第一单元从感知到物联《传感之古今未来》课堂实录2024-2025学年人教版（2024）初中信息技术八年级全一册

《传感之古今未来》课堂实录

一、教学目标

1.精准阐述传感器的定义、工作原理及分类方式；

2.清晰列举古代传感器雏形与现代传感器实例，并准确对比其差异；3.熟练识别生活中常见电器及特殊设备（如“祝融号”火星探测车）所使用的传感器，并详细阐述其功能。

二、教学重难点

1. 教学重点：传感器的基本工作原理，理解其如何将各类物理量、化学量或生物量转换为可用输出信号。生活中常见传感器的识别与功能阐述，将传感器知识与实际生活紧密关联。传感器的发展趋势，包括网络化、集成化、微型化、智能化等方向。
2. 教学难点：深入理解传感器工作原理中物理量与电学量转换的复杂机制，以及不同类型传感器转换原理的差异。全面分析传感器在复杂系统（如智能手机、“祝融号”火星探测车）中的协同工作和综合作用，培养系统思维。激发学生对传感器未来发展的创新思考，提出新颖的应用设想和发展思路。

三、教学过程

（一）导入

1. 展示智能设备，引发兴趣
师：“同学们，大家看老师手中的智能手机。（拿起手机展示）当我们从室内走到室外，手机屏幕会自动变亮；我们在玩一些重力感应游戏时，手机能感应到我们的动作变化。再看这个智能手环。（展示智能手环）它可以实时监测我们的心率、运动步数等。还有自动感应门，当人靠近时，门会自动打开。大家有没有想过，这些设备是怎么做到自动感知周围环境并做出反应的呢？”
生：“不知道。”
师：“其实，这都离不开一个神奇的小部件，那就是传感器。今天，就让我们一起走进传感器的世界，探索它的古今未来。”
2. 提问引导思考
师：“在上课之前，大家可以想一想，在我们的生活中，还见过哪些地

方用到了传感器？”
生1：“空调，它能根据室内温度自动调节制冷或制热。”
师：“非常好，还有其他同学想到不同的例子吗？”
生2：“楼道里的声控灯，有声音就会亮。”
师：“对，声控灯里就有声音传感器。看来大家在生活中已经接触到了不少传感器。那这些传感器到底是怎么工作的，它们又经历了怎样的发展历程呢？让我们带着这些问题开始今天的学习。”

（二）新授

1. 传感器的定义与分类
（1）定义讲解
师：“同学们，传感器是一种能够感受被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。简单来说，它就像是我们人类的感觉器官。我们用眼睛感知光线，用耳朵感知声音，用皮肤感知温度和压力。而传感器可以感知各种物理量、化学量或生物量，然后把这些信息转换成电信号或者其他我们能处理的信号。”（教师通过PPT展示传感器的定义，并结合生活实例进行解释。）
（2）分类介绍
师：“传感器的种类非常多，我们可以按照不同的标准给它们分类。按照被测量来分，有物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器。物理量传感器可以测量温度、压力、位移等，像我们家里的温度计，其实就是一种温度传感器；化学量传感器能检测气体、湿度等化学物质的变化，比如燃气报警器里的气体传感器；生物量传感器则用于检测生物体内的各种生理参数，像智能手环里的心率传感器。”（教师展示不同类型传感器的图片，详细介绍其测量对象。）
“按照工作原理分，有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、光电式传感器等等。不同工作原理的传感器，性能特点和适用范围也不一样。比如，光电式传感器利用光信号来工作，在光纤通信、光电开关等领域应用很广泛。”
“按照输出信号分类，可分为模拟式传感器和数字式传感器。模拟式传感器输出的信号是连续变化的，就像我们常见的电压表，指针会随着电压的变化连续摆动；数字式传感器输出的是离散的数字信号，像电子秤上显示的数字。”（教师通过实例和对比，帮助学生理解不同分类方式下传感器的特点。）
2. 传感器的工作原理与性能指标

（1）工作原理剖析
师：“接下来，我们深入了解一下传感器的工作原理。一般来说，传感器的工作原理包含三个部分：敏感元件、转换元件和测量电路。”
“敏感元件是传感器中直接感受被测量的部分。比如说，在温度传感器里，热敏电阻就是敏感元件，它能把温度的变化转换成自身电阻值的变化。温度升高，热敏电阻的电阻值可能会变小；温度降低，电阻值就可能变大。”（教师展示热敏电阻的图片，并通过动画演示其电阻值随温度变化的过程。）
“转换元件的作用是把敏感元件输出的物理量变化，转换成电信号或者其他便于处理的信号。还是以温度传感器为例，转换元件会把热敏电阻电阻值的变化，进一步转换成电压或者电流的变化。”
“测量电路则对转换元件输出的信号进行处理和放大。它通常包含放大器、滤波器、模数转换器等。经过测量电路处理后的信号，就可以被我们的设备读取和分析了。”（教师结合示意图，详细讲解每个部分的功能和工作流程，确保学生理解。）
（2）性能指标解读
师：“传感器的性能好不好，我们可以通过一些指标来衡量。主要有灵敏度、分辨率、精度、线性度和稳定性。”
“灵敏度是指传感器输出信号的变化量和被测量的变化量之比。简单讲，灵敏度越高，传感器对被测量的变化就越敏感。比如，一个高灵敏度的压力传感器，即使压力只有很小的变化，它也能输出明显的信号变化。”
“分辨率是传感器能够检测到的被测量的最小变化量。分辨率高，就意味着传感器可以检测到非常细微的变化。像高精度的电子天平，它的分辨率很高，能够精确测量出很轻物体的质量。”
“精度表示传感器输出信号和被测量实际值之间的误差。精度越高，测量结果就越准确。我们肯定都希望传感器测量得越准越好。”
“线性度是传感器输出信号和被测量之间的线性关系程度。线性度好，输出信号就更容易处理和分析。比如，有些传感器的输出信号和被测量之间是近似直线的关系，这样我们就可以用简单的数学模型来描述它们。”
“稳定性是指传感器在长时间工作过程中，保持性能不变的能力。稳定性好，传感器的可靠性就高。比如，工业生产中使用的传感器，需要长时间稳定工作，才能保证生产的正常进行。”（教师通过图表、实例和对比，帮助学生理解这些性能指标的含义和重要性。）
3. 传感器的发展历程