資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
遼海版綜合實踐活動九年級
第四單元《人機互動學科學·一起探究小實驗》二課時教學設計
課題 《人機互動學科學·一起探究小實驗》 單元 第四單元 學科 綜合實踐 年級 九年級
設計思路 九年級遼海版綜合實踐活動課程，在新知導入環節，通過相關視頻引入課程內容，激發學生學習的興趣與熱情，然后進行傳感器實驗活動，在網上、書籍上或實地考察尋找相關知識，進行分析討論與總結，為小組活動奠定基礎。通過案例分析和思考問題，內容填寫等方式，引導學生自主思考和發現問題，培養學生的創新思維和解決問題的能力。最后進行傳感器與科技發展趨勢的課外知識拓展。
學習目標 1.了解傳感器相關的實驗有哪些。2.學習如何運用傳感器進行數據的收集，如收集某地溫度、濕度等的數據。3.培養對傳感器未來發展趨勢的認識。4.提高團隊合作能力和溝通能力。
重點 1、了解傳感器發展的重要性。
難點 2、學會如何進行傳感器實驗。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 插入相關視頻。新知導入：上節課我們進行了認識傳感器的活動，在網上或書籍上查找了還有實地考察了相關的傳感器的知識。學習了如何辨別傳感器的知識。并對數據進行了探究。最后進行了關于傳感器的課外知識拓展。這節課我們將學習怎樣進行傳感器小實驗的探究。 觀看視頻 本節課先通過環境相關視頻，激發學生的學習興趣.
講授新課 新知講解一起探究小實驗活動準備：前面的活動中，我們已經初步感知了數據采集的過程。就你感興趣的實驗與同學合作，確定實驗主題并進行一次深入的科學探究吧!我想做聲音方面的實驗。我想做光合作用方面的實驗。溫馨提示：小組確定所選實驗主題后，要預約實驗室喲！我們小組的實驗主題是光電傳感器在自動控制中的應用我們選擇的傳感器是光電傳感器我們準備的實驗器材是光電傳感器、光源、數據采集器、信號處理軟件根據實驗需要，將小組成員分工。器材樣例(測試水果電池電流大小的實驗 )。電流傳感器 數據采集電腦 數據線 水果電池知識卡片水果電池是由水果 (酸性)、兩種金屬片和導線簡易制作而成的。兩種金屬片應該是活動性強弱相差較大的金屬片，我們一般采用的是銅片和鋅片，由于鋅片的活動性較強，易失去電子，因此作為負極，相對而言，銅片的活動性較弱，不易失去電子，因此作為正極。銅片和鋅片通過電解質（即水果中富含的果酸）和導線構成閉合回路，銅片置換出果酸中的氫離子產生正電荷，鋅片失去電子產生負電荷，因此在閉合回路中產生電流?；顒舆^程：連接器材開展實驗，并將實驗中的數據記錄在下面的表格中實驗名稱：光電傳感器的靈敏度測試 光電傳感器在不同光照條件下的性能分析實驗假設：光電傳感器的靈敏度與光源強度有關實驗過程中，光電傳感器的性能和精度滿足實驗要求。實驗步驟：1.搭建實驗平臺2.調整光電傳感器3.輸入控制參數4.啟動自動控制系統實驗數據：在實驗過程中，傳感器的輸出信號隨著物體的移動而發生變化；自動控制系統能夠準確識別光電傳感器的信號，并作出相應控制。 溫馨提示：遵守傳感器的使用要求，以免造成實驗數據不準確、實驗失敗，甚至損壞傳感器。根據實驗內容，合理設置軟件參數。嚴格按照實驗流程操作，確保實驗的準確性。根據小組實驗過程完成下面的實驗報告。實驗名稱:光電傳感器靈敏度測試實驗原理:傳感器是一種將光信號轉換為電信號的傳感器，其靈敏度是衡量其性能的重要指標，本實驗通過測量光電傳感器在不同光照條件下的輸出信號，以評估其靈敏度。實驗數據分析：1.實驗中，使用了一系列不同強度的光源，以確保光電傳感器在不同光照條件下的靈敏度得到充分測試。2.實驗數據表明，光電傳感器的輸出信號與光源強度呈正相關，即強度越大，輸出信號越強。實驗結論:我們驗證了實驗假設中的光電傳感器的靈敏度與光源強度呈正相關新的發現:1.光電傳感器的靈敏度受到環境噪聲和溫度、濕度等的環境因素的影響；2.在實驗過程中，發現了光電傳感器的一些局限性，為進一步改進光電傳感器的性能提供了方向。展示與交流我們小組和大家分享創意實驗裝置。我們和大家交流實驗心得。老師對我的評價: 積極好學，必有所得。我的收獲：學習了應該在如何進行傳感器相關實驗的準備，了解了數據收集的步驟。提高了傳感器方面的知識。 拓展延伸你知道傳感器在生活中還有哪些應用嗎 現代家用電器中普遍應用著傳感器：傳感器在電子爐灶、自動電飯鍋、吸塵器、空調 器、電子熱水器、熱風取暖器、風干器、報警器、電熨斗、電風扇、游戲機、電子驅蚊器、洗衣機、洗碗機、照相機、電冰箱、彩色電視機、錄像機、錄音機、收音機、電唱機及家庭影院等方面得到了廣泛的應用。傳感器與計算機結合的結果常常超乎我們的想象。你還想了解哪些類似的“超能力”呢 穿墻雷達可以實時粗略估計運動人體的數目、位置、運動姿態，多用于軍事、救災、反恐等領域。物聯網：傳感器和計算機可以收集和分析來自各種設備和系統的數據，從而實現更加智能的監控和管理。例如，在智能家居中，傳感器可以檢測到門窗的開關、室內溫度等，然后通過計算機進行分析，自動調整空調、照明等設備，實現節能和舒適的居住環境。環境監測：傳感器和計算機的結合可以實現對環境污染、氣候變化等的實時監測和預警。例如，通過空氣質量傳感器、溫度傳感器等，計算機可以實時分析數據，為政府和企業提供環保政策的依據。傳感器的發展趨勢：1、開發新式傳感器 新式傳感器，大致應包含：①選用新原理；②填補傳感器空白；③仿生傳感器等諸方面。2、集成化、多功用化、智能化 傳感器集成化包含兩種界說，一是同一功用的多元件并排化，CCD圖像傳感器就歸于這種狀況。另一個界說是多功用一體化。3、新資料開發 傳感器資料是傳感器技能的主要根底，是傳感器技能晉級的主要支持。十大數字科技前沿應用趨勢：01 高性能計算，高性能計算邁向“CPU+GPU+QPU”時代2022年是高性能計算技術發展的蓄力之年。02 泛在操作系統，泛在操作系統加速人-機-物全面融合，操作系統是計算機系統中最為關鍵的一層系統軟件，是計算系統的核心。03 云計算，云計算向精細化、集約化和異構計算演化。04 時空人工智能，城市復雜系統的時空AI應用將會普及。05 能源互聯網，軟件定義能源網絡成為電網平衡先決條件，隨著新能源市場發展，當下是軟件定義能源網絡（SDEN）的重要發展契機。06 Web3，隱私和擴容技術突破加速應用向Web3遷移07 機器人，柔性材料革新推動機器人仿生精進，對于提高機器人靈巧操作水平、帶來人機交互體驗升維意義重大。08 數字人，數字人成為全真互聯交互新入口，AI驅動的數字人在行業服務領域以及虛擬分身數字人在虛擬空間的應用都處于爆發前期。09 數字辦公，數字辦公加速走向在場協同和知識共創，使得未來數字辦公日益走向“多模態”與“大協同”，并引發知識共創的范式革新。10 產業安全，多元技術促進產業安全一站式和場景化，隨著“數實融合”的深入發展，數字技術的在各行業中廣泛應用，引發了潛在的新型的安全問題。 思考活動相關問題學習知識卡片填寫內容完成實驗報告的填寫進行拓展延伸 首先通過思考活動明確想要進行的傳感器實驗如何做準備。并完成組隊分工。引導學生進行知識內容的學習，增加學生相關的知識以便實驗更好的進行。引導學生填寫實驗收集到的數據，進行信息匯總，培養學生的動手能力。引導學生填寫實驗報告，培養學生的信息篩選能力和總結能力，在實踐中加深所學。拓寬學生知識面，增加學生的知識內容，提高學生課堂參與度。
課堂小結 學習了如何進行傳感器相關的實驗，包括實驗準備和數據的收集。參與了實驗的交流與展示，了解了傳感器的應用。明白了應該重視傳感器的發展。 總結 總結
板書 人機互動學科學·一起探究小實驗1、一起探究小實驗。2、進行實驗的展示交流。3、認識了傳感器在如今的發展。 學習、記憶及勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共33張PPT)
第4.2課 人機互動學科學
一起探究小實驗
遼海版九年級下冊
內容總覽
明確教學目標
01
進行傳感器實驗
展示與交流實驗心得
拓展延伸
課堂總結
課后作業
目錄
01
01
02
02
02
課前回顧
上節課我們進行了認識傳感器的活動，在網上或書籍上查找了還有實地考察了相關的傳感器的知識。學習了如何辨別傳感器的知識。并對數據進行了探究。最后進行了關于傳感器的課外知識拓展。這節課我們將學習怎樣進行傳感器小實驗的探究。
教學目標
了解傳感器相關的實驗有哪些。
學習如何運用傳感器進行數據的收集，如收集某地溫度、濕度等的數據。
培養對傳感器未來發展趨勢的認識。
提高團隊合作能力和溝通能力。
新知導入
人機互動學科學·一起探究小實驗
新知講解
活動準備
前面的活動中，我們已經初步感知了數據采集的過程。就你感興趣的實驗與同學合作，確定實驗主題并進行一次深入的科學探究吧!
我想做聲音方面的實驗。
我想做光合作用方面的實驗。
我想做…
新知講解
溫馨提示
小組確定所選實驗主題后，要預約實驗室喲！
新知講解
我們小組的實驗主題是______________________________________
我們選擇的傳感器是____________________________
我們準備的實驗器材是_______________________________________________
光電傳感器在自動控制中的應用
光電傳感器
光電傳感器、光源、數據采集器、信號處理軟件
新知講解
根據實驗需要，將小組成員分工。
姓 名 角色 職 責
陳時 組長 負責整體實驗規劃與協調
張靜 組員 負責進行實驗的操作
王一 組員 負責進行實驗數據的收集與整理
李華 組員 負責對收集的數據進行分析和實驗總結
小組分工記錄表
新知講解
器材樣例(測試水果電池電流大小的實驗 )。
電流傳感器
數據線
數據采集電腦
水果電池
新知講解
知識卡片
水果電池是由水果 (酸性)、兩種金屬片和導線簡易制作而成的。兩種金屬片應該是活動性強弱相差較大的金屬片，我們一般采用的是銅片和鋅片，由于鋅片的活動性較強，易失去電子，因此作為負極，相對而言，銅片的活動性較弱，不易失去電子，因此作為正極。銅片和鋅片通過電解質（即水果中富含的果酸）和導線構成閉合回路，銅片置換出果酸中的氫離子產生正電荷，鋅片失去電子產生負電荷，因此在閉合回路中產生電流。
新知講解
連接器材開展實驗，并將實驗中的數據記錄在下面的表格中。
活動過程
實驗名稱
實驗假設
實驗過程 實驗步驟 實驗數據
新知講解
實驗名稱 光電傳感器的靈敏度測試 光電傳感器在不同光照條件下的性能分析
實驗假設 光電傳感器的靈敏度與光源強度有關 實驗過程中，光電傳感器的性能和精度滿足實驗要求
實驗過程 實驗步驟 實驗數據
1.搭建實驗平臺 2.調整光電傳感器 3.輸入控制參數 4.啟動自動控制系統 在實驗過程中，傳感器的輸出信號隨著物體的移動而發生變化；自動控制系統能夠準確識別光電傳感器的信號，并作出相應控制。
新知講解
溫馨提示
遵守傳感器的使用要求，以免造成實驗數據不準確、實驗失敗，甚至損壞傳感器。
根據實驗內容，合理設置軟件參數。
嚴格按照實驗流程操作，確保實驗的準確性。
實驗名稱:______________
實驗原理:___________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________
實驗數據分析:______________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
新知講解
根據小組實驗過程完成下面的實驗報告。
____________________________________
光電傳感器靈敏度測試
傳感器是一種將光信號轉換為電信號的傳感器，其靈敏度是衡量其性能的重要指標，本實驗通過測量光電傳感器在不同光照條件下的輸出信號，以評估其靈敏度。
1.實驗中，使用了一系列不同強度的光源，以確保光電傳感器在不同光照條件下的靈敏度得到充分測試。
2.實驗數據表明，光電傳感器的輸出信號與光源強度呈正相關，即強度越大，輸出信號越強。
實驗結論:
我們驗證了實驗假設中的_____________________________________________
新的發現:____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
新知講解
光電傳感器的靈敏度與光源強度呈正相關
1.光電傳感器的靈敏度受到環境噪聲和溫度、濕度等的環境因素的影響；
2.在實驗過程中，發現了光電傳感器的一些局限性，為進一步改進光電傳感器的性能提供了方向。
拓展延伸
拓展與延伸
傳感器的發展趨勢：
1、開發新式傳感器 新式傳感器，大致應包含：①選用新原理；②填補傳感器空白；③仿生傳感器等諸方面。
2、集成化、多功用化、智能化 傳感器集成化包含兩種界說，一是同一功用的多元件并排化，CCD圖像傳感器就歸于這種狀況。另一個界說是多功用一體化。
3、新資料開發 傳感器資料是傳感器技能的主要根底，是傳感器技能晉級的主要支持。
新知講解
展示與交流
我們小組和大家分享創意實驗裝置。
我們小組…
我們和大家交流實驗心得。
新知講解
評價內容 同伴評價
在傳感器使用熟練程度方面的表現 優秀 良好 加油
在實驗設計及規劃方面的表現 優秀 良好 加油
在實驗數據分析、總結方面的表現 優秀 良好 加油
在實驗成果展示分享過程中的表現 優秀 良好 加油
評價表
2023年 11月 16 日
新知講解
老師對我的評價:
積極好學，必有所得。
我的收獲：
學習了應該在如何進行傳感器相關實驗的準備，了解了數據收集的步驟。提高了傳感器方面的知識。
自動智能分揀機器人
拓展延伸
拓展與延伸
你知道傳感器在生活中還有哪些應用嗎
拓展延伸
現代家用電器中普遍應用著傳感器：
傳感器在電子爐灶、自動電飯鍋、吸塵器、空調 器、電子熱水器、熱風取暖器、風干器、報警器、電熨斗、電風扇、游戲機、電子驅蚊器、洗衣機、洗碗機、照相機、電冰箱、彩色電視機、錄像機、錄音機、收音機、電唱機及家庭影院等方面得到了廣泛的應用。
拓展延伸
拓展與延伸
傳感器與計算機結合的結果常常超乎我們的想象。你還想了解哪些類似的“超能力”呢
穿墻雷達可以實時粗略估計運動人體的數目、位置、運動姿態，多用于軍事、救災、反恐等領域。
拓展延伸
物聯網：傳感器和計算機可以收集和分析來自各種設備和系統的數據，從而實現更加智能的監控和管理。例如，在智能家居中，傳感器可以檢測到門窗的開關、室內溫度等，然后通過計算機進行分析，自動調整空調、照明等設備，實現節能和舒適的居住環境。
環境監測：傳感器和計算機的結合可以實現對環境污染、氣候變化等的實時監測和預警。例如，通過空氣質量傳感器、溫度傳感器等，計算機可以實時分析數據，為政府和企業提供環保政策的依據。
拓展延伸
拓展與延伸
十大數字科技前沿應用趨勢：
01 高性能計算，高性能計算邁向“CPU+GPU+QPU”時代2022
年是高性能計算技術發展的蓄力之年。
02 泛在操作系統，泛在操作系統加速人-機-物全面融合，
操作系統是計算機系統中最為關鍵的一層系統軟件，是計
算系統的核心。
03 云計算，云計算向精細化、集約化和異構計算演化。
拓展延伸
拓展與延伸
04 時空人工智能，城市復雜系統的時空AI應用將會普及。
05 能源互聯網，軟件定義能源網絡成為電網平衡先決條件，隨著新能源市場發展，當下是軟件定義能源網絡（SDEN）的重要發展契機。
06 Web3，隱私和擴容技術突破加速應用向Web3遷移。
07 機器人，柔性材料革新推動機器人仿生精進，對于提高機器人靈巧操作水平、帶來人機交互體驗升維意義重大。
拓展延伸
拓展與延伸
08 數字人，數字人成為全真互聯交互新入口，AI驅動的數字人在行業服務領域以及虛擬分身數字人在虛擬空間的應用都處于爆發前期。
09 數字辦公，數字辦公加速走向在場協同和知識共創，使得未來數字辦公日益走向“多模態”與“大協同”，并引發知識共創的范式革新。
10 產業安全，多元技術促進產業安全一站式和場景化，隨著“數實融合”的深入發展，數字技術的在各行業中廣泛應用，引發了潛在的新型的安全問題。
課堂總結
本節課我們學習了如何進行傳感器相關的實驗，包括實驗準備和數據的收集。
參與了實驗的交流與展示，了解了傳感器的應用。明白了應該重視傳感器的發展。
板書設計
人機互動學科學·一起探究小實驗
1、一起探究小實驗。
2、進行實驗的展示交流。
3、認識了傳感器在如今的發展。
作業布置
選擇一個最想了解的傳感器，收集與其相關實驗的數據分析。
謝謝
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