策略上，我注意到課堂上的互動還不夠充分。有些學生比較內向，不太愿意發(fā)言。我打算在今后的教學中，更多地鼓勵學生參與討論，讓他們在課堂上找到自己的位置。

管理方面，我發(fā)現(xiàn)課堂紀律有時候還是有點松散。我需要更加嚴格地管理課堂紀律，確保每個學生都能集中注意力學習。

在知識方面，我覺得學生們對觸動傳感器的原理和應用有了更深入的了解。他們能夠描述傳感器的工作過程，并且能夠設計簡單的電路。

在技能方面，學生們通過動手實驗，提高了自己的實踐能力。他們學會了如何搭建電路，如何測試傳感器的工作狀態(tài)。

在情感態(tài)度方面，學生們對科技產生了