人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第五章《传感器》单元解读课件

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第五章 传感器（单元解读）课标要求内容分析学习目标教学重难点01020304教学策略05课标要求第一部分5.1知道非电学量转换成电学量的技术意义。5.2通过实验，了解常见传感器的工作原理。会利用传感器制作简单的自动控制装置。5.3列举传感器在生产生活中的应用。学习目标第二部分内容分析第三部分 本节教材通过列举生活中常见的一些传感器实例以及应用的场景，引入了传感器的概念，并尝试从不同角度对其分类，介绍了传感器的基本组成和一般应用模式。传感器既是学生物理、化学、生物知识的综合应用实例，又是当前人工智能领域的重要基础性器件和装置，在理论和实践之间架设了一个桥梁，对增强学生理解自然科学对社会进步的推动作用有重要的意义。本节的重点和难点是理解传感器的基本组成和一般应用模式。这是因为学生基于实际情境经过提炼、抽象、转化后建立物理模型的思维转换能力和经验均还有所欠缺，建议教师在教学中，加以引导和培养。这部分内容虽然偏向于技术应用，但却是学生学习完电磁学相关知识后的具体应用实例，不仅体现了科技性和时代性，还体现了物理学对人类发展进入信息时代的核心推动作用，对提升学生对物理学科的认识和学习兴趣均有较大的帮助，也对培养学生的核心素养有所帮助。有较大的帮助，也对培养学生的核心素养有所帮助。做好本节教学的关键是多举例子(尤其是与学生生活紧密相关的例子)、多阅读教材、多做实验、多利用互联网查询相关材料，不要求深入理解。首先，引导学生通过观察干簧管等一些常见的现象和事例，感受传感器。其次，通过把传感器与人类器官进行类比，形成传感器的概念。然后通过介绍更多不同种类的传感器，进一步拓宽学生眼界，令其了解传感器不同的分类方式。再让学生探索智能手机中传感器的应用，从而感受传感器就在身边，最大化地激发出学生对传感器的兴趣。然后，归纳总结出传感器应用的一般模式，并以电容式话筒为例，闸释此一般模式。最后通过阅读机器人的相关材料，让学生体会物理知识在技术中的应用，培养学生对科学和技术应有的正确态度和责任感。 本节内容分别以光敏电阻、金属热电阻和热敏电阻、电阻应变片、霍尔元件等传感器元件为代表，介绍光、热、力、磁中常见传感器的工作原理，并从原理和应用两个层面认识传感器。有关本节的几种敏感元件的教学，建议教师不仅要引导学生认识和运用它们，更重要的是引导学生分析物理量的转换过程，培养学生基于实际情境提炼、分析各种要素和解决需求的应用实践意识和能力。可以采用演示实验或分组实验来认识敏感元件材料的特性。本节内容的重点为几种传感器的具体应用过程，难点在如何把各种物理量的变化转换为方便传输的电学量，这既是传感器原理的核心部分，也是培养学生创新能力的核心环节。建议教师在教学时，要突出这种转换思维。 本节内容主要是引导学生根据第1、2节的内容，学以致用，积极动手实践。教师若能设置实际生活中的应用场景，然后引导学生进行功能需求分析、电路控制分析、设计实验电路并组装完成，这对培养学生的创新能力、提升对物理学的兴趣有极大的神益!本节教学内容的重、难点是实验电路的设计和对学生动手实践能力的培养，这也是大多数学生相对薄弱的环节。建议教师在教学过程中创造条件进行分组实验，让每个学生动手实践，才能真正地培养出学生的创造能力。单元教学重难点第四部分1.认识传感器；2.常见的传感器工作原理及应用；3.利用传感器制造简单的自动控制装置。1.常见的传感器工作原理及应用；2.利用传感器制造简单的自动控制装置。教学策略第五部分 1.重视联系实际，突出科学、技术与社会的密切关系传感器在现代生活和科技活动中的应用已经非常普遍，教材对此颇为重视。在引入传感器概念之前，教材列举了声控一光控开关、自动门、酒精检测仪等生活实例；通过增设“思考与讨论”栏目探讨生活中使用传感器的场合等问题；此外，还有相当丰富的联系实际的习题，让学生感受科学、技术与社会的密切关系。教学中，在让学生列举传感器的各种应用事例的同时，还要让学生认识传感器的应用对社会发展所起到的重要作用。这方面的内容所涉及的范围是相当广泛的，如经济、文化、人际关系、社会结构等，注意展现科学的人文价值。讨论中，要鼓励学生发表不同的意见和设想，既要肯定正面的作用，又要关注如何防止负面的影响。 2.突出传感器的作用，强化传感器技术的系统性传感器位于外界研究对象与测控系统之间的信息接口位置，它是被测量信号输入的第一道关口。教材将传感器的功能作用与人的五官类比，便于学生理解。外界信号由非电学量转化为电学量后，通常需要进行信号调整及放大等处理。在第1节“认识传感器”中，增加了传感器组成的内容，并与传感器应用的一般模式相结合，从系统上阐述传感器工作的共有特征。从传感器的组成和应用出发，强化传感器的系统性。同时，利用新增的电容式话简的内容，通过“思考与讨论”栏目巩固理解传感器的组成与应用模式。以上内容能够使学生在初步了解传感器的作用后，从系统的层面，提高对传感器的认识。3.立足核心素养，注重渗透科学思维的培养长期以来，物理教学非常重视基础的理论知识，研究了许多理想模型，这是非常必要的。但是，学生的技术知识甚至于技术常识却十分贫乏。即使安排了一些物理实验和有关高新技术发展的阅读材料，在实际教学中往往也难以落实。而实际上，传感器的内容也是落实好物理学科核心素养的重要抓手。通过对传感器的学习，能使学生进一步体会物理学中的物质观念和能量观念，以及物理学的发展为科学技术的发展提供了有力的基础支撑。要落实核心素养，需要学生在真实情境中提出问题、分析问题、解决问题。对传感器的教学，教材中的每个应用案例都面向真实情境，可以从实际应用的需求出发提出问题，分析传感器检测与转换信号的工作过程，综合运用所学的知识来解决所面向的需求问题。 同时，本章在科学思维的培养方面也是很好的素材。例如，在第1节“认识传感器”中，增加了传感器种类的介绍。分类思想是一种重要的科学思维，根据不同的分类角度与依据，传感器分类问题实际很复杂，也不统一。教材根据不同学科领城，分别列举了一些物理传感器、化学传感器、生物传感器的例子。增加分类的内容并不是要增加学生对内容理解的负担，其目的是让学生体会物理学对技术的贡献。同时，该部分内容对培养学生的归纳能力能起到一定的示范作用。教学中应该鼓励学生广泛阅读传感器资料，从不同方面重新对传感器分类，可以教材中新增的智能手机中的传感器为例，组织教学，不仅与学生实际生活联系紧密，在某种意义上，也是对学生科研能力的一种培养。 再如，在第2节“常见传感器的工作原理及应用”中，在介绍了常见的光、热、力敏元件后，总结归纳了电阻式传感器的工作共性，并由此借助“思考与讨论”栏目，让学生利用已有的知识图景，迁移分析电容式传感器的工作过程，渗透了归纳推理、演绎推理和类比推理等科学思维。4.侧重物理原理，培养学生的实践意识本章虽然对理论知识要求不高，且有关技术的内容十分丰富，但是在教学要求上不同于技术课程。它侧重于物理原理在传感技术中的应用，让学生通过观察，了解运用传感器解决生产生活中的某些需求的过程，体会到应用技术的重要性，了解和学习一些比较简单的技术知识。特别是利用传感器制作简单的自动控制装置，需要学生经历对装置进行功能需求分析，确定电路控制逻辑，设计并制作实验电路等过程，这是培养学生实践意识的良好契机。教学中应注意创造条件和教学环境，让学生主动参与，多观察、多动手、多思考。学生在开始时可能不适应这部分学习内容，教师要先引导他们突破某个事例，领会研究方法，形成自信心，然后就可以放手学习其他的内容，把这一章的学习变成兴趣盎然、没有负担的物理课。4.结合电磁波技术的应用，展现科学的世界观与人文情怀除此以外，教材通过章首的“旅行者1号”拍摄地球照片的故事，不仅介绍了电磁波在空间旅行中的巨大作用，而且展现了宇宙的宏大和地球的渺小，帮助学生建立完整的世界观，培养对宇宙的敬畏，同时珍惜地球这个人类的家园。与此对应，在章末的“STSE寻找地外文明”中做出呼应：“目前已知的文明星球只有一个——地球。生活在地球上的人们应该更加爱护自己的地球母亲。”1.认识传感器 1课时2.常见的传感器工作原理及应用 1课时3.利用传感器制造简单的自动控制装置 1课时课程结束