資源簡介

第三單元 技術(shù)助力消防安全——系統(tǒng)及其設(shè)計
火情我控制-消防滅火系統(tǒng)的設(shè)計
【教材分析】
本課是第三單元項目《技術(shù)助力消防安全—— 系統(tǒng)及其設(shè)計》的子項目 3。本節(jié)內(nèi)
容以消防滅火系統(tǒng)的設(shè)計制作為主線，貫穿始終，在消防系統(tǒng)子項目任務(wù)——消防滅
火系統(tǒng)的達成過程中， 經(jīng)歷簡單消防系統(tǒng)制作的一般過程， 進一步掌握系統(tǒng)設(shè)計的基本
方法，增強物化能力。
【學(xué)情分析】
通過必修一的學(xué)習(xí)， 學(xué)生已經(jīng)掌握設(shè)計的一般過程， 經(jīng)過前面兩節(jié)的探究， 已經(jīng)初
步認(rèn)識了消防系統(tǒng)的組成、了解了消防滅火的基本原理、初步進行了消防滅火系統(tǒng)的方
案分析與權(quán)衡。但是對于系統(tǒng)設(shè)計的基本方法實現(xiàn)還沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)。
【學(xué)習(xí)重點】
掌握系統(tǒng)設(shè)計的基本方法， 利用已經(jīng)掌握的系統(tǒng)知識、系統(tǒng)設(shè)計的基本方法解決實
際問題。
【學(xué)習(xí)難點】
通過對簡單消防自動報警系統(tǒng)的分析，理解系統(tǒng)的主要特性。
【學(xué)習(xí)環(huán)境】
學(xué)習(xí)準(zhǔn)備
ARDU INO UNO 主板、擴展板*7，火焰/煙霧傳感器*7，繼電器*7，小水泵*7，杜邦線
若干， 固定架*7，膠槍， 打火機/蠟燭*7，9v 電池組合*7，煙霧產(chǎn)生物（艾柱*7 代替）、
礦泉水瓶子*7，測試用充電寶兩個，儲水盒兩個。
學(xué)習(xí)資源
智慧課堂
項目學(xué)習(xí)單*6、操作說明*6
1
【素養(yǎng)目標(biāo)】
通過課時的學(xué)習(xí)，使學(xué)生：
（1）能根據(jù)生活中的消防安全問題情境，分析進行相關(guān)技術(shù)選擇的原因，能運用
相關(guān)數(shù)據(jù)進行技術(shù)設(shè)計（技術(shù)意識）。
（2）通過經(jīng)歷消防滅火系統(tǒng)的設(shè)計，總結(jié)歸納出系統(tǒng)設(shè)計的一般方法；能運用系 統(tǒng)的分析方法，形成可能的解決方案；能通過模擬實驗對消防滅火系統(tǒng)技術(shù)方案進行性
能評估與改進（工程思維）。
（3）能根據(jù)問題解決、考慮人機關(guān)系，遵循設(shè)計的一般原則和規(guī)范，運用技術(shù)語
言對消防滅火系統(tǒng)進行多個方案設(shè)計，形成一定的創(chuàng)新設(shè)計能力（創(chuàng)新設(shè)計）。
（4）能對消防滅火系統(tǒng)的流程圖、簡單的電路圖、草圖進行表達與交流設(shè)計構(gòu)思（圖
樣表達）。
（5）能結(jié)合消防安全的技術(shù)領(lǐng)域，了解消防滅火系統(tǒng)的相關(guān)原理，并能根據(jù)方案
選擇材料、進行模型的組裝與測試， 撰寫簡單地試驗報告， 對工具的使用有一定的規(guī)范、
安全、環(huán)保意識， 操作過程中， 形成良好的合作意識和精益求精的工匠精神（物化能力）。
【活動設(shè)計】 :
項目 環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計 意圖
項目 確定 想一想 “ 消防 滅火系 統(tǒng)目標(biāo) 和參數(shù) 是什么 ” 子項目情境導(dǎo)入： 引 出項 目主題 ——消 防滅火系統(tǒng)的設(shè)計。 根據(jù)子項目情境， 討論 以下問題： 什么條件觸發(fā)消防滅 火功能？ 用什么工具進行 消防滅火？ 消防滅火的時 間、大小、壓力、形狀指標(biāo) 分別是多少？ 確定 自動消防滅火 系 統(tǒng)目標(biāo)和性能指標(biāo)并記錄 在學(xué)案中 確定目標(biāo)—— 通過情景展示問題 回答， 引出子項目， 確定自動消防滅火 系統(tǒng)設(shè)計的總體目 標(biāo)和性能指標(biāo)。 系統(tǒng)設(shè)計基本 方 法步驟 1：確定 系統(tǒng)設(shè)計的總目標(biāo) 和性能指標(biāo)
2
項目 分析 討論本 系統(tǒng)實 現(xiàn)可能 會遇到 的問題、 相關(guān)原 理和約 束。 展示 大單元脈絡(luò)和子 項目流程安排， 播放解說濕 式噴淋滅火系統(tǒng)原理視頻 動畫。 引導(dǎo)并幫助學(xué)生利用 學(xué)習(xí)資料進行原理學(xué)習(xí)。 3、引導(dǎo)學(xué)生對歸納的 原理和約束進行總結(jié)和展 示。 1、回憶前兩節(jié)探究的 消防報警系統(tǒng)和滅火方法 分析， 思考噴水滅火的具體 性能指標(biāo)。 2、觀看消防滅火系統(tǒng) 動畫演示 ，了解消防滅火 系統(tǒng)的工作過程。 3、小組呈現(xiàn)本組的討 論結(jié)果，其他小組補充。 每組記 錄 員在項 目 活 動單上記錄。 步驟 2：分析 系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)原 理和約束 明確問題—— 通過小組內(nèi)合作探 究的過程， 明確消 防滅火設(shè)計的難點 部分（原理和約束 條件）。 大單元銜 接，確定子項目課 題要完成的具體系 統(tǒng)指標(biāo)。
項目 實施 消防滅 火 系 統(tǒng) 的方案 設(shè)計 1、引導(dǎo)學(xué)生完善項目 學(xué) 習(xí)單——消防滅火 系統(tǒng) 方案設(shè)計。 智慧課堂平板下發(fā)作 業(yè)， 引導(dǎo)小組分享系統(tǒng)模塊 構(gòu)成、工作流程圖。 大屏展示提交結(jié)果。 完善學(xué)案 1、畫出消防滅火系統(tǒng) 的組成層次圖：功能模塊、 子系統(tǒng)、要素。 2、畫出消防滅火系統(tǒng) 工作流程圖。 步驟 3： 制 定 設(shè)計方案 梳理各個子系 統(tǒng)如何進行聯(lián)系， 明確系統(tǒng)的組成、 子系統(tǒng)的組成、連 接方式、工作流程， 為系統(tǒng)總體功能的 實現(xiàn)做準(zhǔn)備。
3、通過智慧課堂平板 拍照提交到教師端， 進行展
;
示與評價。
消防滅 火 系 統(tǒng) 的技術(shù) 設(shè)計 引導(dǎo)學(xué)生進行技術(shù)學(xué) 習(xí)。 學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)原理 通過查閱資料和實驗 器材操作說明， 學(xué)習(xí)消防滅 火模型實驗相關(guān)器材的工 作原理。 分組討論， 合理解決子 系統(tǒng)之間的矛盾 如：主控板的輸出電壓 和水泵的工作電壓之間的 矛盾；水箱高度大小、水泵 的壓力大小和消防效果之 間的關(guān)系等。完成學(xué)案表 格，分享展示 步驟 4： 系 統(tǒng) 總體技術(shù)設(shè)計。 解決系統(tǒng)設(shè)計 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——技 術(shù)設(shè)計，攻克技術(shù) 難點，解決系統(tǒng)矛 盾。
消防滅 火 系 統(tǒng) 的組裝 與測試 引導(dǎo)學(xué)生分組制作、測 試結(jié)果。 學(xué)生制作 （根據(jù)操作說明上面 的模塊和功能、連接方式介 紹，按照設(shè)計草圖進行組 裝、測試） 步驟 5： 組裝 與測試 通過組裝與測 試，提升物化能力。
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消防滅 火 系 統(tǒng) 的優(yōu)化 引導(dǎo)各組學(xué)生開展本 組作品的優(yōu)化。 記錄：測試問題、尋找 優(yōu)化方法、改變參數(shù)、觀察 測試結(jié)果。 驗證后優(yōu)化作品。 步驟 6： 系 統(tǒng) 的優(yōu)化 對系統(tǒng)進行不 斷優(yōu)化，培養(yǎng)工匠 精神。
評價與 改進 問題：實際應(yīng)用中，還 應(yīng)該考慮哪些問題？如何 解決呢？ 引導(dǎo)學(xué)生開展組 間作 品評價與改進。 思考實際生活中火災(zāi) 發(fā)生的復(fù)雜性和應(yīng)對方法。 小組之間對消防滅火 系統(tǒng)模型進行評價與改進。 步驟 7： 系 統(tǒng) 的評價改進 交 流 設(shè) 計 經(jīng) 驗，樹立良好的評 價意識。
項目評價 引導(dǎo)學(xué)生開展 小組 自 評和互評 （側(cè)重對項 目過程的 評價，而不是結(jié)果的評價） 分組展示項目成果： 分工與合作， 問題與收獲， 展示與改進 （通過介紹草 圖 、方 案、作品模型） 過程性評價 有利于促進學(xué) 生的活動參與，也 是發(fā)展通用技術(shù)學(xué) 科核心素養(yǎng)的需 要。
項目總結(jié)拓展 1、過程與知識總結(jié)： 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)消防滅火系 統(tǒng)設(shè)計經(jīng)過了哪幾個步驟。 總結(jié)：消防滅火系統(tǒng)設(shè) 計經(jīng)過了哪幾個步驟。 歸納梳理， 總 結(jié)反思項目實施過 程中的得與失。
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(
系
統(tǒng)
設(shè)
計
方 法
)
2、項目拓展。 2、思考：真實情境中， 面對消防安全問題， 我們該 如何應(yīng)對？ 為后續(xù)學(xué)習(xí)埋 下伏筆。
【板書設(shè)計】
子項目3：
項目確定 項目分析 項目實施 項目評價
【評價設(shè)計】
火情我控制-設(shè)計消防滅火系統(tǒng)
確定系統(tǒng)目標(biāo)
分析原理和約束條件
設(shè)計方案
組裝與測試
系統(tǒng)優(yōu)化
評價與改進
（1）快速問答：通過對相關(guān)技術(shù)原理涉及的問題采用 快速問答方式確定是否掌
握（是/否，對/錯）。
（2）可視化反饋：對項目設(shè)計的思維導(dǎo)圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖等用平板拍照上傳。
（3）糾錯：對試驗測試結(jié)果進行糾錯。
（4）總結(jié)：進行本組分工合作、收獲體驗、完成效果的展示與自評。
設(shè)計意圖：評價設(shè)計運用過程性評價、多元評價相結(jié)合，關(guān)注全體學(xué)生的參與和成 長， 激勵學(xué)生改進項目設(shè)計， 通過交流， 完善自己的設(shè)計， 使得每個學(xué)生在活動中都能
得到發(fā)展。同時也讓學(xué)生知道，評價是技術(shù)設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)。
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