资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
智能安防与家居 教学设计
课题 智能安防与家居 单元 体验智能家居生活 学科 小学信息技术 年级 六年级
教材分析 本课内容涵盖了智能安防与家居的基础知识和实践应用，通过讨论坊和项目活动引导学生深入了解智能家居系统。教材首先介绍了家居环境中的安全隐患和智能安防探测器，然后阐述了智能安防系统的组成和数据流程中的安全隐患。接着，通过项目活动让学生体验智能家居控制系统，并利用实验器材搭建模型，实现声音操控智能安防和照明功能。教材注重理论与实践相结合，旨在培养学生的创新意识和实践能力。通过实验操作，学生能够更好地理解智能家居系统的工作原理，提升对智能家居技术的兴趣和应用能力。
学习目标 信息意识：主动发现并关注家居环境中的安全隐患。了解智能安防系统的重要性，认识到信息技术在提升家居安全方面的作用。计算思维：讨论家居安全隐患的特征和位置，找出合理的解决方案。理解并设计智能家居控制系统。数字化学习与创新：通过智能终端查看和控制智能摄像头等安防设备。尝试不同的技术方案和模型搭建方式，以实现智能家居的多样化功能。信息社会责任：认识到自己在信息社会中的责任，不利用智能家居系统进行非法活动。同时，也要关注智能家居技术可能带来的社会影响，如隐私泄露、安全问题等，并积极寻求解决方案。
重点 智能安防系统的组成与工作原理：学生需要深入理解智能安防系统的基本构成，包括各种探测器、通信网络、报警控制器等，以及它们是如何协同工作来实现家居安全的。智能家居控制系统的实践应用：通过项目活动和模型搭建，学生应能够亲手操作并体验智能家居控制系统，理解其在实际生活中的应用价值和便利性。
难点 系统测试与改进的方法：在完成模型搭建后，学生需要对系统进行测试并根据测试结果进行改进。这需要学生具备一定的问题解决能力和创新思维，能够发现并解决系统在运行过程中出现的问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的安全提出了更高的要求，家居安防的智能化已成为发展趋势。本次课我们将完成两个活动，分别是探究区域场景安全防护及体验智能家居控制系统和模型搭建。 了解本次课的活动背景及内容。 帮助学生明确活动背景和学习内容，激发学生的学习兴趣。
讲授新课 项目活动2:探究区域场景安全防护讨论坊根据生活经验，讨论家居环境中存在的主要安全隐患。安全隐患主要特征所处位置其他火灾隐患电线老化、电器设备过热、煤气泄漏、乱丢烟蒂等厨房（煤气灶、油烟机）、客厅（电线、插座、取暖设备）、卧室（电热毯、充电器）、阳台（杂物堆积）等缺乏烟雾报警器或报警器失效燃气安全隐患燃气泄漏、老化的燃气管道、不稳定的燃气连接、通风不良。厨房燃气灶具、燃气热水器、燃气管道附近。安装燃气报警器，定期检查燃气管道和连接，确保良好的通风。电气安全隐患老旧的电线、裸露的电线头、插座过载、不稳定的电器连接、使用损坏的电器或插座。墙壁插座、延长线、电器设备（如电视、电脑、电烤箱等）附近。应定期检查电线和插座的完整性，避免使用损坏的电器，确保插座不过载。窗户和阳台安全隐患窗户无安全护栏、阳台栏杆间距过大或高度不足等。窗户、阳台、露台等。特别关注高层住宅，确保儿童无法攀爬出去，防止跌落事故。家具翻倒隐患不稳定的家具、高而重的家具（如书架）、家具上有吸引儿童的物品（如电视、玩具等）。客厅、卧室、儿童房等。特别关注有小孩的家庭，建议使用家具固定装置。1.智能安防探测器家居环境中存在的安全隐患较为复杂，信息种类繁多，涉及的防护原理各不相同，因此，涉及的探测器类型也呈现多样化。常见的探测器有视频监控器、人体红外探测器、门窗磁感应器、烟雾探测器、燃气泄漏探测器、多功能传感器、智能摄像头等。其中，智能摄像头因能够通过智能手机等终端进行远程视频查看和互动，成为家庭看护小卫士。2.智能安防系统家居智能安防系统是以多种传感器为基础的立体安防体系。它通常由探测器、通信网络、报警控制器、控制设备和智能处理中心等组成。讨论坊了解智能摄像头与智能终端之间的数据流程，探讨其使用过程中是否存在安全隐患。参考：智能摄像头与智能终端之间的数据流程涉及多个环节，包括数据采集、传输、处理、存储和展示。以下是对这一流程的简要概述，以及对其中可能存在的安全隐患的探讨。数据流程概述数据采集：智能摄像头负责捕捉视频和/或音频数据。这些数据可能是实时的，也可能是定时或触发式的。数据压缩与编码：为了提高传输效率，摄像头通常会对原始数据进行压缩和编码。数据传输：编码后的数据通过有线或无线网络发送到智能终端。这通常涉及使用特定的通信协议。数据处理与存储：智能终端接收数据后，可能进行进一步的处理（如解码、格式转换、增强分析等），然后将数据存储在本地或远程服务器上。数据展示与应用：用户可以通过智能终端查看摄像头捕捉的实时或历史数据。此外，这些数据还可能用于自动化控制、事件检测、安全监控等应用。安全隐患探讨数据传输安全：如果数据传输过程中没有采用足够的加密措施，数据可能被截获或篡改。此外，不安全的网络连接（如公共Wi-Fi）也可能增加数据泄露的风险。身份验证与访问控制：缺乏有效的身份验证和访问控制机制可能导致未经授权的用户访问摄像头或智能终端。这可能导致隐私泄露或恶意操作。软件与固件安全：智能摄像头和智能终端的软件或固件如果存在漏洞，可能被攻击者利用来执行恶意代码或获取敏感信息。物理安全：如果智能摄像头或智能终端的物理安全得不到保障（如被盗窃或破坏），那么其数据安全和完整性也可能受到威胁。隐私泄露：智能摄像头可能在不经意间捕捉到用户的敏感信息，如面部特征、行为模式等。如果这些信息被不当使用或泄露，可能对用户的隐私造成严重侵犯。供应链安全：智能摄像头和智能终端的供应链中可能存在不安全的组件或软件，这些组件或软件可能被植入恶意代码或后门，从而对整个系统构成威胁。项目活动3:体验智能家居控制系统和模型搭建3.智能家居系统智能家居系统是指通过物联网技术、通信技术和控制技术等的综合运用，将与居家生活有关的各个子系统，如安防、能源管理、影音娱乐等系统连接在一起，实现智能化的管理、控制、个性化定制等功能的家居环境，从而使生活变得更加简单、舒适和智慧。4.智能联动控制控制系统是智能家居系统的核心，是营造智能家居空间的基础。在智能家居控制系统中常用的控制方式有两类，一类是人机交互控制，还有一类是传感器自主识别控制。为了提升操控的便利性，在智能家居控制系统中多设备协同与交互控制是非常普遍的做法，即通过情景设置、智能联动等方式，使单一设备实现对家庭中其他智能设备的统一控制。扩展学习——智能家居系统提高安全性和隐私保护的措施使用强密码：为智能家居设备和相关账户设置复杂且独特的密码，避免使用容易被猜到的简单密码。及时更新软件和系统：定期更新智能家居设备的软件和系统，以确保设备的安全性得到最新的保障。关闭不必要的功能和服务：减少安全风险，只开启真正需要的功能和服务。选择可信的品牌和服务商：购买智能家居设备时，选择有良好口碑和信誉保障的品牌和服务商。启用网络加密和防火墙：确保家庭网络的安全性，防止未经授权的访问和数据泄露。定期检查设备的安全性：定期检查智能家居设备的安全性设置，确保设备没有被非法入侵或控制。控制个人信息的收集和使用：在设置智能家居设备时，谨慎审查和控制设备对个人信息的收集和使用，确保个人信息得到妥善保护。总之，智能家居系统的安全性和隐私保护需要用户、设备制造商和服务商共同努力。通过采取一系列有效的措施，可以降低智能家居系统面临的安全风险，保护用户的隐私和权益。实践园利用实验器材，搭建一个可通过声音操控实现智能安防、照明等功能的智能家居控制模型。要求：(1)明确控制方式及联动设备。(2)确定解决问题的技术路径和实施方案。(3)完成模型搭建并测试改进。实验器材：智能终端、主控板、通信模块、声音传感器、红外传感器、超声波传感器、LED灯、连接线等。参考：为了构建一个可通过声音操控的智能家居控制模型，我们需要将各种实验器材巧妙地结合起来。首先，明确控制方式：我们将使用声音作为主要控制手段。联动设备包括LED灯以及未来的安防设备扩展接口。技术路径方面，我们可以选择如下实施方案：声音传感器负责捕捉环境中的声音信号，并将这些信号传递给主控板。主控板内置程序，能够识别特定的声音指令，如“开灯”、“关灯”等。识别到指令后，主控板通过通信模块向LED灯发送相应的控制信号，实现灯的开关。模型搭建步骤如下：首先，连接声音传感器到主控板，确保能够正确捕捉声音信号。然后，将LED灯与主控板通过连接线相连。接下来，编写并上传识别声音指令的程序到主控板。最后，测试整个系统，不断调整声音识别的灵敏度，确保在不同环境下都能准确识别指令。测试改进方面，我们可以在不同噪音水平下测试系统的性能，并根据测试结果调整声音传感器的参数。此外，我们还可以考虑加入红外传感器和超声波传感器，用于未来的安防功能扩展，如入侵检测和自动报警。 小组内讨论家居环境中存在的主要安全隐患，完成表格后和其他小组交流。学习常见的探测器。学习智能安防系统。和同学探讨智能摄像头与智能终端之间的数据流程是否存在安全隐患。学习智能家居系统。学习智能家居系统中的控制系统。学习智能家居系统提高安全性和隐私保护的措施。小组合作，按照要求，搭建一个可通过声音操控实现智能安防、照明等功能的智能家居控制模型。 通过小组讨论活动，引导学生发现和认识家居环境中存在的安全隐患，填写表格有助于他们系统整理和归纳信息。小组间的交流则能促进学生间相互学习，拓宽视野，共同提升对家居安全的认识和防范意识。通过学习常见的探测器，使学生了解各种探测器的功能和应用场景，为构建智能安防系统奠定基础。通过学习智能安防系统，使学生理解其工作原理及组成部分。通过探讨智能摄像头与智能终端之间的数据流程，引导学生关注信息安全问题，理解数据传输、存储和处理过程中可能存在的安全隐患。同时，通过同学间的讨论与交流，培养学生的批判性思维和合作能力，共同提升信息安全意识。通过学习智能家居系统，让学生了解其智能化管理和控制功能，培养对智能家居技术的兴趣和应用能力。通过学习智能家居系统中的控制系统，使学生掌握其核心技术和运作原理，为未来的智能家居设计和创新打下基础。通过学习智能家居系统提高安全性和隐私保护的措施，帮助学生了解并掌握如何在使用智能家居设备时保障个人信息安全，预防潜在风险，从而享受更安心、便捷的智能家居生活。通过小组合作搭建智能家居控制模型，旨在培养学生的团队协作、动手实践及创新能力。模型实现声音操控安防与照明功能，既加深学生对智能家居系统的理解，又提升其解决实际问题的能力。
课后练习 1.随着智能家居技术的不断发展，你认为未来的智能家居系统会有哪些创新功能或应用场景？请举例说明。2.智能家居系统在提高生活质量的同时，也可能带来一些新的问题和挑战。请谈谈你对智能家居系统发展中可能出现的问题的看法，并提出相应的解决建议。 独立完成课后练习题目，然后和同学交流。 引导学生思考智能家居技术的未来趋势，激发其创新思维。使学生关注智能家居系统发展中的潜在问题，培养其批判性思维和问题解决能力。
课堂小结 组织学生分小组总结本课学习内容，请每个小组代表说说自己小组总结的结果。教师做最后的补充。参考：本课我们深入学习了智能家居系统的组成部分和工作原理，特别关注了智能安防等关键功能。通过小组合作，同学们亲手搭建了可通过声音操控的智能家居控制模型，不仅加深了对理论知识的理解，更锻炼了实践操作与团队协作能力。课程还重点讨论了智能家居发展中的安全隐患及挑战，强调了信息安全与隐私保护的重要性。通过这次学习，同学们对智能家居技术有了更全面的认识。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，享受科技带来的便利与安全。 在小组讨论基础上，推选代表总结本课学习内容。其他小组做补充总结。 学生自己总结学习内容是一种学习方法，每次课可以梳理出学习了哪些知识、技能方法和思维方式，在头脑中形成本课程的学科结构。
板书 从教师板书上归纳本课学习内容的重点。 通过板书，帮助学生形成本课学习内容思维导图。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共23张PPT)
智能安防与家居
黔教版六年级下册
内容总览
目录
01
05
03
02
04
06
学习目标
新知导入
探究区域场景安全防护
体验智能家居控制系统和模型搭建
实践园
07
板书设计
课后作业
08
课堂总结
教学目标
信息意识
主动发现并关注家居环境中的安全隐患。了解智能安防系统的重要性，认识到信息技术在提升家居安全方面的作用。
计算思维
讨论家居安全隐患的特征和位置，找出合理的解决方案。理解并设计智能家居控制系统。
数字化学习与创新
通过智能终端查看和控制智能摄像头等安防设备。尝试不同的技术方案和模型搭建方式，以实现智能家居的多样化功能。
信息社会责任
不利用智能家居系统进行非法活动。关注智能家居技术可能带来的社会影响，如隐私泄露、安全问题等，并积极寻求解决方案。
新知导入
随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的安全提出了更高的要求，家居安防的智能化已成为发展趋势。本次课我们将完成两个活动，分别是探究区域场景安全防护及体验智能家居控制系统和模型搭建。
新知讲解
探究区域场景安全防护
根据生活经验，讨论家居环境中存在的主要安全隐患。
讨论坊
安全隐患 主要特征 所处位置 其他
火灾隐患 电线老化、电器设备过热、煤气泄漏、乱丢烟蒂等 厨房（煤气灶、油烟机）、客厅（电线、插座、取暖设备）、卧室（电热毯、充电器）、阳台（杂物堆积）等 缺乏烟雾报警器或报警器失效
燃气安全隐患 燃气泄漏、老化的燃气管道、不稳定的燃气连接、通风不良。 厨房燃气灶具、燃气热水器、燃气管道附近。 安装燃气报警器，定期检查燃气管道和连接，确保良好的通风。
电气安全隐患 老旧的电线、裸露的电线头、插座过载、不稳定的电器连接、使用损坏的电器或插座。 墙壁插座、延长线、电器设备（如电视、电脑、电烤箱等）附近。 应定期检查电线和插座的完整性，避免使用损坏的电器，确保插座不过载。
窗户和阳台安全隐患 窗户无安全护栏、阳台栏杆间距过大或高度不足等。 窗户、阳台、露台等。 特别关注高层住宅，确保儿童无法攀爬出去，防止跌落事故。
家具翻倒隐患 不稳定的家具、高而重的家具（如书架）、家具上有吸引儿童的物品（如电视、玩具等）。 客厅、卧室、儿童房等。 特别关注有小孩的家庭，建议使用家具固定装置。
新知讲解
探究区域场景安全防护
家居环境中存在的安全隐患较为复杂，信息种类繁多，涉及的防护原理各不相同，因此，涉及的探测器类型也呈现多样化。常见的探测器有视频监控器、人体红外探测器、门窗磁感应器、烟雾探测器、燃气泄漏探测器、多功能传感器、智能摄像头等。其中，智能摄像头因能够通过智能手机等终端进行远程视频查看和互动，成为家庭看护小卫士。
智能安防探测器
新知讲解
探究区域场景安全防护
家居智能安防系统是以多种传感器为基础的立体安防体系。它通常由探测器、通信网络、报警控制器、控制设备和智能处理中心等组成。
智能安防系统
新知讲解
探究区域场景安全防护
了解智能摄像头与智能终端之间的数据流程，探讨其使用过程中是否存在安全隐患。
讨论坊
参考：智能摄像头与智能终端之间的数据流程涉及多个环节，包括数据采集、传输、处理、存储和展示。以下是对这一流程的简要概述，以及对其中可能存在的安全隐患的探讨。
新知讲解
探究区域场景安全防护
讨论坊
数据流程概述
数据采集
智能摄像头负责捕捉视频和/或音频数据。这些数据可能是实时的，也可能是定时或触发式的。
数据展示与应用
用户可以通过智能终端查看摄像头捕捉的实时或历史数据。此外，这些数据还可能用于自动化控制、事件检测、安全监控等应用。
数据处理与存储
智能终端接收数据后，可能进行进一步的处理（如解码、格式转换、增强分析等），然后将数据存储在本地或远程服务器上。
数据传输
编码后的数据通过有线或无线网络发送到智能终端。这通常涉及使用特定的通信协议。
数据压缩与编码
为了提高传输效率，摄像头通常会对原始数据进行压缩和编码。
新知讲解
探究区域场景安全防护
讨论坊
安全隐患探讨
数据传输安全
如果数据传输过程中没有采用足够的加密措施，数据可能被截获或篡改。此外，不安全的网络连接也可能增加数据泄露的风险。
身份验证与访问控制
缺乏有效的身份验证和访问控制机制可能导致未经授权的用户访问摄像头或智能终端。这可能导致隐私泄露或恶意操作。
软件与固件安全
智能摄像头和智能终端的软件或固件如果存在漏洞，可能被攻击者利用来执行恶意代码或获取敏感信息。
新知讲解
探究区域场景安全防护
讨论坊
安全隐患探讨
物理安全
如果智能摄像头或智能终端的物理安全得不到保障（如被盗窃或破坏），那么其数据安全和完整性也可能受到威胁。
隐私泄露
智能摄像头可能在不经意间捕捉到用户的敏感信息。如果这些信息被不当使用或泄露，可能对用户的隐私造成严重侵犯。
供应链安全
智能摄像头和终端的供应链中可能存在不安全的组件或软件，这些组件或软件可能被植入恶意代码或后门，对整个系统构成威胁。
新知讲解
体验智能家居控制系统和模型搭建
智能家居系统
智能家居系统是指通过物联网技术、通信技术和控制技术等的综合运用，将与居家生活有关的各个子系统，如安防、能源管理、影音娱乐等系统连接在一起，实现智能化的管理、控制、个性化定制等功能的家居环境，从而使生活变得更加简单、舒适和智慧。
新知讲解
体验智能家居控制系统和模型搭建
智能联动控制
控制系统是智能家居系统的核心，是营造智能家居空间的基础。在智能家居控制系统中常用的控制方式有两类，一类是人机交互控制，还有一类是传感器自主识别控制。
为了提升操控的便利性，在智能家居控制系统中多设备协同与交互控制是非常普遍的做法，即通过情景设置、智能联动等方式，使单一设备实现对家庭中其他智能设备的统一控制。
新知讲解
体验智能家居控制系统和模型搭建
扩展学习——智能家居系统提高安全性和隐私保护的措施
使用强密码：为智能家居设备和相关账户设置复杂且独特的密码，避免使用容易被猜到的简单密码。
及时更新软件和系统：定期更新智能家居设备的软件和系统，以确保设备的安全性得到最新的保障。
关闭不必要的功能和服务：减少安全风险，只开启真正需要的功能和服务。
选择可信的品牌和服务商：购买智能家居设备时，选择有良好口碑和信誉保障的品牌和服务商。
新知讲解
体验智能家居控制系统和模型搭建
扩展学习——智能家居系统提高安全性和隐私保护的措施
启用网络加密和防火墙：确保家庭网络的安全性，防止未经授权的访问和数据泄露。
定期检查设备的安全性：定期检查智能家居设备的安全性设置，确保设备没有被非法入侵或控制。
控制个人信息的收集和使用：在设置智能家居设备时，谨慎审查和控制设备对个人信息的收集和使用，确保个人信息得到妥善保护。
新知讲解
实践园
利用实验器材，搭建一个可通过声音操控实现智能安防、照明等功能的智能家居控制模型。要求：
(1)明确控制方式及联动设备。
(2)确定解决问题的技术路径和实施方案。
(3)完成模型搭建并测试改进。
实验器材：智能终端、主控板、通信模块、声音传感器、红外传感器、超声波传感器、LED灯、连接线等。
新知讲解
参考：为了构建一个可通过声音操控的智能家居控制模型，我们需要将各种实验器材巧妙地结合起来。首先，明确控制方式：我们将使用声音作为主要控制手段。联动设备包括LED灯以及未来的安防设备扩展接口。
技术路径方面，我们可以选择如下实施方案：声音传感器负责捕捉环境中的声音信号，并将这些信号传递给主控板。主控板内置程序，能够识别特定的声音指令，如“开灯”、“关灯”等。识别到指令后，主控板通过通信模块向LED灯发送相应的控制信号，实现灯的开关。
实践园
新知讲解
模型搭建步骤如下：首先，连接声音传感器到主控板，确保能够正确捕捉声音信号。然后，将LED灯与主控板通过连接线相连。接下来，编写并上传识别声音指令的程序到主控板。最后，测试整个系统，不断调整声音识别的灵敏度，确保在不同环境下都能准确识别指令。
测试改进方面，我们可以在不同噪音水平下测试系统的性能，并根据测试结果调整声音传感器的参数。此外，我们还可以考虑加入红外传感器和超声波传感器，用于未来的安防功能扩展，如入侵检测和自动报警。
实践园
课堂总结
本课我们深入学习了智能家居系统的组成部分和工作原理，特别关注了智能安防等关键功能。通过小组合作，同学们亲手搭建了可通过声音操控的智能家居控制模型，不仅加深了对理论知识的理解，更锻炼了实践操作与团队协作能力。课程还重点讨论了智能家居发展中的安全隐患及挑战，强调了信息安全与隐私保护的重要性。通过这次学习，同学们对智能家居技术有了更全面的认识。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，享受科技带来的便利与安全。
板书设计
课后作业
随着智能家居技术的不断发展，你认为未来的智能家居系统会有哪些创新功能或应用场景？请举例说明。
1
智能家居系统在提高生活质量的同时，也可能带来一些新的问题和挑战。请谈谈你对智能家居系统发展中可能出现的问题的看法，并提出相应的解决建议。
2
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin

展开更多......

收起↑