2019人教版高中物理选修第二册《第五章 传感器》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2010:06:15发布者:gggyyy 21 views 举报
总字数:约43778字
第1页

第2页

第3页

第4页

第5页

第6页

第7页

第8页

第9页

第10页

1

2019 人教版高中物理选修第二册《第五章 传感器》

大单元整体教学设计[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

2

十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

(一)教学内容分析

《第五章 传感器》是 2019 人教版高中物理选修第二册中的一章,该章节

内容紧密围绕传感器这一现代科技中的关键元件展开,旨在让学生了解传感器

的基本原理、种类、应用以及如何通过传感器制作简单的自动控制装置。传感

器作为现代信息技术的重要组成部分,广泛应用于工业生产、日常生活、航空

航天等各个领域,对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。

本章内容主要分为三个部分:一是认识传感器,介绍传感器的基本概念、

功能及其在各个领域的应用;二是常见传感器的工作原理及应用,详细阐述几

种典型传感器(如光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片、霍尔元件等)的工作原

理及其在实际生活中的应用;三是利用传感器制作简单的自动控制装置,通过

3

动手实验,让学生体验传感器在自动控制系统中的作用。

(二)单元内容分析

认识传感器

传感器的基本概念:传感器是一种能够将非电学量(如力、温度、光、声

等)转换为电学量(如电压、电流等)的器件或装置。

传感器的功能:传感器相当于人的“五官”,能够感知外界信息并将其转

换为电信号,便于测量、传输、处理和控制。

传感器的应用:传感器广泛应用于工业生产、日常生活、航空航天、环境

监测等各个领域,是推动现代科技发展的重要力量。

常见传感器的工作原理及应用

光敏电阻:光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化,可用于制作光电计

数器、光控开关等。

热敏电阻和金属热电阻:热敏电阻和金属热电阻的阻值随温度的变化而变

化,可用于制作温度传感器、液位报警器等。

电阻应变片:电阻应变片的阻值随所受应力的变化而变化,可用于制作电

子秤、力传感器等。

4

霍尔元件:霍尔元件能够检测磁场及其变化,可用于制作磁敏开关、位移

传感器等。

利用传感器制作简单的自动控制装置

门窗防盗报警装置:利用干簧管在磁场中的特性,制作门窗防盗报警装置,

实现自动提示报警的功能。

光控开关:利用光敏电阻对光照强度的敏感性,制作光控开关,实现路灯

的自动开启和关闭。

(三)单元内容整合

本章内容从认识传感器入手,逐步深入到常见传感器的工作原理及应用,

最后通过动手实验,让学生体验传感器在自动控制系统中的作用。这种由浅入

深、由理论到实践的教学方式,有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的动手

能力和创新思维。本章内容还注重与实际生活的联系,通过介绍传感器在各个

领域的应用,让学生感受到物理学的实用性和魅力。

二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解

(一)物理观念

物质观念

5

通过学习传感器的基本概念和种类,学生应理解传感器是一种能够将非电

学量转换为电学量的物质装置,这种转换过 是基于物质的基本属性和相

规律 实现的。

学生应认识到传感器在物质 界中的广泛应用,以及传感器在推动科技进

步和社会发展中的重要作用。

动与相 作用观念

虽然 传感器本 身不涉 观物体的 动, 传感器的工作原理 与物质

的相 作用密 相关。 如,光敏电阻的工作原理是基于光子与物质( 半导

材料 )的相 作用,热敏电阻和金属热电阻的工作原理是基于温度(分子热

动)与物质(金属或 半导 材料 )的相 作用。

学生应理解这 作用 规律 在传感器工作中的应用,以及如何通过控制

作用 实现传感器的特 功能。

能量观念

传感器在工作过 中会 消耗 能量(如电能),并将非电学量(如光能、热

能、 机械 能等)转换为电学量(如电能)。学生应理解这种能量转换过 的基

6

本原理和 效率问题

学生还应认识到传感器在能量管理和节 力, 如通过 化传感

器的 计和 使 用方式 来降低

(二)科学思维

建构

学生应能够 建构 传感器的物理 型,理解传感器的基本组成(敏感元件、

转换元件等)和工作原理(如光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化)。

通过 建构模 型,学生应能够 测传感器在 不同条 应特性,并解

传感器在实际应用中的工作原理。

科学推理

学生应能够 根据 传感器的工作原理和特性 数进 科学推理,解 与传感

器相关的实际 问题 如, 根据 光敏电阻的阻值随光照强度的变化特性,推理

光电计数器的工作原理和应用场

学生还应能够 用科学推理方 分析传感器在自动控制系统中的作用和

性,并提 出改 进方

科学论

7

学生应能够通过实验数 和分析 结果来 传感器的性能和应用 效果

如,通过实验测量光敏电阻在 不同 光照强度 的阻值变化 光电计数器的

准确 性和可 性。

学生还应能够 用科学论 法评估不同 传感器的 优缺点 用场 ,为

实际应用提 科学 依据

创新

学生应具 疑精神 ,对传感器的工作原理和应用场 合理的 疑问

挑战 如,质 光敏电阻在强光照 稳定 性和可 问题

学生还应具 创新意识,能够提 新的传感器 计方 进方 ,以

实际应用的 需求 如, 计一种基于新型 材料 的传感器 提高其 敏度和

稳定 性。

(三)科学 探究

问题

学生应能够从实际生活中提 与传感器相关的 问题 ,并 明确问题 研究目

的和意义。 如,提 如何利用传感器实现 家居 的自动控制 问题

学生还应能够 根据问题 复杂 性和 研究条 件制 合理的 研究 和方

8

证据收集

学生应能够通过 查阅文献 、实验测量等方式 收集 与传感器相关的 证据 和信

息。 如, 查阅 光敏电阻的工作原理和应用 案例文献 ;通过实验测量光敏电阻

不同 光照强度 的阻值变化数

学生还应能够 用科学方 对数 分析和处理,提 有用的信息和

论。

释交

学生应能够 根据收集 到的 证据 和信息对传感器的工作原理和应用 效果

说明 如,解 光敏电阻在光电计数器中的工作原理和应用 效果

学生还应能够与 研究 验教 共同探讨 传感器的 进方

和应用 前景

评估

学生应对 研究 结果 行反 思和 评估 总结经 验和教 并提 出改 进方

如, 思光电计数器的 计过 和实验 结果 否达 预期目标 评估

敏电阻的性能和 稳定 性是 否满足 实际 需求 并提 出改 进方

学生还应能够 根据反 思和 评估结果调 研究 和方 化实验 计和

9

处理方 以提高 研究 质量和 效率

)科学 度与 责任

科学本质

学生应理解科学的本质是一种 探索 然规律 的实践活动, 用科学方

和思维 决问题 。通过学习传感器这一现代科技中的重要元件,学生应认

识到科学在推动社会进步和发展中的重要作用。

科学

学生应具 备严谨 的科学 度,对 实验数 结果 要实 事求 是、

公正 如,在实验测量光敏电阻的阻值变化 严格按 照实验步 行操

记录准确 ;在解 实验 结果时 要基于数 实进 行客 观分析而 是主

臆断

学生还应具 备持之 的科学 度,对 待困难 挑战 要有 耐心 去克

如,在解 传感器 计或应用中的 难题时 不断尝试 探索 新方 新思

路而 轻易放弃

社会 责任

学生应认识到自 作为社会成 承担 的社会 责任 和义 。在学习传感器

10

的过 中要关注其在实际应用中的 安全 性和环 问题 ,并 积极探索 持续

展的解 如,在 家居 控制系统 考虑 传感器的能 耗问题

环境 友好 性;在推广传感器技术 要注重其 安全 性和可 性以 避免 公众造

危害

学生还应 积极参 与社会 公益 活动或科 研项目来履行 的社会 责任 和义

如, 与社 监测 项目来 利用传感器技术监测空 质量和 质等环境

与科技创新 竞赛来 展示自 研究 和创新能力并为社会进步 做出贡

三、学情分析

(一) 知内容分析

在教 2019 人教版高中物理选修第二册《第五章 传感器》 之前 ,学生

了一 的物理基 知识,这 知识为学习传感器的工作原理和应用 奠定

实的基 。具体 来说 ,学生在 先前 的学习中 已经掌握 了以 内容:

力学与 动学:学生 熟悉 、位移、 度、 加速 度等基本概念,能够理

解并 牛顿运 定律 简单的力学 问题 。这 知识在理解传感器中物体的

总页数:122
提示:下载前请核对题目。客服微信:diandahome
标题含“答案”文字,下载的文档就有答案
特别声明:以上内容(如有图片或文件亦包括在内)为“电大之家”用户上传并发布,仅代表该用户观点,本平台仅提供信息发布。