資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第29課 避免故障保安全 教學設計
課題 避免故障保安全 單元 第八單元 學科 信息科技 年級 六年級
教材分析 【學情分析】控制系統滲透在社會生產、人們生活中，在各行各業發揮著重要的作用。作為使用者，在使用各種控制系統時，要嚴格遵循其規范，按要求進行操作；作為設計者，則要從設計角度考慮安全的細節，提高系統安全性能，避免故障發生；從社會和國家的角度，我們要做到核心技術自主可控、數據自主可控，保證系統的技術和數據安全，從而保證國家安全。本單元對應課程標準中“結合生活中的實例，理解過程與控制系統中存在安全問題，知道自主可控的系統在解決安全問題時所起的重要作用”這條內容要求。通過開展相應的學習活動，引導學生“理解用計算機實現過程與控制時存在的安全問題，了解自主可控的系統在解決安全問題時的重要性”，增強安全意識，增強信息社會責任感。【內容結構】
學習目標 1. 信息意識：體驗物理世界與數字世界深度融合的環境，感受控制系統在社會生產和人們生活中的廣泛應用。2. 計算思維：能基于對過程與控制的理解，感受控制系統中“計算”的作用。3. 數字化學習與創新：能利用在線平臺和工具尋找生活中的過程與控制場景。4. 信息社會責任：理解控制系統核心技術自主可控、數據自主可控對國家安全的重要性。
重點 控制系統故障的表現與危害。
難點 控制系統安全性能的設計。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
激趣導入 【故事案例導入】1986年，挑戰者號航天飛機爆炸，2024年，美國聯合航空公司一架客機起飛后遇到襟翼故障緊急返航……【議一議】上述案例給我們以什么啟示？通過分析這些由控制系統故障引發的重大事故，讓學生意識到，系統中任何一個模塊、任何一個零件都是極其重要的，它們強大的安全性能，才能實現整個控制系統的正常。【建構】一個控制系統的正常運行，除了要求使用者嚴格遵守控制系統的使用規章制度，還要求控制系統本身具備相應功能，最大限度避免各種儀器儀表、電路、開關、發動機等硬件的故障。控制系統的任何一個部件發生故障，都可能導致整個系統無法正常運行。控制系統發生的故障，主要分為硬件故障和軟件故障。硬件故障有傳感器故障、機械部件故障、電源線路故障等；軟件故障有操作系統安裝錯誤、參數設置錯誤、病毒入侵等。 注意、思考 吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，引發學生思考。
學習活動 【學習活動1】一、常見的控制系統故障【分組討論】回顧自己在使用一些家用電器時是否遇到過故障。如果有，請說給同學聽聽。【小試牛刀】請根據該表格的提示，上網搜索相關資料，了解這些設備可能會發生的故障。【教師總結】1.空調：設備失靈，不能制冷。2.冰箱：設備失靈，冷藏室出現結霜現象。3.臺燈：燈泡被燒壞，短路。4.智能門鎖：電池電量不足，指紋識別、數字密碼驗證等功能失效。【學習活動2】二、控制系統避免故障的自我保護設計【知識鏈接】控制系統會出現故障，就像人體會生病一樣。一個抵抗力強、自我保護意識強的人往往不容易生病，即使生病了也會很快恢復。同樣，一個控制系統的安全性能越高，它的自我保護能力也就越強。控制系統的自我保護指的是，通過在控制系統內部安裝保護功能模塊，使得整個控制系統在運作時有一個良好的自我保護功能，確保控制系統的穩定運行和安全使用。例如，在照明系統中，如果電流超過額定數值，系統會自動“跳閘”，電路自動斷開，保護了電路設備不被燒壞；空調室外機在運行時，會通過傳感器檢測室內外溫度，如果溫度過高，就會觸發溫度保護，自動停機保護，避免空調出現故障；如果煙霧過濃，煙霧傳感器會觸發電梯消防迫降功能，電梯接收到危險信號會迫降至指定位置停止運行，這是電梯的自我保護行為。【學習活動3】三、學習探究【大展拳腳】空調室外機一般具有高溫自我保護功能，請搜索資料了解該功能實現的原理，然后繪制功能模塊的工作過程示意圖。【空調室外機高溫自我保護功能實現的原理】關于高溫自我保護功能的實現，溫度檢測裝置必不可少。溫度檢測裝置檢測溫度并判斷是否超標，如果超標，就啟動自我保護功能。【知識鏈接】控制系統的自我保護功能既保護了自身，也保護了使用者。例如，人們只要站在電梯門附近，電梯門就會保持開的狀態，這是電梯的防夾功能；汽車提速后，車門會自動上鎖，這是速度感應自動落鎖功能，防止車門被不慎打開；電吹風的過溫保護器，能在溫度超過安全范圍時自動斷電，避免過熱引發火災；高壓鍋的止開閥，保證了只有在鍋內外壓力平衡時，鍋蓋才能打開，以防鍋內高壓把食物濺出。 聽講、思考、討論 教師通過講授課程內容，向學生傳授知識。學生通過聽講和觀察，學習基礎知識。另外，通過提問等方式引發學生思考，培養其思考和分析問題的能力。
課堂小結 知識回顧 對課堂知識進行總結和梳理，幫助學生更好地理解和掌握所學內容。
拓展-提升 隨著對智能種植大棚的深入使用，種植戶慢慢發現大棚安全性能上的不足，于是想增加一些安全保護措施，保證大棚基礎設施的安全。如果請你做設計師，你會給種植大棚設計一個什么樣的“自我保護”模塊？請參考前面所學的知識，繪制該模塊的工作過程示意圖。下面的模塊供參考：室外溫度過低保護模塊 室外溫度過高保護模塊系統電流過大保護模塊 水泵壓力過大保護模塊 鞏固、拓展 通過拓展，幫助學生開拓視野、延伸知識。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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