《智能消防效果佳》教学设计-2025-2026学年泰山版（2024）小学信息技术六年级上册

《智能消防效果佳》教学设计-2025-2026学年泰山版（2024）小学信息技术六年级上册学情分析知识基础：六年级学生已在第一单元《身边的控制系统》中掌握“输入—处理—输出”的基本逻辑，认识了常见控制系统的组成与输出方式，具备初步的系统思维，为理解智能消防系统的工作流程奠定基础；同时，学生日常通过新闻、安全教育课接触过传统消防设备（如灭火器、消火栓），但对“智能消防”的专业性组件（如烟感探测器、消防联动控制器）及协同工作原理了解较少。能力特点：学生思维活跃，擅长通过直观观察、小组合作完成学习任务，能运用思维导图、流程图等工具梳理知识，但对抽象的“系统协同”概念（如多个探测器同时触发时的联动反应）理解存在难度，需借助具象化案例与实践活动突破。学习需求：学生对“智慧生活”主题兴趣浓厚，渴望探索技术如何解决实际问题，教学中需结合校园、家庭等熟悉场景，将智能消防知识与生活安全需求结合，提升学习主动性与知识应用能力。核心素养目标信息意识：能识别智能消防系统的核心组件（如烟感探测器、喷淋装置），列举各组件的功能，感知智能消防技术在保障生命财产安全中的作用，建立“技术服务安全”的认知。计算思维：能分析智能消防系统“感知火灾—信号传输—联动响应”的工作流程，运用流程图梳理系统内“输入—处理—输出”的逻辑关系，理解组件间的协同机制。数字化学习与创新：能利用教材案例、多媒体资源探究智能消防技术的应用，通过小组合作设计简易家庭/校园智能消防方案，尝试用绘图软件呈现设计思路，培养创新思维。信息社会责任：结合教材中“智能消防进校园”案例，认识消防安全的重要性，树立“主动防范、科学应对”的消防意识，增强运用技术保障自身与他人安全的责任感。教学重难点1.教学重点：认识智能消防系统的核心组件（感知组件：烟感/温感探测器；控制组件：消防联动控制器；执行组件：喷淋装置、声光报警器）及各组件功能。理解智能消防系统“探测火灾→触发报警→联动灭火”的基本工作流程。2.教学难点：理解智能消防系统中各组件的协同工作机制（如探测器触发后，控制器如何同步指令声光报警器、喷淋装置启动）。结合实际场景（如教室、家庭客厅）设计合理的智能消防方案，确保方案的实用性与安全性。教学过程情境导入：联系生活，激发兴趣教材内容引入：展示教材“趣味导入”模块内容：“传统消防需要人工发现火灾、手动报警，而智能消防系统能自动感知火灾，快速触发报警和灭火装置，大大提升灭火效率。比如商场里的烟感探测器，一旦检测到烟雾，就会立即向控制器发送信号，启动喷淋和报警设备。”同时播放两段对比视频：一段是传统消防中人工拨打119、使用灭火器的场景，一段是智能消防系统自动探测、喷淋灭火的场景。师生互动：教师提问：“对比两段视频，智能消防系统比传统消防更‘聪明’在哪里？它能自动完成哪些传统消防需要人工做的事？”学生观察后发言，教师引导总结：“智能消防能自动‘发现’火灾、自动‘报警’、自动‘灭火’，减少了人工操作的时间，更安全高效。”教师追问：“在我们的校园里，如果发生火灾，你希望有哪些智能设备帮助应对？今天我们就一起学习《智能消防效果佳》，探索智能消防系统的奥秘。”3.设计意图：依托教材趣味导入案例，通过传统与智能消防的视频对比，直观展现智能消防的优势，结合学生熟悉的校园场景提问，激发探究兴趣，自然引入本课主题，为后续知识学习铺垫生活认知基础。新知探究：拆解教材，建构认知认识智能消防系统的核心组件1.教材内容讲解：聚焦教材“做中学・系统探秘”模块，逐一呈现核心组件及功能：感知组件：“烟感探测器能检测空气中的烟雾浓度，温感探测器能感知环境温度变化，一旦超过阈值（如烟雾浓度超标、温度达到58℃），就会向控制组件发送火灾信号，相当于智能消防系统的‘眼睛’和‘鼻子’。”控制组件：“消防联动控制器是系统的‘大脑’，接收感知组件发送的信号后，会快速分析判断是否发生火灾，若确认火灾，立即向执行组件发送指令。”执行组件：“喷淋装置接收指令后喷洒水流灭火，声光报警器发出刺耳声音和闪烁灯光提醒人员疏散，消防广播同步播放疏散指引，这些是系统的‘手脚’，负责执行灭火和预警任务。”同时展示教材配套的“智能消防系统组件示意图”，标注各组件名称及连接关系。2.师生互动：教师展示实物模型（简易烟感探测器、声光报警器模型），演示“烟雾触发探测器后，报警器发声闪烁”的模拟过程，提问：“这个模型里，哪个是感知组件？哪个是执行组件？它们的功能分别是什么？”学生分组观察模型，结合教材内容讨论后回答，教师补充：“烟感探测器是感知组件，负责‘发现’烟雾；声光报警器是执行组件，负责‘提醒’危险。”开展“组件配对”游戏：教师在黑板上贴出“感知组件”“控制组件”“执行组件”三类标签，发放写有“温感探测器、消防联动控制器、喷淋装置、消防广播”的卡片，学生上台将卡片贴到对应类别下，巩固组件分类及功能认知。3.设计意图：通过教材文本解读、实物模型演示、互动游戏，将抽象的“组件”概念转化为可观察、可操作的内容，帮助学生清晰区分三类组件及其功能，突破“认识组件”的教学重点，培养信息识别能力。理解智能消防系统的工作流程1.教材内容讲解：结合教材“做中学・流程梳理”模块的流程图，分步讲解工作流程：第一步：感知触发。“火灾发生时，烟雾或高温触发烟感/温感探测器（输入：烟雾/高温信号），探测器将信号转化为电信号，传输给消防联动控制器。”第二步：控制处理。“消防联动控制器（处理环节）接收信号后，对比预设阈值（如判断烟雾浓度是否达到报警标准），确认火灾后，生成控制指令。”第三步：联动执行。“控制器向执行组件发送指令（输出：控制信号），喷淋装置启动灭火，声光报警器报警，消防广播播放疏散提示，同时自动向消防部门发送报警信息。”配合动画演示整个流程，重点标注“信号传输路径”（探测器→控制器→执行组件）。2.师生互动：开展“角色扮演”活动：5名学生分别扮演“烟感探测器”“温感探测器”“消防联动控制器”“喷淋装置”“声光报警器”，手持对应组件卡片，按照教材流程演绎：“探测器”举起卡片说“检测到烟雾，发送信号”→“控制器”接卡后说“确认火灾，指令启动”→“喷淋”“报警器”举卡做动作说“开始喷水”“报警提醒”。教师提问：“如果‘烟感探测器’和‘温感探测器’同时发送信号，‘控制器’会怎么做？如果只有一个探测器发送信号，又会怎么做？”引导学生理解“多探测器验证”的严谨性，深化对“处理环节”的认知。学生分组绘制“智能消防工作流程图”，参照教材图示补充细节（如“自动拨打119”环节），教师巡视指导，选取优秀作品展示点评。3.设计意图：通过教材流程图解读、角色扮演、绘图实践，将“工作流程”转化为动态演绎和可视化图表，帮助学生理解“输入—处理—输出”的逻辑链，突破“流程梳理”的重点，培养计算思维。突破难点：理解组件协同工作机制教材内容讲解：聚焦教材“小秘笈”模块：“智能消防系统的核心优势是‘联动协同’，比如当商场某区域探测器触发后，控制器不仅会启动该区域的喷淋和报警器，还会关闭该区域的防火门，切断电源，防止火灾蔓延，同时打开应急通道的照明。”播放商场智能消防联动演示视频，重点展示“多组件同步响应”场景。师生互动：教师提出情境问题：“假设我们的教室安装了智能消防系统，当讲台附近的烟感探测器触发后，除了启动教室的喷淋和报警器，系统还应该联动哪些设备保障安全？请结合教材‘小秘笈’思考。”学生分组讨论，列举“关闭教室电源”“打开应急灯”“联动校园广播通知该楼层疏散”等，教师结合教材内容补充：“还可以联动防火卷帘门，分隔火灾区域，这些都是组件协同的体现。”开展“协同小法官”活动：教师描述“探测器触发后，只有喷淋启动，报警器未响”“控制器接收信号后，先启动广播，10分钟后再启动喷淋”等错误场景，学生依据教材协同原理判断对错并解释原因，强化“同步联动、快速响应”的认知。3.设计意图：通过教材“小秘笈”的深度解读和情境问题讨论，将抽象的“协同机制”与教室场景结合，借助错误场景辨析，帮助学生理解组件协同的必要性和合理性，有效突破教学难点。实践应用：依托教材，深化能力完成“练一练”：分析校园智能消防系统教材内容讲解：呈现教材“练一练”模块：“观察校园的消防设施，分析哪些属于智能消防组件，它们如何协同工作？请填写下表（表格包含‘组件名称、安装位置、功能、协同设备’四列）。”展示教材示例：“组件名称：烟感探测器；安装位置：教学楼走廊天花板；功能：检测烟雾；协同设备：消防联动控制器、声光报警器。”师生互动：学生以小组为单位，在教师带领下观察校园走廊、实验室的消防设施（提前与学校安保部门沟通），对照教材表格记录信息，重点关注“是否有智能组件”“组件间如何联动”。回到教室后，各小组汇报观察结果，如“实验室的温感探测器，安装在仪器柜上方，协同设备是喷淋和排风系统”，教师结合教材内容点评，补充“实验室因有易燃物品，温感探测器阈值更低，协同排风系统可减少易燃气体积聚”。学生完善表格，将教材示例与校园实际结合，形成“校园智能消防系统分析报告”。3.设计意图：紧扣教材“练一练”任务，通过实地观察、表格填写，将课堂知识与校园场景结合，培养学生的信息收集与分析能力，落实“知识应用于生活”的目标。挑战“创意设计”：规划家庭智能消防方案教材内容讲解：展示教材“拓展与创新”模块：“结合家庭环境特点，设计一套简易智能消防方案，需包含‘感知组件安装位置、执行组件选择、联动逻辑’三部分，可参考校园方案的设计思路。”呈现教材提供的“家庭客厅设计示例”：“感知组件：烟感探测器（安装在客厅天花板，远离厨房油烟区）；执行组件：声光报警器（客厅墙角）、小型喷淋（客厅吊顶）；联动逻辑：探测器触发→报警器响+喷淋启动+手机APP推送报警信息。”师生互动：教师引导学生分析家庭与校园的差异：“家庭空间小，人员少，智能消防方案更注重‘及时提醒’和‘初期灭火’，比如可联动手机APP，方便家长远程知晓火情。”学生分组设计方案，选择“家庭卧室”“厨房”“书房”等场景，结合教材示例绘制设计图（可用画图软件或手绘），标注组件位置、功能及联动关系。开展“方案展示会”，各小组上台讲解设计思路，如“厨房安装温感+烟感双探测器，因为厨房有明火和油烟，联动设备是灭火毯自动下落和抽油烟机关闭”，其他小组依据教材协同原理提问点评，教师总结“方案需兼顾安全性（如探测器避开热源）和实用性（如厨房不适合安装喷淋，可改用灭火毯）”。3.设计意图：落实教材“拓展与创新”任务，通过家庭场景设计，将知识从校园迁移到家庭，培养学生的创新思维和问题解决能力，同时强化“结合实际场景设计方案”的意识。巩固提升：拓展教材，升华认知1.教材内容拓展：深入讲解教材“知识拓展”模块“智能消防的新技术”：“随着技术发展，智能消防加入了AI识别（如通过摄像头识别火焰）、物联网（组件间无线通信）、大数据（分析火灾高发区域）等技术，比如AI火焰识别能区分‘火焰’和‘灯光’，减少误报；物联网可实现组件远程监控和维护。”播放AI智能消防演示视频。2.师生互动：教师提问：“这些新技术如何提升智能消防的效果？比如AI识别能解决传统探测器的什么问题？”学生结合视频和教材内容回答，教师补充：“传统探测器可能因油烟、灰尘误报，AI识别通过图像分析更精准，减少不必要的恐慌和损失。”开展“未来畅想”讨论：“10年后的智能消防可能会有哪些新功能？比如能否实现‘火灾自动逃生路线规划’？”学生自由发言，教师鼓励结合教材技术趋势，提出合理设想。3.设计意图：通过教材“知识拓展”的延伸学习，让学生了解智能消防的前沿技术，拓宽视野；“未来畅想”活动激发创新思维，培养学生对信息技术发展的关注，落实数字化学习与创新素养。课堂小结知识梳理：教师引导学生回顾：“本节课我们认识了智能消防系统的哪三类核心组件？（感知、控制、执行）它们的工作流程是怎样的？（感知触发→控制处理→联动执行）在设计方案时，我们需要注意什么？