資源簡介

第三單元 技術助力消防安全——簡單消防滅火系統的設計
子項子項目 4：排煙優處理——優化消防排煙系統
【教材分析】
本課內容以簡單消防滅火系統的優化為主線， 在消防系統子項目——防排煙任務的
達成過程中， 理解系統優化意義， 理解影響系統優化的因素分析、總結和歸納出系統優
化的方法。
【學情分析】
通過前面三個子項目的學習探究學生對消防滅火系統的含義、特征及系統的思想和
方法已經有了一定的認識。但學生在具體問題的分析過程中， 往往會局限于問題的表面，
不能靈活運用系統的思想方法進行優化。所以這節課主要是對學生進行引導， 幫助學生
從宏觀上把握系統優化的全過程，帶領學生探究和領略系統優化的意義和方法。
【學習重點】
理解防排煙系統優化的意義，理解影響系統優化的因素。
【學習難點】
探究系統優化的方法。
【學習環境】
軟硬件環境：通用技術專用實踐室，教學白板、項目學習單、項目活動資源、微視
頻、軟件及課件。
教學素材： ARDU INO UNO 主板、擴展板*6，溫濕度傳感器*6，杜邦線若干， 面包板 或固定架*6，膠槍，打火機*6，煙霧產生物（檀香*6 代替），測試用充電寶*6，紙質房 屋模型*6。
【素養目標】
通過課時的學習，使學生：
（1）通過對消防滅火系統改進的分析與思考，理解系統優化的意義。
（2）通過消防排煙系統的分析與探究，理解影響系統優化的因素。
（3）通過對防排煙系統這一具體案例的分析與探究，總結歸納出系統優化的方法，并
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能運用系統原理和系統分析方法進行簡單的系統優化設計活動， 嘗試解決技術問題， 在
這個過程中樹立學生的技術意識和工程思維，培養學生的創新設計能力和圖樣表達能
力。
【活動設計】
項目 環節 教師活動 學生活動 設計 意圖
項目 引入 同學們， 我們在前面的子項目學習中， 已經完成了 消防滅火系統的分析與設計。現在我們的消防滅火系 統已經實現了自動報警和滅火兩個功能。那么它能否 解決我們生活中的火災安全問題呢？在火災中對人們 威脅最大的是什么？ （設問） 播放《火災中造成人員傷亡的主要原因》科普視頻。 要求學生帶著問題觀看，思考： 1、為什么我們對消防滅火系統做了很多改進，還 沒有徹底解決安全問題呢？ 2、我們已經進行了的工作，有什么意義呢？ （教師引導回答） 我們可以看到在我們的子項目 1 里面，我們完成 了自動報警的設計他可以更及時的警醒人們火災的發 生。在子項目 2 和子項目 3 的實踐活動中，消防滅火 系統增加了滅火的功能和模塊，可以撲滅小規模的火 災，這些在一定程度上是可以保證我們的安全的，可 學生觀看視頻， 思 考，分析， 回答問 題。 學生分析、交流、 討論，在教師引導 下歸納。 項 目 引 入 -用 生 活 創設情景， 吸引學生的 思考，激發 學生探究問 題 的 積 極 性，活躍課 堂氣氛。 通 過 分 析消防滅火 系統的功能 實現對火災 的影響和對 人的生命安 全 保 護 作 用，讓學生 形成技術的 敏感性和負 責 任 的 態
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以實現消防滅火系統的部分目標。但是系統缺乏對煙 霧的處理，不能做到更好的保護人的生命安全。這樣 的設計看似都實現了預定的目標和功能，但是它們沒 有考慮到生活具體問題的復雜性，它們并沒有完整的 實現消防系統應有的功能，可見它們都不是最優化的 設計。所以設計不僅僅是設計，更是考慮局部和整體 之間、現在和未來發展之間一個最優化的系統。 度，樹立技 術意識。同 時通過案例 分析，讓學 生深深的體 會到系統優 化 的 重 要 性， 突破教 學重點。
項目 實施 任務 1 總結歸納系統優化的含義與意義 系統優化的含義： 根據我們剛才對系統的分析與探究，在很多復雜 的系統問題中，實施方案五花八門，干擾因素四面八 方，我們不可能逐個方法嘗試，也不能漫無目的的瞎 蒙。因此我們有必要進行定性、定量的科學分析，尋 找系統最優解。系統優化就是在給定的條件下，通過 一定的手段和方法使系統獲得更佳功能或更佳效益的 過程。 系統優化的意義： 實現系統的最優化，可以在一定資源條件下獲得 最佳效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。 任務 2 分析、探討排煙系統的優化策略 請每組同學拿出工具箱，里面是我們原先完成的 消防系統，補充的材料，每組準備了一個不同的房屋 模型。假如這個房屋某個位置起火，應當怎樣設計才 能使煙霧得到最大程度的排除？ 結合消防滅火系 統的案例，總結歸 納系統優化的含 義和意義。 分析、討論， 計算 出最優化方案， 總 結系統優化的因 素和步驟。 讓學生通過 對消防滅火 系統的分析 和討論，總 結歸納系統 優化的含義 和意， 突破 教學重點。 通過活動探 討，親身體 驗發現問題 的過程，培 養學生敏銳 的觀察能力 和 分 析 能 力。
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任務3：總結排煙系統的優化要素 通過上面的實踐探究活動，我們可以總結出系統 優化要素。 1、優化目標：系統優化的目標要適度。 2、約束條件：對系統優化起限制作用，不能人為 調整。 3、影響因素：對系統優化產生影響， 可人為調節。 系統優化的一般步驟。 1、提出需要優化的問題和目標。 2、分析影響系統優化的各種因素。 3、選擇合適的最優化方法。 4、解決問題，優化系統。 5、進行驗證和完善。 任務4：深入優化系統，展示交流 請同學們利用我們所學知識與分析成果，進行系 統因素分析、比較與權衡，進一步優化排煙系統的設 計圖，使用模型驗證、完善系統。 在實踐的基礎上 進行總結、歸納。 1、進行排煙系統 優化探究。 2、展示過程，分 享成果， 互相交 流。 3、請小組代表展 示成果，并闡述優 化的意義。 活動小結， 實現知識的 內 化 和 升 華。 通 過 運 用文字和圖 樣對技術對 象加以描述 和交流，提 升學生的圖 樣 表 達 能 力；通過對 技術問題進 行創新性方 案構思，培 養學生的創 新 設 計 能 力。突破教 學重難點。
項目 總結 引導學生總結。 實現系統的優化意義： 1、價值。節省了時間，人力物力財力。 歸納總結 進 行 活 動總結，實
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2、環境。改善了人類的生存環境。 3、生命。提高了生命的質量。 4、改變命運。改變全人類的命運。 今天我們以設計師的身份在課堂上進行消防滅火 系統的優化，仔細觀察，消防滅火系統還有很多地方 可以進行系統優化，如逃生引導，急救保障等。 優化，讓我們的系統和設計變得更加美好。 現知識的內 化遷移，并 對優化的意 義 進 行 升 華、提高。
【板書設計】
子項目4：排煙優處理——優化消防排煙系統
一、系統優化的意義
二、系統優化因素
三、系統優化的一般步驟
【評價設計】
通過真實案例引導、視頻播放和創設情境等引入激發了學生的學習熱情和探究興
趣， 取得了較好的教學效果， 教學目標得到落實， 學生都能很好的理解系統的重要性以
及系統優化的含義和意義， 能在教師的引導下探究系統優化， 并歸納出系統優化的影響
因素和一般步驟。
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組號：
子項目 4：排煙優處理—消防系統的優化
項目學習單
班級： 組長： 小組成員：
步驟 具體內容 目的
分析優化消防系 統的作用 1、在我們之前完成的項目里， 通過什么樣的方式和改進， 實現了 預防和消滅火災的目標？ 2、這樣的改進有什么意義？ 通過對經典案 例的分析和討 論， 總結歸納系 統優化的含義 與意義。突破教 學重點。
系統優化的約束 條件與影響因素 以我們所處的教學樓教室為實例， 結合我們完成的簡易消防滅 后系統，參照老師準備的防排煙系統工作原理的資料，具體分析 影響消防排煙優化的因素。 分析、討論， 總 結系統優化的 因素和步驟
排煙系統優化的目 標
排煙系統優化的約 束條件
影響排煙系統優化 的因素
優化方案設計 1、 畫出排煙系統的組成層次圖（子系統、要素） 2、 畫出排煙系統工作流程圖 通過運用文字 和圖樣對技術 對象加以描述 和交流， 提升學 生的圖樣表達 能力
組裝與測試 記錄出現的問題和解決措施： 問題 解決辦法： 進一步理解系 統各組分之間 的合理連接和 協調
評價與改進 小組之間對排煙系統模型進行評價與改進。 對設計方案的 驗證和完善
項目自我總評：分工合作：
問題解決：
展示效果：
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