2025屆魯科版新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)教案第十三章第4講傳感器實驗：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析本章節(jié)內(nèi)容選自2025屆魯科版新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)教案第十三章第4講，主要圍繞傳感器實驗：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置展開。該章節(jié)與課本緊密相連，旨在幫助學(xué)生理解和掌握傳感器的基本原理和實際應(yīng)用，同時培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和創(chuàng)新思維。教學(xué)內(nèi)容符合教學(xué)實際，實用性較強。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學(xué)生運用傳感器技術(shù)解決實際問題的能力。

2.提升學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察、分析和實驗操作能力。

3.增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

4.強化學(xué)生數(shù)據(jù)分析和信息處理能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的知識：學(xué)生在進入本章節(jié)學(xué)習(xí)前，已具備基本的物理知識，如電路、電學(xué)基礎(chǔ)、簡單的控制原理等。此外，他們可能已經(jīng)接觸過一些簡單的傳感器原理和應(yīng)用。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對物理實驗通常有較高的興趣，尤其是涉及創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力差異較大，部分學(xué)生具備較強的動手操作能力和問題解決能力，而部分學(xué)生可能需要更多的指導(dǎo)和支持。學(xué)習(xí)風(fēng)格方面，部分學(xué)生偏好通過實踐操作學(xué)習(xí)，而另一些學(xué)生則更傾向于理論學(xué)習(xí)和理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在理解和應(yīng)用傳感器原理時，可能會遇到對傳感器工作原理的理解困難，以及如何將傳感器與控制裝置有效結(jié)合的挑戰(zhàn)。此外，實驗操作中的誤差處理和數(shù)據(jù)分析能力不足也可能成為學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙。部分學(xué)生可能對電路設(shè)計和編程感到不熟悉，需要額外的時間和指導(dǎo)來克服這些困難。教學(xué)資源-硬件資源：傳感器模塊（如光敏、溫度、濕度傳感器），Arduino或類似開源微控制器，導(dǎo)線，連接器，電阻，電位器，LED燈，面包板。

-信息化資源：傳感器原理及相關(guān)應(yīng)用的PPT或教學(xué)視頻，傳感器數(shù)據(jù)處理的軟件（如MATLAB或Python編程環(huán)境）。

-教學(xué)手段：實物展示，小組討論，實驗報告，在線教學(xué)平臺。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：引起學(xué)生對傳感器實驗的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道傳感器是什么嗎？它在我們的生活中扮演著怎樣的角色？”

展示一些關(guān)于傳感器在日常生活應(yīng)用中的圖片或視頻片段，如智能家居、醫(yī)療設(shè)備等，讓學(xué)生初步感受傳感器的魅力或特點。

簡短介紹傳感器的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.傳感器基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學(xué)生了解傳感器的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解傳感器的定義，包括其主要功能是感知環(huán)境變化并轉(zhuǎn)換成電信號。

詳細介紹傳感器的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解，如傳感器本身、信號放大器、轉(zhuǎn)換器等。

3.傳感器案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解傳感器的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的傳感器案例進行分析，如壓力傳感器在汽車安全氣囊中的應(yīng)用、光敏傳感器在自動照明系統(tǒng)中的應(yīng)用等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解傳感器的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用傳感器解決實際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論傳感器的未來發(fā)展趨勢或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與傳感器相關(guān)的主題進行深入討論，如“如何設(shè)計一個基于傳感器的智能溫控系統(tǒng)”。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對傳感器的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)傳感器的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括傳感器的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)傳感器在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用傳感器。

7.課后作業(yè)（5分鐘）

目標：鞏固學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計并制作一個簡單的傳感器實驗裝置，如利用光敏傳感器控制LED燈的亮滅。

要求學(xué)生記錄實驗過程，分析實驗結(jié)果，并撰寫實驗報告。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解傳感器原理：通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解傳感器的基本原理，包括傳感器的定義、工作原理、類型和特點。學(xué)生能夠區(qū)分不同類型的傳感器及其在生活中的應(yīng)用。

2.實驗操作技能提升：學(xué)生在參與傳感器實驗制作過程中，掌握了基本的實驗操作技能，包括電路連接、傳感器調(diào)試、數(shù)據(jù)采集和處理等。

3.創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)：通過設(shè)計和制作簡單的自動控制裝置，學(xué)生激發(fā)了創(chuàng)新思維，學(xué)會了如何將理論知識應(yīng)用于實際問題解決。

4.團隊合作能力增強：小組討論和合作實驗過程中，學(xué)生學(xué)會了與他人溝通、協(xié)作，提高了團隊合作能力和解決問題的能力。

5.科學(xué)探究精神培養(yǎng)：學(xué)生在實驗過程中，不斷提出問題、驗證假設(shè)，培養(yǎng)了科學(xué)探究精神，學(xué)會了如何進行科學(xué)實驗和研究。

6.傳感器應(yīng)用知識拓展：學(xué)生通過學(xué)習(xí)傳感器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用案例，了解了傳感器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，拓寬了知識面。

7.數(shù)據(jù)分析能力提高：學(xué)生在實驗過程中，學(xué)會了如何收集、處理和分析數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)分析能力。

8.實踐操作能力提升：學(xué)生在完成傳感器實驗項目后，能夠獨立進行簡單的傳感器設(shè)計和制作，提高了實踐操作能力。

9.跨學(xué)科知識整合：本章節(jié)的學(xué)習(xí)涉及物理學(xué)、電子學(xué)、計算機科學(xué)等多個學(xué)科知識，學(xué)生能夠?qū)⒉煌瑢W(xué)科知識進行整合，提高綜合素養(yǎng)。

10.職業(yè)技能培養(yǎng)：本章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容與未來的職業(yè)發(fā)展方向緊密相關(guān)，為學(xué)生未來從事與傳感器相關(guān)的職業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

11.傳感器技術(shù)應(yīng)用意識增強：通過學(xué)習(xí)傳感器在實際應(yīng)用中的案例，學(xué)生增強了傳感器技術(shù)應(yīng)用的意識，認識到傳感器技術(shù)在現(xiàn)代社會的重要性。

12.自主學(xué)習(xí)能力提升：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會了如何查找資料、自主學(xué)習(xí)，提高了自主學(xué)習(xí)能力。

13.適應(yīng)社會發(fā)展的能力：本章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容緊跟社會發(fā)展潮流，使學(xué)生能夠適應(yīng)未來科技發(fā)展的需求，提高適應(yīng)社會發(fā)展的能力。

14.個性化發(fā)展：學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和特長，選擇適合自己的傳感器實驗項目，促進個性化發(fā)展。

15.跨文化交際能力：本章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及全球范圍內(nèi)的傳感器技術(shù)發(fā)展，學(xué)生能夠了解不同國家和地區(qū)的傳感器技術(shù)應(yīng)用，提高跨文化交際能力。教學(xué)反思教學(xué)這堂課，我覺得有幾個方面值得我反思。

首先，我覺得我在導(dǎo)入新課的時候，可能做得還不夠吸引人。雖然我嘗試通過圖片和視頻來激發(fā)學(xué)生的興趣，但感覺效果并不明顯。有些學(xué)生似乎還是對傳感器這個概念感到陌生，反應(yīng)不夠積極。我意識到，導(dǎo)入環(huán)節(jié)對于整堂課的成功至關(guān)重要，我需要更巧妙地設(shè)計，比如可以通過一個與學(xué)生生活緊密相關(guān)的傳感器應(yīng)用案例開始，讓學(xué)生從熟悉的事物出發(fā)，逐漸引入到新知識的學(xué)習(xí)。

其次，我在講解傳感器基礎(chǔ)知識時，可能過于依賴理論講解，而忽視了與實際應(yīng)用的結(jié)合。我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于抽象的理論理解起來比較困難，尤其是在理解傳感器的工作原理時。因此，我需要在今后的教學(xué)中更加注重理論與實踐的結(jié)合，通過實驗和案例分析來幫助學(xué)生更好地理解。

再來說說案例分析環(huán)節(jié)，我注意到在討論傳感器未來發(fā)展趨勢時，學(xué)生們的討論很熱烈，但也發(fā)現(xiàn)了一些問題。有些學(xué)生對于傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域了解不夠，導(dǎo)致討論時缺乏深度。我計劃在接下來的課程中，提前布置一些預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生對傳感器的不同應(yīng)用領(lǐng)域有一定的了解，這樣在討論時就能更有針對性。

在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們在表達自己觀點時存在一些困難。有的學(xué)生可能因為害怕犯錯而不敢發(fā)言，有的學(xué)生則因為準備不足而表達不夠清晰。我需要在這方面給予更多的指導(dǎo)和鼓勵，比如通過設(shè)立“最佳發(fā)言獎”來激發(fā)學(xué)生的積極性，同時也可以通過小組角色分配來確保每個學(xué)生都有發(fā)言的機會。

課堂展示與點評環(huán)節(jié)，我覺得我還可以做得更好。有時候，我對于學(xué)生的展示評價過于簡單，沒有給出具體的改進建議。今后，我需要更詳細地評價學(xué)生的表現(xiàn)，既要肯定他們的優(yōu)點，也要指出可以改進的地方，幫助他們更好地成長。

最后，我覺得在課后作業(yè)的布置上，我還可以更加多樣化?，F(xiàn)在的作業(yè)主要是讓學(xué)生設(shè)計和制作一個簡單的傳感器實驗裝置，但我覺得可以嘗試一些不同的作業(yè)形式，比如讓學(xué)生寫一篇關(guān)于傳感器在特定領(lǐng)域應(yīng)用的調(diào)查報告，或者讓他們設(shè)計一個更加復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)，這樣可以提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。典型例題講解1.例題：某溫度傳感器輸出電壓與溫度之間的關(guān)系為U=5V+0.02(V/°C)T，其中T為溫度（°C）。若傳感器在25°C時的輸出電壓為2.5V，求該傳感器的靈敏度。

解答：將T=25°C代入傳感器輸出電壓公式，得到：

U=5V+0.02(V/°C)*25°C

U=5V+0.5V

U=5.5V

由于實際輸出電壓為2.5V，因此傳感器的靈敏度（S）可以通過以下公式計算：

S=(實際輸出電壓-基準輸出電壓)/溫度變化

S=(2.5V-5.5V)/(25°C-0°C)

S=-3V/25°C

S=-0.12V/°C

2.例題：設(shè)計一個基于光敏傳感器的自動照明系統(tǒng)，當環(huán)境光線低于預(yù)定值時，系統(tǒng)自動開啟燈光。已知光敏傳感器的輸出電壓與光照強度之間的關(guān)系為U=0.1V/lx+0.5V，光照強度低于50lx時，系統(tǒng)需開啟燈光。

解答：設(shè)定預(yù)定光照強度為50lx，此時光敏傳感器的輸出電壓為：

U=0.1V/lx*50lx+0.5V

U=5V+0.5V

U=5.5V

當光照強度低于50lx時，輸出電壓低于5.5V，系統(tǒng)自動開啟燈光。設(shè)計電路時，需要設(shè)置一個比較器，當光敏傳感器的輸出電壓低于5.5V時，比較器輸出高電平，控制繼電器或開關(guān)開啟燈光。

3.例題：某濕度傳感器輸出電壓與相對濕度之間的關(guān)系為U=2V+0.05(V/%H)H，其中H為相對濕度（%）。若傳感器在30%濕度時的輸出電壓為2.2V，求該傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

解答：將H=30%代入傳感器輸出電壓公式，得到：

U=2V+0.05(V/%H)*30%

U=2V+1.5V

U=3.5V

由于實際輸出電壓為2.2V，因此傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)（C）可以通過以下公式計算：

C=(實際輸出電壓-基準輸出電壓)/濕度變化

C=(2.2V-3.5V)/(30%-0%)

C=-1.3V/30%

C=-0.0433V/%

4.例題：設(shè)計一個基于壓力傳感器的自動報警系統(tǒng)，當壓力超過預(yù)定值時，系統(tǒng)自動發(fā)出警報。已知壓力傳感器輸出電流與壓力之間的關(guān)系為I=10mA/Pa+50mA，壓力超過100Pa時，系統(tǒng)需發(fā)出警報。

解答：設(shè)定預(yù)定壓力為100Pa，此時壓力傳感器的輸出電流為：

I=10mA/Pa*100Pa+50mA

I=100mA+50mA

I=150mA

當壓力超過100Pa時，輸出電流高于150mA，系統(tǒng)自動發(fā)出警報。設(shè)計電路時，需要設(shè)置一個電流檢測電路，當壓力傳感器的輸出電流高于150mA時，觸發(fā)報警電路。

5.例題：設(shè)計一個基于溫度傳感器的智能恒溫箱，當箱內(nèi)溫度低于設(shè)定值時，系統(tǒng)自動加熱；當箱內(nèi)溫度高于設(shè)定值時，系統(tǒng)自動停止加熱。已知溫度傳感器輸出電壓與溫度之間的關(guān)系為U=0.01V/°C*T+2V，設(shè)定溫度范圍為10°C至30°C。

解答：設(shè)定箱內(nèi)溫度為10°C和30°C時，溫度傳感器的輸出電壓分別為：

U1=0.01V/°C*10°C+2V=2.1V

U2=0.01V/°C*30°C+2V=2.3V

當箱內(nèi)溫度低于10°C時，輸出電壓低于2.1V，系統(tǒng)自動加熱；當箱內(nèi)溫度高于30°C時，輸出電壓高于2.3V，系統(tǒng)自動停止加熱。設(shè)計電路時，需要設(shè)置一個比較器，當溫度傳感器的輸出電壓低于2.1V或高于2.3V時，控制加熱電路的通斷。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了傳感器實驗：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了傳感器的基本原理、組成部分和實際應(yīng)用。以下是本節(jié)課的重點內(nèi)容：

1.傳感器的基本原理：傳感器能夠感知環(huán)境變化，并將這些變化轉(zhuǎn)換成電信號輸出。

2.傳感器的組成部分：包括傳感器本身、信號放大器、轉(zhuǎn)換器等。

3.傳感器的應(yīng)用：傳感器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

4.制作簡單的自動控制裝置：通過傳感器和微控制器的結(jié)合，實現(xiàn)自動控制功能。

當堂檢測：

為了檢測學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，我們將進行以下檢測：

1.選擇題（每題2分，共10分）

（1）以下哪項不是傳感器的組成部分？（）

A.傳感器本身

B.信號放大器

C.轉(zhuǎn)換器

D.微控制器

（2）以下哪項不是傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域？（）

A.工業(yè)控制

B.醫(yī)療設(shè)備

C.農(nóng)業(yè)監(jiān)測

D.天文觀測

（3）以下哪個傳感器用于測量溫度？（）

A.