2.2 丰富多样的传感器（1）教学设计 　2025—2026学年川教版（2024）初中信息科技 八年级上册

第二单元第二节 丰富多样的传感器 第1课时 传感器的原理与类型 素养目标 （一）信息意识 1.能主动识别生活中不同类型的传感器（如温度传感器、湿度传感器），理解传感器是物联网 “感知层” 的核心硬件，认识到 “无传感器则无数据采集” 的物联逻辑。 2.能关注传感器技术的应用差异（如工业用耐高温传感器、家用温湿度传感器），感知传感器对物联网应用场景适配的重要性。 （二）计算思维 1.能拆解传感器 “感知信号→转换信号” 的基本工作流程，例如温度传感器通过 “热敏材料电阻变化” 实现物理量到电信号的转换，初步理解 “输入→处理→输出” 的技术逻辑。 2.能根据 “被测物理量” 对传感器进行分类，对比不同类型传感器的功能差异，具备 “需求匹配技术” 的初步思维。 （三）数字化学习与创新 1.能利用教材插图、在线仿真工具（如 “传感器工作原理模拟动画”）自主探究传感器的组成的原理，用流程图梳理关键步骤。 2.能小组合作，结合生活场景（如 “家庭环境监测”“校园实验室安全”）列举适配的传感器类型，提出简单的传感器应用设想。 （四）信息社会责任 1.了解传感器在特殊领域的应用价值（如医疗用胶囊胃镜传感器、工业用压力传感器），认识到技术对提升生活质量、保障生产安全的作用。 2.树立 “合理选择传感器” 的意识，避免因技术选型不当导致的资源浪费或功能失效，理解 “技术适配场景” 的责任。 学习重点 1、重点： （1）传感器的基本原理：理解 “敏感元件→转换元件→信号调节电路” 的组成，以及 “感知被测物理量→转换为可用电信号” 的工作流程。 （2）传感器的类型划分：根据 “被测物理量”（温度、湿度、压力、距离等）分类，结合教材案例掌握不同类型传感器的功能与典型应用。 2、难点： （1）传感器 “信号转换” 的原理：避免陷入复杂的物理、电子知识，用通俗语言 + 类比（如 “热敏电阻像‘温度敏感的电阻器’，温度变则电阻变，电阻变则电信号变”）帮助学生理解核心逻辑。 （2）不同类型传感器的场景适配：能根据具体需求（如 “监测土壤湿度”“测量液体温度”）准确匹配对应的传感器类型，理解 “场景决定传感器选择” 的原则。 教学过程 一、导入 1.展示教材 “消防自动喷淋系统” 情境图，提问：“上节课我们知道消防系统需要‘感知火灾’，那它靠什么‘感知’温度、烟雾这些信号呢？”“如果想让系统同时监测‘温度’和‘湿度’，需要两种不同的设备吗？这些设备的核心是什么？” 2.引出课题：通过学生回答，聚焦 “传感器”，明确本节课将学习传感器的 “组成原理” 和 “类型分类”，为后续 “传感器选择”“系统搭建” 打基础。 素养目标 （1）知道传感器由什么组成、怎么工作。 （2）能分清不同类型的传感器（比如测温度的、测距离的）。 （3）能找到生活中的传感器，思考它们怎么用才合适。 二、自主学习 1、发放 “自主学习任务单”，引导学生阅读教材（传感器的原理、类型部分），完成以下任务： 学习模块 关键问题 传感器的原理 1. 传感器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 2. 教材中提到的 “温度传感器”“超声波传感器” 分别如何实现信号转换？ 传感器的类型 1. 根据 “被测物理量”，传感器主要分为哪几类？ 2. 教材中 “身体感官与传感器” 的类比，分别对应哪些类型的传感器？ 典型应用 教材中工业、农业、家居场景分别用到了哪些类型的传感器？各有什么功能？ 2、提供辅助资源：在班级群分享 “传感器组成结构图”“温度传感器信号转换流程图”，帮助学生理解抽象概念。 三、高效点拨 1. 传感器的原理：物联网的 “信号转换器” （1）什么是传感器 传感器是指能感受被测量信号并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 （2）传感器的组成拆解： ①敏感元件：“接触被测物理量的‘触角’”，如温度传感器的 “热敏电阻”，直接感知温度变化； ②转换元件：“把物理量变化变成电信号的‘转换器’”，如热敏电阻的 “电阻变化” 转换为 “电流变化”； ③信号调节电路：“优化电信号的‘处理器’”，将转换后的电信号放大、滤波，变成设备能识别的标准信号； 类比讲解：“就像我们‘用手摸水温（敏感元件）→感觉冷热（物理变化）→说出口语（转换为语言信号）→调整语气让别人听清（信号调节）’。” （3）原理案例（结合教材）： ①温度传感器：“温度升高→热敏电阻阻值减小→电路中电流变化→电流信号就是‘温度信号’”，举例：家用温度计、消防系统温度监测； ②超声波传感器：“发射超声波→遇到物体反射回波→接收回波→计算‘发射 - 接收’时间差→算出距离”，举例：倒车雷达、物体测距。 2.传感器的类型：传感器有多种分类方法，这里介绍最常用的一种。根据被测物理量的不同，传感器可以分为位移、速度、温度、力矩、压力和加速度传感器等。这种分类方法揭示了每种传感器的特定用途，有助于用户根据实际需要选择合适的传感器类型。 ①“耳朵（听觉）→声音传感器”：感知声波，应用于 “噪音监测仪”（如工厂噪音超标报警）； ②“眼睛（视觉）→红外 / 光线 / 超声波传感器”：感知距离、光线，应用于 “自动感应灯”（光线暗时自动亮）、“倒车雷达”（测距离防碰撞）； ③“鼻子（嗅觉）→气体传感器”：感知气体浓度，应用于 “燃气报警器”（检测甲烷泄漏）、“空气质量监测仪”（测 PM2.5）； ④“皮肤（触觉）→压力 / 温度 / 湿度传感器”：感知压力、温湿度，应用于 “智能手环”（测心率、皮肤温度）、“土壤湿度传感器”（农业灌溉）。 四、当堂训练 1、“传感器匹配场景” 抢答：教师展示场景（如 “监测教室空气质量”“测量操场到教学楼的距离”“检测实验室液体温度”），学生分组抢答对应的传感器类型，并说明理由，教师结合教材案例点评； 2、小组讨论：“校园里哪些场景需要传感器？需要哪种类型？” 举例：“实验室危化品存储（气体传感器，检测泄漏）、食堂餐具消毒（温度传感器，确保高温消毒）”，每组至少提出 3 个场景，派代表分享。 五、课堂小结 1、教师用 “流程图” 回顾核心： 传感器组成：敏感元件→转换元件→信号调节电路； 工作流程：感知被测物理量→物理量变化→转换为电信号→调节电信号→输出可用信号； 类型分类：按被测物理量（温度、湿度、压力等），对应不同应用场景。 2、预告下节课：“今天我们懂了传感器‘是什么、怎么工作、有哪些类型’，下节课我们将学习‘怎么选传感器’，比如消防系统该选哪种温度传感器，大家可以提前思考哦！” 六、课后作业 1、回家后找 3 个含有传感器的物品（如智能音箱、空调、电子体温计），填写下表。 物品名称 含有的传感器类型 传感器功能 对生活的帮助 电子体温计 温度传感器 测量人体体温 快速判断是否发烧 空调 温度 / 湿度传感器 监测室内温湿度，自动调节制冷 / 制热 保持室内舒适环境 七、板书设计 丰富多样的传感器（第一课时） 核心内容 案例支撑 一、传感器的原理 1. 组成：敏感元件→转换元件→信号调节电路2. 流程：感知→转换→调节→输出3. 关键：物理量→电信号 温度传感器（热敏电阻）、超声波传感器（测距） 二、传感器的类型 1. 分类依据：被测物理量2. 主要类型：温度、湿度、压力、超声波、气体等3. 感官类比：耳朵→声音传感器等 燃气报警器（气体）、倒车雷达（超声波） 三、核心逻辑 传感器是物联网 “感知信号的入口”，类型决定功能，功能匹配场景 —— 八、课后反思 学科网（北京）股份有限公司 $