5.1 认识传感器 教学设计--2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

人教版（2019版）高中物理选择性必修二《认识传感器》 【教学设计思路】 《认识传感器》是人教版（2019版）高中物理选择性必修二第五章第1节的内容，传感器技术是当今世界一项令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术。实际上，在我们身边就大量使用各种各样的传感器。本章的主要目的是使学生对传感器知识有一个初步的了解，体会物理知识在技术中的应用。 教师通过创设情境，引领学生观察现象，分析推理，经历实验探究，揭示传感器将“非电学量转换为电学量”的技术意义。学生经历对热敏电阻和光敏电阻的电阻值随敏感因素变化的规律的实验探究，在现象和具体数据的双重刺激与支撑下，理解和内化传感器敏感元件的转换规律。 【教学目标】 1. 物理观念 (1)结合实际生产及生活，展示各种事例及应用，从感性上使学生知道非电学量转换成电学量的技术意义。 (2)通过实验，对传感器中常见的敏感元件加以了解，从理性上知道它们的工作原理。 (3)通过分析大量传感器在生产和生活中的应用，了解传感器是如何工作的，并会结合原有的电学知识设计一些简单的传感器电路。 2. 科学思维 (1)用热敏电阻、光敏电阻等常用元器件做实验，了解传感器是如何把非电学量转换成电学量的。 (2)通过对实际传感器工作原理的分析，了解传感器是如何应用到技术中，实现信息采集或自动控制的。 3.科学探究 (1)结合生活实际，在课外或家庭活动中设计组装简单的自动控制装置。 (2)通过调查、上网或从图书馆查阅相关资料，列举传感器的应用实例。 (3)根据设计与制作的需要，通过多种方式学习拓展相关的知识和技能。 4. 科学态度与责任 在理解传感器工作原理的基础上，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣． 【重难点分析】 重点：深入认识传感器 难点：理解传感器的基本组成和一般应用模 【学习过程】 任务一：创设情境，初步认识传感器 ☆情境魔术： 1.意念螺丝表演:将内部含有振动器电源和干簧管的意念螺丝，靠近隐蔽的磁体，表演螺母在螺丝上自行转动的神奇现象，点燃学生对传感器的探究热情。 2.意念发声表演：通过“意念”让装有发声器的盒子发出“欢迎光临”的声音，拉研究问题与生活的距离，学生意识到有隐蔽的操控行为。 3.意念发光的表演：手拿条形磁铁，操控装有干簧管和灯泡以及电源构成的回路，显化“意念”实则是磁场的操控。打开“魔盒”，揭秘现象背后的原因。 设计意图： 通过创设魔术情境，点燃学生求知欲，激发探究热情；借助发声装置搭设台阶，降低思维难度，引导学生意识到电路被某种力量控制；显化“意念”实则是磁场的操控，引出对最基本的传感器干簧管工作原理的分析，学生初步建立对传感器的认知。 ☆大单元引领： 第五章传感器共三节内容，第一节感性认识传感器，第二节理性分析传感器的原理，第三节实践制作传感器自动控制的电路，服务于生活。 设计意图： 介绍第五章传感器教材安排的内容及安排目的，为学生对传感器这一章的学习指明方向，引领学生在大单元背景下学习的意识，增强目标导向意识。养成学完一章内容，不仅仅要形成对各小节的知识图景，亦要在一章学完时建构出本章的知识谱系。 任务二：辨析现象，全面认识传感器 1.传感器的缘起: 人类是借助感觉器官 从外界获取信息的，并由神经系统将这些信号传递给大 脑，在人脑中将这些信息进行处理，然后发出命令传递给 肌体，做出动作。如果用机器完成这一过程，计算机相当 于人的大脑，执行机构相当于人的肌体，传感器就相当于 人的“五官”（图 。实际上，有些传感器还具有“超 人”的本领。这里所说的“超人”的本领是指传感器不仅 可应用于高温、高压、辐射等恶劣环境，还可检测出人类 五官不能感知的各种信息，如微弱的磁、电、离子和射线 的信息等。利用传感器的这些本领，可以制成形形色色的 机器人，承担人类难以直接完成的任务。 设计意图： 解释传感器的由来源于仿生学，培育学生善于观察生活，善于思维迁移，由己及人，由人及物，善于发明创造，弥补人类感知的不足，探索更深远的世界。 2.常见传感器： （1）声光控楼道灯：声控和光控楼道灯演示，感受现象，剖析结构，辨析原理。 （2）自动门：播放视频，展示生活中常见的自动门，引导学生发现自动门与自动门之间现象的不同。自动门虽然都是“人来开门，人走关门”，但是有的自动门，若人站在门口一直不动，门依然打开，有的自动门，在长时间识别不到人位置移动信息时会自动关闭大门。在现象的引领下，对自动门工作原理进行探究和分类。分析自动门分传感器的不同，分别为红外线传感器、雷达传感器和原理压力传感器（地秤）。 （3）电动车调速器——操控元件（霍尔元件） 引领学生回想电动车调速器的作用，介绍电动车调速器是我们刚刚学习过的霍尔元件，学生结合现象和原理可深化对传感器的认知，