人教版(2019)选择性必修第二册3利用传感器制作简单的自动控制装置教学设计

人教版(2019)选择性必修第二册3利用传感器制作简单的自动控制装置教学设计学科政治年级册别八年级上册共1课时教材部编版授课类型新授课第1课时设计思路本课以人教版(2019)选择性必修第二册3《利用传感器制作简单的自动控制装置》为依据，结合实际教学需求，设计了一系列实践活动，旨在通过传感器原理的学习，引导学生掌握自动控制装置的制作方法，提高学生的动手实践能力和创新意识。课程内容紧密联系课本，注重理论与实践相结合，确保教学效果。核心素养目标1.提升科学探究能力，通过实验探究传感器原理。

2.培养工程实践能力，学习制作和调试自动控制装置。

3.强化技术意识，理解传感器在现代科技中的应用价值。

4.增强创新思维，鼓励学生在实践中提出改进和创新方案。教学难点与重点1.教学重点，

①理解传感器的工作原理，包括其如何将非电学量转换为电学量。

②掌握自动控制装置的基本构成，包括传感器、执行器、控制器和被控对象。

③学会根据实际需求选择合适的传感器和执行器，并设计简单的控制电路。

2.教学难点，

①理解传感器输出信号的处理方法，包括放大、滤波和转换等。

②学会调试自动控制装置，确保其能够稳定、准确地执行控制任务。

③将理论知识与实际操作相结合，解决实际制作过程中遇到的问题，如电路故障、传感器响应时间等。教学资源软硬件资源：传感器模块、执行器（如电机、继电器）、电路板、电源、连接线、万用表。

课程平台：多媒体教学设备（投影仪、计算机）。

信息化资源：传感器原理教学视频、自动控制装置设计案例库。

教学手段：实物演示、小组合作、实验报告、课堂讨论。教学流程1.导入新课

详细内容：

-教师通过展示生活中的自动控制装置实例（如自动门、温度控制器等），引导学生思考这些装置的工作原理。

-提问：“同学们，你们知道这些装置是如何实现自动控制的吗？”

-引入传感器在自动控制装置中的作用，引出本节课的主题：“利用传感器制作简单的自动控制装置”。

用时：5分钟

2.新课讲授

①传感器原理讲解

-教师介绍传感器的定义、分类和基本工作原理。

-通过实例说明传感器如何将温度、压力、光线等非电学量转换为电学量。

-学生跟随教师进行传感器原理的简单实验，观察传感器的响应。

②自动控制装置构成分析

-教师讲解自动控制装置的基本构成，包括传感器、执行器、控制器和被控对象。

-通过动画或实物模型展示各部分之间的连接关系和作用。

③控制电路设计

-教师介绍基本的控制电路设计方法，包括电路图绘制、元件选择和电路连接。

-学生跟随教师绘制简单的控制电路图，并进行实际连接。

用时：15分钟

3.实践活动

①传感器选择与测试

-学生根据实验要求选择合适的传感器，并进行初步测试，了解其性能指标。

-教师指导学生如何根据实验需求调整传感器的参数。

②自动控制装置组装

-学生按照控制电路图，将传感器、执行器和控制器等元件组装成完整的自动控制装置。

-教师巡视指导，帮助学生解决组装过程中遇到的问题。

③调试与优化

-学生对组装好的自动控制装置进行调试，确保其能够按照预期工作。

-教师引导学生观察实验现象，分析可能存在的问题，并提出优化方案。

用时：20分钟

4.学生小组讨论

①传感器选择原因分析

-学生讨论为什么选择特定的传感器，分析其性能是否满足实验需求。

②控制电路设计思路

-学生讨论控制电路设计过程中的思路，分析电路设计的合理性和可行性。

③实验现象与问题解决

-学生分享实验过程中遇到的问题及解决方法，互相学习、借鉴。

用时：10分钟

5.总结回顾

详细内容：

-教师引导学生回顾本节课所学内容，包括传感器原理、自动控制装置构成和控制电路设计。

-强调传感器在自动控制装置中的重要性，以及设计过程中需要考虑的因素。

-通过举例说明本节课的重难点，如传感器参数调整、电路故障排除等。

-鼓励学生在课后继续探索和改进自动控制装置的设计。

用时：5分钟

总计用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

学生通过本节课的学习，能够熟练掌握传感器的定义、分类、工作原理以及其在自动控制装置中的应用。他们对传感器如何将非电学量转换为电学量有了深刻的理解，并能根据实验需求选择合适的传感器。

2.技能提升：

学生在实践活动环节中，不仅学会了如何组装简单的自动控制装置，还掌握了调试和优化装置的方法。他们能够独立完成电路图的绘制、元件的选择和电路的连接，提高了动手操作能力。

3.创新意识：

在设计自动控制装置的过程中，学生需要发挥创新思维，提出改进和创新方案。通过小组讨论和合作，学生们能够提出不同的设计方案，培养了他们的创新意识和团队协作能力。

4.问题解决能力：

学生在实验过程中会遇到各种问题，如电路故障、传感器响应时间等。通过分析问题和寻找解决方案，学生提高了问题解决能力，学会了如何在实践中运用所学知识。

5.理论与实践结合：

学生通过本节课的学习，将传感器原理与实际操作相结合，加深了对理论知识的应用理解。他们能够将所学知识应用于实际生活，提高了知识实用性和解决实际问题的能力。

6.学习兴趣：

本节课通过实践活动和小组讨论，激发了学生的学习兴趣。学生们在动手操作和合作交流中，感受到了学习的乐趣，增强了学习的动力。

7.评价与反思：

学生在完成实验和设计自动控制装置后，能够对所学知识进行评价和反思，总结经验教训。他们学会了从实验中吸取经验，为今后的学习打下坚实基础。

8.社会责任感：

学生了解到传感器在现代科技中的应用价值，增强了社会责任感。他们认识到科技创新对社会发展的重要性，激发了为国家和社会贡献力量的决心。重点题型整理1.题型一：传感器原理应用

例题：请说明温度传感器在自动控制装置中的应用，并简述其工作原理。

答案：温度传感器在自动控制装置中用于检测环境温度，并将其转换为电信号。当环境温度超过设定值时，传感器输出信号，触发执行器（如风扇）工作，降低环境温度。

2.题型二：控制电路设计

例题：设计一个简单的自动门控制电路，要求当有人接近门时，门自动打开。

答案：设计电路时，可以使用红外传感器检测人体接近，当检测到人体时，传感器输出高电平信号，触发继电器，继电器控制电磁锁，使门自动打开。

3.题型三：传感器参数调整

例题：在实验中，如何调整传感器的参数以适应不同的环境？

答案：根据实验需求，调整传感器的灵敏度、阈值等参数。例如，通过调整传感器的增益，可以改变其输出信号的幅度；通过调整阈值，可以设置传感器的触发条件。

4.题型四：自动控制装置调试

例题：在调试自动控制装置时，如何判断电路是否正常工作？

答案：通过观察传感器输出信号、执行器动作和被控对象的响应，判断电路是否正常工作。例如，检查传感器输出信号是否符合预期，执行器是否按照设定动作，被控对象是否达到预期效果。

5.题型五：创新设计

例题：设计一个基于传感器的智能灌溉系统，要求系统能够根据土壤湿度自动调节灌溉时间。

答案：设计系统时，可以使用土壤湿度传感器检测土壤湿度，当土壤湿度低于设定值时，传感器输出信号，触发灌溉泵工作，自动灌溉。同时，可以设置定时器，实现定时灌溉功能。教学反思今天上了《利用传感器制作简单的自动控制装置》这节课，感觉挺有收获的。首先，我觉得学生在动手实践方面进步很大。以前，他们对传感器和自动控制装置的了解仅限于书本知识，通过这节课的实验，他们不仅亲手制作了控制装置，还学会了如何调试和优化。看着他们一个个兴奋地展示自己的作品，我真的很高兴。

其次，我发现学生们在小组讨论中表现得非常积极。他们不仅能够提出自己的设计思路，还能倾听他人的意见，进行有效的沟通和协作。这种团队合作的氛围让我感到很欣慰，也让我意识到，在今后的教学中，应该更多地鼓励学生参与讨论，培养他们的团队精神和沟通能力。

但是，也有一些地方让我感到不足。比如，在传感器原理讲解时，我发现有些学生对于传感器的工作原理还是不太理解。这说明我在讲解时可能过于理论化，没有结合实际例子，导致学生难以把握。今后，我会尝试用更直观的方式，比如实验演示，来帮助学生更好地理解传感器的工作原理。

另外，我还发现部分学生在设计自动控制装置时，对于电路的设计和元件的选择有些迷茫。这说明我在课程设计时，可能没有充分考虑到学生的实际操作能力。今后，我会提供更多样化的案例，让学生在模仿和实践中逐步提高自己的设计能力。板书设计①传感器原理

-定义：将非电学量转换为电学量的装置

-分类：温度传感器、压力传感器、光传感器等

-工作原理：通过物理或化学变化产生电信号

②自动控制装置构成

-传感器：检测并转换非电学量

-执行器：根据控制信号执行动作

-控制器：处理传感器信号，发出控制指令

-被控对象：受控制器控制的系统或设备

③控制电路设计

-基本电路：电源、传感器、执行器、控制器

-元件选择：根据需求选择合适的传感器和执行器

-电路连接：正确连接各元件，确保电路正常工作课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了《利用传感器制作简单的自动控制装置》这一课。通过这节课的学习，我们了解了传感器的基本原理和应用，掌握了自动控制装置的构成和设计方法。重点内容如下：

1.传感器的工作原理和分类，包括温度传感器、压力传感器、光传感器等。

2.自动控制装置的构