实践 探究红外测温仪（表格式教学设计）物理沪科版2024九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦红外测温仪基于红外线特性的工作原理及与液体温度计的对比。通过播放学校、医院测温视频导入，提问原理、应用及安全性，关联前序红外线知识，搭建“理论-实践-应用”学习支架。 特色为跨学科实践，融合调研（权威资料检索）、对比实验（不同环境测温数据）、报告撰写，培养科学探究能力。分析数据差异和公共卫生应用，发展科学思维与社会责任，助力学生理性看待技术，为教师提供落实核心素养的实操方案。

实践 探究红外测温仪（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 课时数 1课时 教师 课题 实践探究红外测温仪 教学 目标 物理观念 掌握红外测温仪的核心原理：明确红外测温仪利用 “所有物体都会发射红外线，且发射强度与温度相关” 的特性，通过接收人体发射的红外线，转化为电信号并计算温度，理解其本质是电磁波（红外线）的应用。 区分不同测温工具的特性：对比红外测温仪与液体温度计的测量原理、精度、适用场景，知道红外测温仪 “非接触、快速” 的优势及局限性。 明确红外测温仪的安全性：了解其仅接收红外线而非主动发射，不会产生危害人体的电磁波，消除认知误区。 科学思维 通过调研红外测温仪的工作原理，构建 “红外线接收→信号转化→温度显示” 的逻辑链，培养 “现象→原理→应用” 的推理思维。 对比两种测温工具的实验数据，归纳 “接触式 vs 非接触式” 测温的差异，建立 “需求→工具选择” 的决策模型，提升对比分析能力。 结合跨学科视角，分析红外测温仪的应用价值，培养综合思维。 科学探究 完成调研任务：通过权威渠道（科普网站、产品说明书、学术文献）收集红外测温仪的原理、操作方法、安全性资料，具备信息检索与归纳能力。 开展对比实验：设计 “同一对象、不同环境、不同工具” 的测温方案，记录数据并分析差异，掌握实验设计、数据记录与分析能力。 撰写调研报告：整合调研与实验结果，明确红外测温仪的原理、利弊、使用前景及安全性，提升科学写作能力。 科学态度 与责任 感受红外测温仪在公共卫生中的重要作用，体会电磁波技术对社会公共安全的支撑价值，激发对科技应用的关注。 基于实验与调研数据客观分析工具利弊，养成严谨求实的科学态度，避免被不实信息误导。 培养团队合作意识、安全操作习惯，树立 “科技服务生活、理性看待技术” 的责任意识。 教材 分析 本实践活动是沪科版九年级物理 “电磁波与信息时代” 单元的跨学科实践延伸，承接 “电磁波的应用” 中红外线的特性与应用知识点，以 “红外测温仪” 为载体，融合物理（电磁波特性）、生物（人体温度范围）、技术（传感器与信号转化）、社会（公共卫生应用）等多学科内容，实现 “理论知识→实践探究→社会应用” 的落地。 活动核心价值在于： 知识整合性：将红外线的物理特性、测温技术的工程原理、公共卫生的社会需求有机结合，帮助学生构建跨学科知识网络，体现 STSE 教育理念。 能力导向性：聚焦 “调研分析、实验设计、报告撰写、交流表达” 四大核心能力，符合九年级学生 “从理论学习向综合应用过渡” 的认知需求，能有效提升实践素养。 育人功能性：通过探究公共卫生领域的科技工具，让学生体会 “科技守护健康” 的现实意义，既培养科学思维与实践能力，又强化社会责任感，落实核心素养目标。 本活动器材易得、操作安全，可灵活结合课堂指导与课后实践，是 “物理知识服务生活、跨学科融合应用” 的典型体现。 学情分析 1. 已有基础 •知识基础：已掌握红外线的特性（所有物体发射红外线，与温度相关）、电磁波的基本概念，知道液体温度计的测温原理（液体热胀冷缩），具备理解红外测温仪原理的理论基础；在生物课中了解人体正常体温范围，能进行跨学科知识初步整合。 •能力基础：九年级学生具备基础的信息检索能力（如浏览科普网站）、小组合作能力、实验操作能力和书面表达能力，能完成调研、实验与报告撰写任务。 •生活经验：在公共场合频繁接触红外测温仪，对其 “快速、非接触” 的特点有感性认知，但对工作原理、安全性存在疑问，具备调研与探索的兴趣基础。 2. 学习难点 •跨学科整合：难以将物理的 “红外线特性”、技术的 “传感器信号转化”、社会的 “公共卫生需求” 有机关联，调研与报告中易出现 “单维度描述、缺乏综合分析” 的问题。 •实验设计严谨性：设计实验时易忽略 “环境温度、测量距离、测量部位” 等变量控制，导致数据差异过大，影响结论可信度。 •报告结构化：难以梳理 “调研→实验→分析→结论” 的逻辑，易出现内容杂乱、数据与观点脱节的问题。 教学重点 调研红外测温仪的工作原理、操作方法、安全性及在公共卫生中的应用。 设计并完成红外测温仪与液体温度计的对比实验，分析数据差异及成因。 撰写结构化调研报告，明确红外测温仪的原理、利弊、使用前景及安全性结论。 教学难点 跨学科整合分析：将红外线物理特性、传感器技术、人体温度特点、社会应用需求有机结合，深化对测温仪的全面认知。 实验变量控制：在对比实验中排除环境温度、测量距离、测量部位等干扰因素，确保数据的科学性与可比性。 教学过程 教学活动 设计意图 导入新课 一、导入新课 1. 展示情境：播放两段视频：① 学校门口用红外测温仪快速检测体温；② 医院用液体温度计测量患者体温； 2. 提问引导： - “红外测温仪不用接触人体就能快速测温，它利用了什么物理原理？”（红外线特性） - “为什么流行病期间，公共场所都用红外测温仪而非液体温度计？” - “有人说‘红外测温仪会产生有害电磁波’，这是真的吗？” 3. 总结引入：本节课通过 “调研 + 实验” 的跨学科实践，探究红外测温仪的奥秘，解答这些疑问。 1. 观看视频，结合生活经验思考问题，产生探究兴趣；2. 关联前序知识（红外线特性），建立 “红外测温仪→红外线应用” 的初步关联；3. 明确活动核心任务，进入实践情境。 学习新课 调研红外测温仪应用 1. 调研任务 调研方向： ① 工作原理：红外测温仪如何接收红外线、转化为温度信号（传感器的作用）； ② 操作规范：测量距离、测量部位、校准方法； ③ 安全性：是否主动发射电磁波、对人体是否有危害； ④ 应用场景：流行病期间的使用情况、适用范围（如人体 / 物体）； - 资料来源：推荐中国科普网、医疗器械产品说明书、疾控中心官网、学术数据库（如 CNKI）； - 成果要求：整理 “调研笔记”，含原理示意图、关键信息摘录（如测量精度 ±0.3℃）。 2. 对比实验任务 实验目的：对比红外测温仪与液体温度计的测量精度、速度、适用场景； 实验设计： ① 测量对象：同一小组 3 名成员（固定对象，避免个体差异）； ② 测量环境：室内常温（25℃左右）、室外低温（如 10℃以下）、运动后（跑步 5 分钟后）； ③ 测量步骤： 每组配备 1 台红外测温仪、1 支精准液体温度计； 同一环境下，先用水银温度计测量腋下温度（静置 5 分钟），记录数据； 同一部位（额头）用红外测温仪测量（保持 3-5cm 距离），记录数据； 更换环境重复测量，每组至少记录 6 组对比数据； 安全提示： 液体温度计（如水银）避免摔碎，若破碎需及时处理（用硫磺粉覆盖水银）； 红外测温仪避免对准眼睛长时间照射，按说明书规范操作。 调研报告与交流 报告框架： ① 引言：红外测温仪的应用背景（如公共卫生需求）； ② 工作原理：结合红外线特性与传感器技术，用通俗语言解释； ③ 实验分析：呈现对比数据（表格形式），分析差异成因（如环境温度对红外测温的影响）； ④ 利弊总结：基于数据归纳两种工具的优势与局限性； ⑤ 安全性结论：结合调研资料与原理，明确是否对人体有害； ⑥ 使用前景与建议：针对不同场景（医院、学校、家庭）提出工具选择建议； 交流要求：以小组为单位展示报告，分享实验心得与调研发现，回应同学疑问。 4. 分组规划 4 人一组，设 “调研组长（统筹资料收集）、实验组长（设计与操作实验）、记录员（整理数据）、报告组长（撰写与展示）”； 时间规划：课后 3 天内完成调研与实验，下节课进行报告交流。 记录任务要求与方法，明确各角色分工；分组讨论，制定调研计划（如谁负责查找原理、谁负责收集安全性资料）、实验准备清单（如确认测温仪型号、液体温度计精度），预判可能遇到的问题（如室外温度测量不便、数据差异过大）并制定应对方案。 学习新课 二、实验操作 1. 实验指导： 巡回查看各小组实验操作，提醒规范流程（如液体温度计静置时间、红外测温仪距离控制）； 针对 “数据差异大” 的小组，引导分析原因（如测量部位不一致、环境温度干扰），指导补充测量； 数据整理： 提供数据记录表模板（含对象、环境、液体温度计读数、红外测温仪读数、备注）； 引导小组计算数据差值，初步分析差异成因（如低温环境下红外测温误差更大）。 分组开展对比实验，按设计方案在不同环境下测量数据，规范记录；遇到数据异常时及时向教师请教，分析干扰因素并补充测量；整理实验数据，绘制对比表格，计算差值并标注可能的成因。 学习新课 三、分组交流 1. 小组展示 每组派 1 名代表展示调研报告，重点讲解 “原理解释、实验数据、安全性结论”，时间 5 分钟 / 组； 其他组认真聆听，记录疑问（如 “为什么运动后红外测温误差更大？”“传感器如何转化信号？”）。 2. 互动评价（5 分钟）： 学生互评：围绕 “调研完整性、实验严谨性、报告逻辑性、结论可信度” 四个维度，用星级评分（1-5 星）评价其他组作品； 教师总结： ① 肯定优秀成果（如 “调研资料权威、实验控制严谨、报告逻辑清晰”）； ② 纠正常见问题（如 “忽略环境变量对实验的影响”“原理解释未结合红外线特性”）； ③ 强化核心结论：红外测温仪基于 “接收红外线” 工作，不主动发射有害电磁波，是安全高效的非接触式测温工具，其误差受环境、距离等因素影响，需合理选择使用场景。 分组展示调研报告，清晰阐述调研与实验过程，回应其他组疑问；参与互评，客观评价他人作品，学习优秀设计思路与分析方法；聆听教师总结，纠正自身报告中的不足，深化对红外测温仪的认知，明确 “理性看待技术、基于证据下结论” 的科学态度。 板 书 设 计 跨学科实践活动：探究红外测温仪 核心任务 任务一：调研→原理、操作、安全性、应用场景→调研笔记 任务二：实验→对比两种测温工具→数据记录与分析 任务三：报告→整合调研 + 实验→结构化调研报告 任务四：交流→展示成果 + 互动评价→深化认知 作业布置 1.基础作业：根据课堂评价，修改完善调研报告，补充实验数据的细节分析（如环境温度对红外测温的影响曲线），提交最终版报告。 2.实践作业：用修改后的报告向家人科普红外测温仪的原理与安全性，反驳 “测温仪有害” 的谣言，记录家人的反馈。 3.拓展作业：查阅资料，了解 “红外热成像仪” 的工作原理，与红外测温仪对比，分析两者的应用场景差异，撰写 100 字左右的说明。 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $