資源簡介

(共22張PPT)
情境導入：
本單元項目式 主題：防范可能存在的安全問題
為了保障系統(tǒng)安全運行，系統(tǒng)設計師通常會設計行多安全保障措施。
例如，載人航天工程是一項復雜且危險系數(shù)極高的系統(tǒng)，任何錯誤都會對航天員的生命安全構(gòu)成嚴重威脅，除了運載火箭自身有一套完整的故障檢測系統(tǒng)，
系統(tǒng)設計師還分別針對火箭發(fā)射階段、低空飛行階段和高空飛行階段設計了逃逸塔和高空逃逸發(fā)動機，以確保緊急情況下箭船分離，為航天員提供更多的安全保障。這種通過增加設備的層層保障，使系統(tǒng)更加安全的思想就是冗余設計的思想。
《3.2冗余設計讓系統(tǒng)更安全》
2023年電子工業(yè)出版社 六年級上冊
-第3單元 防范可能存在的安全問題 -
珠珠老師
信息科技 課件
2022新版課標內(nèi)容
1
活動1：認識冗余設計
2
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
3
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
《目錄》
信息科技
01
認識冗余設計
活動1
01.知識點講解
像載人航天一樣，我們身邊的許多過程與控制系統(tǒng)為了確保系統(tǒng)運行的安全，也做了大量的安全設計。
例如，為避免冬天寒冷天氣凍壞燃氣熱水器的水管，設計師從排氣管、主機到進水閥門，設計了三重防凍保護裝置，
如圖3.2.1所示。即使其中一個沒有達到預期目的，另外兩個保護措施也依然會發(fā)揮作用，確保水管不會被凍壞。
活動1：認識冗余設計
01
01.知識點講解
冗余設計
安全可靠是保障過程與控制系統(tǒng)正常運行的第一要求，為了達到這個目的，我們通常會采取冗余設計。
冗余設計是指在系統(tǒng)或設備的關(guān)鍵部分，設置一套以上能完成相同任務的工作元件、模塊或子系統(tǒng)目的是減少系統(tǒng)出錯或發(fā)生故障的概率。
活動1：認識冗余設計
01
知識點
01.知識點講解
活動1：認識冗余設計
01
1.簡單敘述燃氣熱水器三重保護裝置各發(fā)揮了什么作用。如果工人未安裝防凍保護裝置，會出現(xiàn)什么后果
2.討論一下冗余設計有什么意義，說一說你還知道的冗余設計案例，并填寫到表 3.2.1 中。
討論與交流
冗余設計案例 意義
指紋鎖配備應急開鎖鑰匙
02
模擬單一模塊檢測
的效果
活動2
01.知識點講解
02
現(xiàn)實生活中，電梯每次上下的人數(shù)都有不同，每個乘客動作的快慢也不同，電梯的自動門設計就需要充分考慮各種不同的應用場景，避免關(guān)門時將人或貨物夾住而發(fā)生危險。
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
01.知識點講解
02
我們已經(jīng)學過用紅外線探測物體，接下來我們將利用1個紅外線傳感器來模擬電梯自動門的檢測功能，如圖 3.2.2所示。模擬實驗搭建可參照圖 3.2.3進行。
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
01.知識點講解
02
本實驗中，我們設定如果檢測到有人或物體正在通過門，就讓RGB 燈亮紅色，表示不能關(guān)門;如果沒有檢測到，則亮綠色，表示可以關(guān)門，參考程序如圖 3.2.4 所示。
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
01.知識點講解
02
討論與交流
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
1.如果將紅外線傳感器的位置設置得高一點或低一點,是否會影響檢測結(jié)果
2.模擬生活中不同身高的人、不同的物體通過電梯門,看看檢測是否準確，說一說你的實驗結(jié)果。
3.在什么情況下，檢測會存在盲區(qū)，為什么
03
模擬冗余設計的
檢測效果
活動3
01.知識點講解
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
03
既然僅用一個紅外線傳感器檢測不能保證測量的準確性，那我們嘗試在不同的高度再增加一個紅外線傳感器，由兩個紅外線傳感器共同完成檢測任務，不論哪個紅外線傳感器檢測到人或物體，均亮紅燈，不能關(guān)門。
模擬實驗搭建與參考程序如圖3.2.5 和圖 3.2.6 所示
01.知識點講解
02
討論與交流
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
1.用兩個紅外線傳感器檢測和用一個紅外線傳感器檢測相比，有什么區(qū)別
2.是否還會存在檢測盲區(qū)，如何解決
01.知識點講解
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
03
現(xiàn)實生活中的電梯門使用多個紅外線傳感器，形成一道光幕，同時進行檢測，使檢測結(jié)果更加準確，如圖3.2.7所示。
01.知識點講解
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
03
為了進一步加強安全保護，有些電梯還在門的側(cè)面安了觸板，當電梯關(guān)門夾到人或物體時，觸板被壓下，電梯會停止關(guān):動作并重新打開門。這些冗余設計為電梯的運行設置了一道道安全防線。
通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)冗余設計可以大大增加電梯運行的安全性，但仍存在檢測不到的盲區(qū)，若物體處在盲區(qū)或某個模塊工作不正常，還可能發(fā)生危險情況。
所以，我們乘坐電梯時一定要遵守規(guī)則，不要用身體或物體擋門，也不要在電梯關(guān)門時強行出入。
01.知識點講解
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
03
為了安全，飛機采用了哪些冗余措施
飛機被譽為最安全的交通工具,為應對各種可能出現(xiàn)的意外情況，很多安全保障設施都采用了冗余設計的理念。
如為了防止火災，飛機上安裝了很多自動報警的設備，配備了氣體和液體兩套自動滅火系統(tǒng)，機艙里還配備了滅火器、滅火毯等應急器材;
為了在發(fā)生危險時能保障緊急撤離,在機身不同的位置設置了多個應急出口。
01.知識點講解
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
03
飛機的飛行系統(tǒng)也有很多保障安全的冗余設計:飛機上配備了 3 套甚至更多的飛行管理計算機，對發(fā)出的控制指令相互驗證，避免1套計算機出現(xiàn)故障而發(fā)出錯誤的指令;
飛機的操作系統(tǒng)除了電動控制外，還會配備液壓控制和手動控制系統(tǒng);
飛機上獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳感器,均按冗余設計的要求安裝2個甚至更多相同或同類的傳感器，同時監(jiān)測數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)。
《總結(jié)》
信息科技
1
活動1：認識冗余設計
2
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
3
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
《感謝觀看》
- Thank for Viewing -
珠珠老師
2023年電子工業(yè)出版社 六年級上冊中小學教育資源及組卷應用平臺
《3.2冗余設計讓系統(tǒng)更安全》教學設計
教學內(nèi)容分析
本節(jié)課是2022年電子工業(yè)出版社出版的六年級上冊第三單元第2課。本節(jié)課分為三個活動：“認識冗余設計”“模擬單一模塊檢測的效果”“模擬冗余設計的檢測效果”三部分內(nèi)容組成。學生通過小組合作探究學習逐步掌握本節(jié)課的知識點，具備一定的小組合作能力、探究能力、創(chuàng)新能力等，提升信息社會責任，綜合提升信息素養(yǎng)。
教學目標及核心素養(yǎng)指向
1、認識冗余設計（信息意識、計算思維） 2、學會如何模擬單一模塊檢測的效果（信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新） 3、根據(jù)課本指引的過程，認識如何模擬冗余設計的檢測效果（信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任）
教學重難點
教學重點： 認識冗余設計 學會如何模擬單一模塊檢測的效果 設計原因：了解冗余設計是本節(jié)課的主要內(nèi)容，知識點的滲透需要作為重點內(nèi)容。 教學難點： 根據(jù)課本指引的過程，認識如何模擬冗余設計的檢測效果 設計原因：能認識如何模擬冗余設計的檢測效果在操作上對學生來說比較困難，所以此部分對學生來說難度較高，應作為難點內(nèi)容。
教學過程
1、情境導入（3分鐘）
教師活動 學生活動
情境引入：為了保障系統(tǒng)安全運行，系統(tǒng)設計師通常會設計行多安全保障措施。 例如，載人航天工程是一項復雜且危險系數(shù)極高的系統(tǒng)，任何錯誤都會對航天員的生命安全構(gòu)成嚴重威脅，除了運載火箭自身有一套完整的故障檢測系統(tǒng)， 系統(tǒng)設計師還分別針對火箭發(fā)射階段、低空飛行階段和高空飛行階段設計了逃逸塔和高空逃逸發(fā)動機，以確保緊急情況下箭船分離，為航天員提供更多的安全保障。這種通過增加設備的層層保障，使系統(tǒng)更加安全的思想就是冗余設計的思想。 學生聽教師引導生活中的案例,學生討論，回答提問
設計意圖： 激發(fā)學生對冗雜設計的學習興趣并快速進入學習狀態(tài)。
2、新知講授（35分鐘）
教師活動 學生活動
活動1：認識冗余設計 知識講解 像載人航天一樣，我們身邊的許多過程與控制系統(tǒng)為了確保系統(tǒng)運行的安全，也做了大量的安全設計。 例如，為避免冬天寒冷天氣凍壞燃氣熱水器的水管，設計師從排氣管、主機到進水閥門，設計了三重防凍保護裝置， 如圖3.2.1所示。即使其中一個沒有達到預期目的，另外兩個保護措施也依然會發(fā)揮作用，確保水管不會被凍壞。 冗余設計 安全可靠是保障過程與控制系統(tǒng)正常運行的第一要求，為了達到這個目的，我們通常會采取冗余設計。 冗余設計是指在系統(tǒng)或設備的關(guān)鍵部分，設置一套以上能完成相同任務的工作元件、模塊或子系統(tǒng)目的是減少系統(tǒng)出錯或發(fā)生故障的概率。 活動2：模擬單一模塊檢測的效果 知識講解 現(xiàn)實生活中，電梯每次上下的人數(shù)都有不同，每個乘客動作的快慢也不同，電梯的自動門設計就需要充分考慮各種不同的應用場景，避免關(guān)門時將人或貨物夾住而發(fā)生危險。 我們已經(jīng)學過用紅外線探測物體，接下來我們將利用1個紅外線傳感器來模擬電梯自動門的檢測功能，如圖 3.2.2所示。模擬實驗搭建可參照圖 3.2.3進行。 本實驗中，我們設定如果檢測到有人或物體正在通過門，就讓RGB 燈亮紅色，表示不能關(guān)門;如果沒有檢測到，則亮綠色，表示可以關(guān)門，參考程序如圖 3.2.4 所示。 活動3：模擬冗余設計的檢測效果 知識講解 既然僅用一個紅外線傳感器檢測不能保證測量的準確性，那我們嘗試在不同的高度再增加一個紅外線傳感器，由兩個紅外線傳感器共同完成檢測任務，不論哪個紅外線傳感器檢測到人或物體，均亮紅燈，不能關(guān)門。 模擬實驗搭建與參考程序如圖3.2.5 和圖 3.2.6 所示 現(xiàn)實生活中的電梯門使用多個紅外線傳感器，形成一道光幕，同時進行檢測，使檢測結(jié)果更加準確，如圖3.2.7所示。 為了進一步加強安全保護，有些電梯還在門的側(cè)面安了觸板，當電梯關(guān)門夾到人或物體時，觸板被壓下，電梯會停止關(guān):動作并重新打開門。這些冗余設計為電梯的運行設置了一道道安全防線。 通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)冗余設計可以大大增加電梯運行的安全性，但仍存在檢測不到的盲區(qū)，若物體處在盲區(qū)或某個模塊工作不正常，還可能發(fā)生危險情況。 所以，我們乘坐電梯時一定要遵守規(guī)則，不要用身體或物體擋門，也不要在電梯關(guān)門時強行出入。 為了安全，飛機采用了哪些冗余措施 飛機被譽為最安全的交通工具,為應對各種可能出現(xiàn)的意外情況，很多安全保障設施都采用了冗余設計的理念。 如為了防止火災，飛機上安裝了很多自動報警的設備，配備了氣體和液體兩套自動滅火系統(tǒng)，機艙里還配備了滅火器、滅火毯等應急器材; 為了在發(fā)生危險時能保障緊急撤離,在機身不同的位置設置了多個應急出口。 飛機的飛行系統(tǒng)也有很多保障安全的冗余設計:飛機上配備了 3 套甚至更多的飛行管理計算機，對發(fā)出的控制指令相互驗證，避免1套計算機出現(xiàn)故障而發(fā)出錯誤的指令; 飛機的操作系統(tǒng)除了電動控制外，還會配備液壓控制和手動控制系統(tǒng); 飛機上獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳感器,均按冗余設計的要求安裝2個甚至更多相同或同類的傳感器，同時監(jiān)測數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)。 學生通過教師的講解，以小組合作的方式，開展探討交流，完成任務 活動1：認識冗余設計 實踐探究 1.簡單敘述燃氣熱水器三重保護裝置各發(fā)揮了什么作用。如果工人未安裝防凍保護裝置，會出現(xiàn)什么后果 2.討論一下冗余設計有什么意義，說一說你還知道的冗余設計案例，并填寫到表 3.2.1 中。 活動2：模擬單一模塊檢測的效果 小組合作探究 1.如果將紅外線傳感器的位置設置得高一點或低一點,是否會影響檢測結(jié)果 2.模擬生活中不同身高的人、不同的物體通過電梯門,看看檢測是否準確，說一說你的實驗結(jié)果。 3.在什么情況下，檢測會存在盲區(qū)，為什么 活動3：模擬冗余設計的檢測效果 小組合作探究 1.用兩個紅外線傳感器檢測和用一個紅外線傳感器檢測相比，有什么區(qū)別 2.是否還會存在檢測盲區(qū)，如何解決
設計意圖: 培養(yǎng)學生獨立思考的能力，提高核心素養(yǎng)。
3、課堂小結(jié)（7分鐘）
教師活動 學生活動
總結(jié)本課內(nèi)容： 活動1：認識冗余設計 活動2：模擬單一模塊檢測的效果 活動3：模擬冗余設計的檢測效果 學生一同回答并梳理知識
設計意圖： 幫助學生梳理本節(jié)課知識，加深學生對知識的理解。
中小學教育資源及組卷應用平臺
21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)(共2張PPT)
學習單
1
活動1：認識冗余設計
班級：6年__班
組別：______
2
活動2：模擬單一模塊檢測的效果
3
活動3：模擬冗余設計的檢測效果
實踐探究
思考與討論
思考與討論
1.如果將紅外線傳感器的位置設置得高一點或低一點,是否會影響檢測結(jié)果
2.模擬生活中不同身高的人、不同的物體通過電梯門,看看檢測是否準確，說一說你的實驗結(jié)果。
3.在什么情況下，檢測會存在盲區(qū)，為什么
1.用兩個紅外線傳感器檢測和用一個紅外線傳感器檢測相比，有什么區(qū)別 2.是否還會存在檢測盲區(qū)，如何解決
21世紀載言
www.21cny.com
己1總紀教肩

2世有
W,27GG⊙
21世紀載言
山山山.
版權(quán)聲明
21世紀教育網(wǎng)www.21cjy.com(以下簡稱“本網(wǎng)站”)系屬深圳市二一教育科技有限責任公司（以下簡稱“本公司”）旗下網(wǎng)站，為維護本公司
合法權(quán)益，現(xiàn)依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)作出如下鄭重聲明！
一、本網(wǎng)站上所有原創(chuàng)內(nèi)容，由本公司依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，安排專項經(jīng)費，運營規(guī)劃，組織名校名師創(chuàng)作完成的全部原創(chuàng)作品，著作權(quán)歸屬本公司所有。
二、經(jīng)由網(wǎng)站用戶上傳至本網(wǎng)站的試卷、教案、課件、學案等內(nèi)容，由本公司獨家享有信息網(wǎng)絡傳播權(quán)，其作品僅代表作者本人觀點，本網(wǎng)站不保證其
內(nèi)容的有效性，凡因本作品引發(fā)的任何法律糾紛，均由上傳用戶承擔法律責任，本網(wǎng)站僅有義務協(xié)助司法機關(guān)了解事實情況。
三、任何個人、企事業(yè)單位（含教育網(wǎng)站）或者其他組織，未經(jīng)本公司許可，不得使用本網(wǎng)站任何作品及作品的組成部分（包括但不限于復制、發(fā)行、
表演、廣播、信息網(wǎng)絡傳播、改編、匯編、翻譯等方式)，一旦發(fā)現(xiàn)侵權(quán)，本公司將聯(lián)合司法機關(guān)獲取相關(guān)用戶信息并要求侵權(quán)者承擔相關(guān)法律責任。
四、一旦發(fā)現(xiàn)侵犯本網(wǎng)站作品著作權(quán)的行為，歡迎予以舉報。
舉報電話：400-637-9991
舉報信息一經(jīng)核實，本公司將依法追究侵權(quán)人法律責任！
五、本公司將結(jié)合廣大用戶和網(wǎng)友的舉報，聯(lián)合全國各地文化執(zhí)法機關(guān)和相關(guān)司法機關(guān)嚴厲打擊侵權(quán)盜版行為，依法追究侵權(quán)人的民事、行政和刑事責
任到
特此聲明！
深圳市玉空教育科技有限責任公司
:
1總紀教肩
2他有
W,27GG⊙中小學教育資源及組卷應用平臺
《3.2冗余設計讓系統(tǒng)更安全》作業(yè)設計
作業(yè)分析
作業(yè)類型 R基礎(chǔ)型作業(yè) R探究型作業(yè) 實踐型作業(yè) 跨學科綜合作業(yè)
作業(yè)類別 R課時作業(yè) 單元作業(yè) 學期作業(yè)
應用場景 課前預習 R課中練習 課后作業(yè)
作業(yè)對象 R全體學生作業(yè) 學生根據(jù)情況可選作業(yè)
設計思路 通過比較、綜合、拓展，鞏固本節(jié)課知識點，舉一反三，讓學生自主探究，掌握新知，溝通交流，提升協(xié)作能力。
作業(yè)內(nèi)容
【難度等級：★★】 圖 3.2.8 是進入圖書閱覽室門閘的圖片，請你觀察并對比上單元我們做的模擬圖書閱覽室人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)的實驗，說一說它采用了哪些冗余設計。 【難度等級：★★】 2.圖 3.2.9 是一款電陶爐的產(chǎn)品宣傳彩頁，請你說一說它采用了哪些冗余設計，這些設計分別用于避免發(fā)生什么事故 【難度等級：★★★★★】 3.圖 3.2.10 是兩款車載手機充電器的產(chǎn)品介紹頁，你會選擇哪-款，為什么
中小學教育資源及組卷應用平臺
21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑