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辽海版综合实践活动九年级
第四单元《人机互动学科学·一起探究小实验》二课时教学设计
课题 《人机互动学科学·一起探究小实验》 单元 第四单元 学科 综合实践 年级 九年级
设计思路 九年级辽海版综合实践活动课程，在新知导入环节，通过相关视频引入课程内容，激发学生学习的兴趣与热情，然后进行传感器实验活动，在网上、书籍上或实地考察寻找相关知识，进行分析讨论与总结，为小组活动奠定基础。通过案例分析和思考问题，内容填写等方式，引导学生自主思考和发现问题，培养学生的创新思维和解决问题的能力。最后进行传感器与科技发展趋势的课外知识拓展。
学习目标 1.了解传感器相关的实验有哪些。2.学习如何运用传感器进行数据的收集，如收集某地温度、湿度等的数据。3.培养对传感器未来发展趋势的认识。4.提高团队合作能力和沟通能力。
重点 1、了解传感器发展的重要性。
难点 2、学会如何进行传感器实验。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 插入相关视频。新知导入：上节课我们进行了认识传感器的活动，在网上或书籍上查找了还有实地考察了相关的传感器的知识。学习了如何辨别传感器的知识。并对数据进行了探究。最后进行了关于传感器的课外知识拓展。这节课我们将学习怎样进行传感器小实验的探究。 观看视频 本节课先通过环境相关视频，激发学生的学习兴趣.
讲授新课 新知讲解一起探究小实验活动准备：前面的活动中，我们已经初步感知了数据采集的过程。就你感兴趣的实验与同学合作，确定实验主题并进行一次深入的科学探究吧!我想做声音方面的实验。我想做光合作用方面的实验。温馨提示：小组确定所选实验主题后，要预约实验室哟！我们小组的实验主题是光电传感器在自动控制中的应用我们选择的传感器是光电传感器我们准备的实验器材是光电传感器、光源、数据采集器、信号处理软件根据实验需要，将小组成员分工。器材样例(测试水果电池电流大小的实验 )。电流传感器 数据采集电脑 数据线 水果电池知识卡片水果电池是由水果 (酸性)、两种金属片和导线简易制作而成的。两种金属片应该是活动性强弱相差较大的金属片，我们一般采用的是铜片和锌片，由于锌片的活动性较强，易失去电子，因此作为负极，相对而言，铜片的活动性较弱，不易失去电子，因此作为正极。铜片和锌片通过电解质（即水果中富含的果酸）和导线构成闭合回路，铜片置换出果酸中的氢离子产生正电荷，锌片失去电子产生负电荷，因此在闭合回路中产生电流。活动过程：连接器材开展实验，并将实验中的数据记录在下面的表格中实验名称：光电传感器的灵敏度测试 光电传感器在不同光照条件下的性能分析实验假设：光电传感器的灵敏度与光源强度有关实验过程中，光电传感器的性能和精度满足实验要求。实验步骤：1.搭建实验平台2.调整光电传感器3.输入控制参数4.启动自动控制系统实验数据：在实验过程中，传感器的输出信号随着物体的移动而发生变化；自动控制系统能够准确识别光电传感器的信号，并作出相应控制。 温馨提示：遵守传感器的使用要求，以免造成实验数据不准确、实验失败，甚至损坏传感器。根据实验内容，合理设置软件参数。严格按照实验流程操作，确保实验的准确性。根据小组实验过程完成下面的实验报告。实验名称:光电传感器灵敏度测试实验原理:传感器是一种将光信号转换为电信号的传感器，其灵敏度是衡量其性能的重要指标，本实验通过测量光电传感器在不同光照条件下的输出信号，以评估其灵敏度。实验数据分析：1.实验中，使用了一系列不同强度的光源，以确保光电传感器在不同光照条件下的灵敏度得到充分测试。2.实验数据表明，光电传感器的输出信号与光源强度呈正相关，即强度越大，输出信号越强。实验结论:我们验证了实验假设中的光电传感器的灵敏度与光源强度呈正相关新的发现:1.光电传感器的灵敏度受到环境噪声和温度、湿度等的环境因素的影响；2.在实验过程中，发现了光电传感器的一些局限性，为进一步改进光电传感器的性能提供了方向。展示与交流我们小组和大家分享创意实验装置。我们和大家交流实验心得。老师对我的评价: 积极好学，必有所得。我的收获：学习了应该在如何进行传感器相关实验的准备，了解了数据收集的步骤。提高了传感器方面的知识。 拓展延伸你知道传感器在生活中还有哪些应用吗 现代家用电器中普遍应用着传感器：传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调 器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电熨斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、彩色电视机、录像机、录音机、收音机、电唱机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。传感器与计算机结合的结果常常超乎我们的想象。你还想了解哪些类似的“超能力”呢 穿墙雷达可以实时粗略估计运动人体的数目、位置、运动姿态，多用于军事、救灾、反恐等领域。物联网：传感器和计算机可以收集和分析来自各种设备和系统的数据，从而实现更加智能的监控和管理。例如，在智能家居中，传感器可以检测到门窗的开关、室内温度等，然后通过计算机进行分析，自动调整空调、照明等设备，实现节能和舒适的居住环境。环境监测：传感器和计算机的结合可以实现对环境污染、气候变化等的实时监测和预警。例如，通过空气质量传感器、温度传感器等，计算机可以实时分析数据，为政府和企业提供环保政策的依据。传感器的发展趋势：1、开发新式传感器 新式传感器，大致应包含：①选用新原理；②填补传感器空白；③仿生传感器等诸方面。2、集成化、多功用化、智能化 传感器集成化包含两种界说，一是同一功用的多元件并排化，CCD图像传感器就归于这种状况。另一个界说是多功用一体化。3、新资料开发 传感器资料是传感器技能的主要根底，是传感器技能晋级的主要支持。十大数字科技前沿应用趋势：01 高性能计算，高性能计算迈向“CPU+GPU+QPU”时代2022年是高性能计算技术发展的蓄力之年。02 泛在操作系统，泛在操作系统加速人-机-物全面融合，操作系统是计算机系统中最为关键的一层系统软件，是计算系统的核心。03 云计算，云计算向精细化、集约化和异构计算演化。04 时空人工智能，城市复杂系统的时空AI应用将会普及。05 能源互联网，软件定义能源网络成为电网平衡先决条件，随着新能源市场发展，当下是软件定义能源网络（SDEN）的重要发展契机。06 Web3，隐私和扩容技术突破加速应用向Web3迁移07 机器人，柔性材料革新推动机器人仿生精进，对于提高机器人灵巧操作水平、带来人机交互体验升维意义重大。08 数字人，数字人成为全真互联交互新入口，AI驱动的数字人在行业服务领域以及虚拟分身数字人在虚拟空间的应用都处于爆发前期。09 数字办公，数字办公加速走向在场协同和知识共创，使得未来数字办公日益走向“多模态”与“大协同”，并引发知识共创的范式革新。10 产业安全，多元技术促进产业安全一站式和场景化，随着“数实融合”的深入发展，数字技术的在各行业中广泛应用，引发了潜在的新型的安全问题。 思考活动相关问题学习知识卡片填写内容完成实验报告的填写进行拓展延伸 首先通过思考活动明确想要进行的传感器实验如何做准备。并完成组队分工。引导学生进行知识内容的学习，增加学生相关的知识以便实验更好的进行。引导学生填写实验收集到的数据，进行信息汇总，培养学生的动手能力。引导学生填写实验报告，培养学生的信息筛选能力和总结能力，在实践中加深所学。拓宽学生知识面，增加学生的知识内容，提高学生课堂参与度。
课堂小结 学习了如何进行传感器相关的实验，包括实验准备和数据的收集。参与了实验的交流与展示，了解了传感器的应用。明白了应该重视传感器的发展。 总结 总结
板书 人机互动学科学·一起探究小实验1、一起探究小实验。2、进行实验的展示交流。3、认识了传感器在如今的发展。 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第4.2课 人机互动学科学
一起探究小实验
辽海版九年级下册
内容总览
明确教学目标
01
进行传感器实验
展示与交流实验心得
拓展延伸
课堂总结
课后作业
目录
01
01
02
02
02
课前回顾
上节课我们进行了认识传感器的活动，在网上或书籍上查找了还有实地考察了相关的传感器的知识。学习了如何辨别传感器的知识。并对数据进行了探究。最后进行了关于传感器的课外知识拓展。这节课我们将学习怎样进行传感器小实验的探究。
教学目标
了解传感器相关的实验有哪些。
学习如何运用传感器进行数据的收集，如收集某地温度、湿度等的数据。
培养对传感器未来发展趋势的认识。
提高团队合作能力和沟通能力。
新知导入
人机互动学科学·一起探究小实验
新知讲解
活动准备
前面的活动中，我们已经初步感知了数据采集的过程。就你感兴趣的实验与同学合作，确定实验主题并进行一次深入的科学探究吧!
我想做声音方面的实验。
我想做光合作用方面的实验。
我想做…
新知讲解
温馨提示
小组确定所选实验主题后，要预约实验室哟！
新知讲解
我们小组的实验主题是______________________________________
我们选择的传感器是____________________________
我们准备的实验器材是_______________________________________________
光电传感器在自动控制中的应用
光电传感器
光电传感器、光源、数据采集器、信号处理软件
新知讲解
根据实验需要，将小组成员分工。
姓 名 角色 职 责
陈时 组长 负责整体实验规划与协调
张静 组员 负责进行实验的操作
王一 组员 负责进行实验数据的收集与整理
李华 组员 负责对收集的数据进行分析和实验总结
小组分工记录表
新知讲解
器材样例(测试水果电池电流大小的实验 )。
电流传感器
数据线
数据采集电脑
水果电池
新知讲解
知识卡片
水果电池是由水果 (酸性)、两种金属片和导线简易制作而成的。两种金属片应该是活动性强弱相差较大的金属片，我们一般采用的是铜片和锌片，由于锌片的活动性较强，易失去电子，因此作为负极，相对而言，铜片的活动性较弱，不易失去电子，因此作为正极。铜片和锌片通过电解质（即水果中富含的果酸）和导线构成闭合回路，铜片置换出果酸中的氢离子产生正电荷，锌片失去电子产生负电荷，因此在闭合回路中产生电流。
新知讲解
连接器材开展实验，并将实验中的数据记录在下面的表格中。
活动过程
实验名称
实验假设
实验过程 实验步骤 实验数据
新知讲解
实验名称 光电传感器的灵敏度测试 光电传感器在不同光照条件下的性能分析
实验假设 光电传感器的灵敏度与光源强度有关 实验过程中，光电传感器的性能和精度满足实验要求
实验过程 实验步骤 实验数据
1.搭建实验平台 2.调整光电传感器 3.输入控制参数 4.启动自动控制系统 在实验过程中，传感器的输出信号随着物体的移动而发生变化；自动控制系统能够准确识别光电传感器的信号，并作出相应控制。
新知讲解
温馨提示
遵守传感器的使用要求，以免造成实验数据不准确、实验失败，甚至损坏传感器。
根据实验内容，合理设置软件参数。
严格按照实验流程操作，确保实验的准确性。
实验名称:______________
实验原理:___________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________
实验数据分析:______________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
新知讲解
根据小组实验过程完成下面的实验报告。
____________________________________
光电传感器灵敏度测试
传感器是一种将光信号转换为电信号的传感器，其灵敏度是衡量其性能的重要指标，本实验通过测量光电传感器在不同光照条件下的输出信号，以评估其灵敏度。
1.实验中，使用了一系列不同强度的光源，以确保光电传感器在不同光照条件下的灵敏度得到充分测试。
2.实验数据表明，光电传感器的输出信号与光源强度呈正相关，即强度越大，输出信号越强。
实验结论:
我们验证了实验假设中的_____________________________________________
新的发现:____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
新知讲解
光电传感器的灵敏度与光源强度呈正相关
1.光电传感器的灵敏度受到环境噪声和温度、湿度等的环境因素的影响；
2.在实验过程中，发现了光电传感器的一些局限性，为进一步改进光电传感器的性能提供了方向。
拓展延伸
拓展与延伸
传感器的发展趋势：
1、开发新式传感器 新式传感器，大致应包含：①选用新原理；②填补传感器空白；③仿生传感器等诸方面。
2、集成化、多功用化、智能化 传感器集成化包含两种界说，一是同一功用的多元件并排化，CCD图像传感器就归于这种状况。另一个界说是多功用一体化。
3、新资料开发 传感器资料是传感器技能的主要根底，是传感器技能晋级的主要支持。
新知讲解
展示与交流
我们小组和大家分享创意实验装置。
我们小组…
我们和大家交流实验心得。
新知讲解
评价内容 同伴评价
在传感器使用熟练程度方面的表现 优秀 良好 加油
在实验设计及规划方面的表现 优秀 良好 加油
在实验数据分析、总结方面的表现 优秀 良好 加油
在实验成果展示分享过程中的表现 优秀 良好 加油
评价表
2023年 11月 16 日
新知讲解
老师对我的评价:
积极好学，必有所得。
我的收获：
学习了应该在如何进行传感器相关实验的准备，了解了数据收集的步骤。提高了传感器方面的知识。
自动智能分拣机器人
拓展延伸
拓展与延伸
你知道传感器在生活中还有哪些应用吗
拓展延伸
现代家用电器中普遍应用着传感器：
传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调 器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电熨斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、彩色电视机、录像机、录音机、收音机、电唱机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。
拓展延伸
拓展与延伸
传感器与计算机结合的结果常常超乎我们的想象。你还想了解哪些类似的“超能力”呢
穿墙雷达可以实时粗略估计运动人体的数目、位置、运动姿态，多用于军事、救灾、反恐等领域。
拓展延伸
物联网：传感器和计算机可以收集和分析来自各种设备和系统的数据，从而实现更加智能的监控和管理。例如，在智能家居中，传感器可以检测到门窗的开关、室内温度等，然后通过计算机进行分析，自动调整空调、照明等设备，实现节能和舒适的居住环境。
环境监测：传感器和计算机的结合可以实现对环境污染、气候变化等的实时监测和预警。例如，通过空气质量传感器、温度传感器等，计算机可以实时分析数据，为政府和企业提供环保政策的依据。
拓展延伸
拓展与延伸
十大数字科技前沿应用趋势：
01 高性能计算，高性能计算迈向“CPU+GPU+QPU”时代2022
年是高性能计算技术发展的蓄力之年。
02 泛在操作系统，泛在操作系统加速人-机-物全面融合，
操作系统是计算机系统中最为关键的一层系统软件，是计
算系统的核心。
03 云计算，云计算向精细化、集约化和异构计算演化。
拓展延伸
拓展与延伸
04 时空人工智能，城市复杂系统的时空AI应用将会普及。
05 能源互联网，软件定义能源网络成为电网平衡先决条件，随着新能源市场发展，当下是软件定义能源网络（SDEN）的重要发展契机。
06 Web3，隐私和扩容技术突破加速应用向Web3迁移。
07 机器人，柔性材料革新推动机器人仿生精进，对于提高机器人灵巧操作水平、带来人机交互体验升维意义重大。
拓展延伸
拓展与延伸
08 数字人，数字人成为全真互联交互新入口，AI驱动的数字人在行业服务领域以及虚拟分身数字人在虚拟空间的应用都处于爆发前期。
09 数字办公，数字办公加速走向在场协同和知识共创，使得未来数字办公日益走向“多模态”与“大协同”，并引发知识共创的范式革新。
10 产业安全，多元技术促进产业安全一站式和场景化，随着“数实融合”的深入发展，数字技术的在各行业中广泛应用，引发了潜在的新型的安全问题。
课堂总结
本节课我们学习了如何进行传感器相关的实验，包括实验准备和数据的收集。
参与了实验的交流与展示，了解了传感器的应用。明白了应该重视传感器的发展。
板书设计
人机互动学科学·一起探究小实验
1、一起探究小实验。
2、进行实验的展示交流。
3、认识了传感器在如今的发展。
作业布置
选择一个最想了解的传感器，收集与其相关实验的数据分析。
谢谢
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