资源简介

第三单元 技术助力消防安全——简单消防灭火系统的设计
子项子项目 4：排烟优处理——优化消防排烟系统
【教材分析】
本课内容以简单消防灭火系统的优化为主线， 在消防系统子项目——防排烟任务的
达成过程中， 理解系统优化意义， 理解影响系统优化的因素分析、总结和归纳出系统优
化的方法。
【学情分析】
通过前面三个子项目的学习探究学生对消防灭火系统的含义、特征及系统的思想和
方法已经有了一定的认识。但学生在具体问题的分析过程中， 往往会局限于问题的表面，
不能灵活运用系统的思想方法进行优化。所以这节课主要是对学生进行引导， 帮助学生
从宏观上把握系统优化的全过程，带领学生探究和领略系统优化的意义和方法。
【学习重点】
理解防排烟系统优化的意义，理解影响系统优化的因素。
【学习难点】
探究系统优化的方法。
【学习环境】
软硬件环境：通用技术专用实践室，教学白板、项目学习单、项目活动资源、微视
频、软件及课件。
教学素材： ARDU INO UNO 主板、扩展板*6，温湿度传感器*6，杜邦线若干， 面包板 或固定架*6，胶枪，打火机*6，烟雾产生物（檀香*6 代替），测试用充电宝*6，纸质房 屋模型*6。
【素养目标】
通过课时的学习，使学生：
（1）通过对消防灭火系统改进的分析与思考，理解系统优化的意义。
（2）通过消防排烟系统的分析与探究，理解影响系统优化的因素。
（3）通过对防排烟系统这一具体案例的分析与探究，总结归纳出系统优化的方法，并
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能运用系统原理和系统分析方法进行简单的系统优化设计活动， 尝试解决技术问题， 在
这个过程中树立学生的技术意识和工程思维，培养学生的创新设计能力和图样表达能
力。
【活动设计】
项目 环节 教师活动 学生活动 设计 意图
项目 引入 同学们， 我们在前面的子项目学习中， 已经完成了 消防灭火系统的分析与设计。现在我们的消防灭火系 统已经实现了自动报警和灭火两个功能。那么它能否 解决我们生活中的火灾安全问题呢？在火灾中对人们 威胁最大的是什么？ （设问） 播放《火灾中造成人员伤亡的主要原因》科普视频。 要求学生带着问题观看，思考： 1、为什么我们对消防灭火系统做了很多改进，还 没有彻底解决安全问题呢？ 2、我们已经进行了的工作，有什么意义呢？ （教师引导回答） 我们可以看到在我们的子项目 1 里面，我们完成 了自动报警的设计他可以更及时的警醒人们火灾的发 生。在子项目 2 和子项目 3 的实践活动中，消防灭火 系统增加了灭火的功能和模块，可以扑灭小规模的火 灾，这些在一定程度上是可以保证我们的安全的，可 学生观看视频， 思 考，分析， 回答问 题。 学生分析、交流、 讨论，在教师引导 下归纳。 项 目 引 入 -用 生 活 创设情景， 吸引学生的 思考，激发 学生探究问 题 的 积 极 性，活跃课 堂气氛。 通 过 分 析消防灭火 系统的功能 实现对火灾 的影响和对 人的生命安 全 保 护 作 用，让学生 形成技术的 敏感性和负 责 任 的 态
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以实现消防灭火系统的部分目标。但是系统缺乏对烟 雾的处理，不能做到更好的保护人的生命安全。这样 的设计看似都实现了预定的目标和功能，但是它们没 有考虑到生活具体问题的复杂性，它们并没有完整的 实现消防系统应有的功能，可见它们都不是最优化的 设计。所以设计不仅仅是设计，更是考虑局部和整体 之间、现在和未来发展之间一个最优化的系统。 度，树立技 术意识。同 时通过案例 分析，让学 生深深的体 会到系统优 化 的 重 要 性， 突破教 学重点。
项目 实施 任务 1 总结归纳系统优化的含义与意义 系统优化的含义： 根据我们刚才对系统的分析与探究，在很多复杂 的系统问题中，实施方案五花八门，干扰因素四面八 方，我们不可能逐个方法尝试，也不能漫无目的的瞎 蒙。因此我们有必要进行定性、定量的科学分析，寻 找系统最优解。系统优化就是在给定的条件下，通过 一定的手段和方法使系统获得更佳功能或更佳效益的 过程。 系统优化的意义： 实现系统的最优化，可以在一定资源条件下获得 最佳效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。 任务 2 分析、探讨排烟系统的优化策略 请每组同学拿出工具箱，里面是我们原先完成的 消防系统，补充的材料，每组准备了一个不同的房屋 模型。假如这个房屋某个位置起火，应当怎样设计才 能使烟雾得到最大程度的排除？ 结合消防灭火系 统的案例，总结归 纳系统优化的含 义和意义。 分析、讨论， 计算 出最优化方案， 总 结系统优化的因 素和步骤。 让学生通过 对消防灭火 系统的分析 和讨论，总 结归纳系统 优化的含义 和意， 突破 教学重点。 通过活动探 讨，亲身体 验发现问题 的过程，培 养学生敏锐 的观察能力 和 分 析 能 力。
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任务3：总结排烟系统的优化要素 通过上面的实践探究活动，我们可以总结出系统 优化要素。 1、优化目标：系统优化的目标要适度。 2、约束条件：对系统优化起限制作用，不能人为 调整。 3、影响因素：对系统优化产生影响， 可人为调节。 系统优化的一般步骤。 1、提出需要优化的问题和目标。 2、分析影响系统优化的各种因素。 3、选择合适的最优化方法。 4、解决问题，优化系统。 5、进行验证和完善。 任务4：深入优化系统，展示交流 请同学们利用我们所学知识与分析成果，进行系 统因素分析、比较与权衡，进一步优化排烟系统的设 计图，使用模型验证、完善系统。 在实践的基础上 进行总结、归纳。 1、进行排烟系统 优化探究。 2、展示过程，分 享成果， 互相交 流。 3、请小组代表展 示成果，并阐述优 化的意义。 活动小结， 实现知识的 内 化 和 升 华。 通 过 运 用文字和图 样对技术对 象加以描述 和交流，提 升学生的图 样 表 达 能 力；通过对 技术问题进 行创新性方 案构思，培 养学生的创 新 设 计 能 力。突破教 学重难点。
项目 总结 引导学生总结。 实现系统的优化意义： 1、价值。节省了时间，人力物力财力。 归纳总结 进 行 活 动总结，实
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2、环境。改善了人类的生存环境。 3、生命。提高了生命的质量。 4、改变命运。改变全人类的命运。 今天我们以设计师的身份在课堂上进行消防灭火 系统的优化，仔细观察，消防灭火系统还有很多地方 可以进行系统优化，如逃生引导，急救保障等。 优化，让我们的系统和设计变得更加美好。 现知识的内 化迁移，并 对优化的意 义 进 行 升 华、提高。
【板书设计】
子项目4：排烟优处理——优化消防排烟系统
一、系统优化的意义
二、系统优化因素
三、系统优化的一般步骤
【评价设计】
通过真实案例引导、视频播放和创设情境等引入激发了学生的学习热情和探究兴
趣， 取得了较好的教学效果， 教学目标得到落实， 学生都能很好的理解系统的重要性以
及系统优化的含义和意义， 能在教师的引导下探究系统优化， 并归纳出系统优化的影响
因素和一般步骤。
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组号：
子项目 4：排烟优处理—消防系统的优化
项目学习单
班级： 组长： 小组成员：
步骤 具体内容 目的
分析优化消防系 统的作用 1、在我们之前完成的项目里， 通过什么样的方式和改进， 实现了 预防和消灭火灾的目标？ 2、这样的改进有什么意义？ 通过对经典案 例的分析和讨 论， 总结归纳系 统优化的含义 与意义。突破教 学重点。
系统优化的约束 条件与影响因素 以我们所处的教学楼教室为实例， 结合我们完成的简易消防灭 后系统，参照老师准备的防排烟系统工作原理的资料，具体分析 影响消防排烟优化的因素。 分析、讨论， 总 结系统优化的 因素和步骤
排烟系统优化的目 标
排烟系统优化的约 束条件
影响排烟系统优化 的因素
优化方案设计 1、 画出排烟系统的组成层次图（子系统、要素） 2、 画出排烟系统工作流程图 通过运用文字 和图样对技术 对象加以描述 和交流， 提升学 生的图样表达 能力
组装与测试 记录出现的问题和解决措施： 问题 解决办法： 进一步理解系 统各组分之间 的合理连接和 协调
评价与改进 小组之间对排烟系统模型进行评价与改进。 对设计方案的 验证和完善
项目自我总评：分工合作：
问题解决：
展示效果：
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