资源简介

第三单元 技术助力消防安全——系统及其设计
火情我控制-消防灭火系统的设计
【教材分析】
本课是第三单元项目《技术助力消防安全—— 系统及其设计》的子项目 3。本节内
容以消防灭火系统的设计制作为主线，贯穿始终，在消防系统子项目任务——消防灭
火系统的达成过程中， 经历简单消防系统制作的一般过程， 进一步掌握系统设计的基本
方法，增强物化能力。
【学情分析】
通过必修一的学习， 学生已经掌握设计的一般过程， 经过前面两节的探究， 已经初
步认识了消防系统的组成、了解了消防灭火的基本原理、初步进行了消防灭火系统的方
案分析与权衡。但是对于系统设计的基本方法实现还没有系统学习。
【学习重点】
掌握系统设计的基本方法， 利用已经掌握的系统知识、系统设计的基本方法解决实
际问题。
【学习难点】
通过对简单消防自动报警系统的分析，理解系统的主要特性。
【学习环境】
学习准备
ARDU INO UNO 主板、扩展板*7，火焰/烟雾传感器*7，继电器*7，小水泵*7，杜邦线
若干， 固定架*7，胶枪， 打火机/蜡烛*7，9v 电池组合*7，烟雾产生物（艾柱*7 代替）、
矿泉水瓶子*7，测试用充电宝两个，储水盒两个。
学习资源
智慧课堂
项目学习单*6、操作说明*6
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【素养目标】
通过课时的学习，使学生：
（1）能根据生活中的消防安全问题情境，分析进行相关技术选择的原因，能运用
相关数据进行技术设计（技术意识）。
（2）通过经历消防灭火系统的设计，总结归纳出系统设计的一般方法；能运用系 统的分析方法，形成可能的解决方案；能通过模拟实验对消防灭火系统技术方案进行性
能评估与改进（工程思维）。
（3）能根据问题解决、考虑人机关系，遵循设计的一般原则和规范，运用技术语
言对消防灭火系统进行多个方案设计，形成一定的创新设计能力（创新设计）。
（4）能对消防灭火系统的流程图、简单的电路图、草图进行表达与交流设计构思（图
样表达）。
（5）能结合消防安全的技术领域，了解消防灭火系统的相关原理，并能根据方案
选择材料、进行模型的组装与测试， 撰写简单地试验报告， 对工具的使用有一定的规范、
安全、环保意识， 操作过程中， 形成良好的合作意识和精益求精的工匠精神（物化能力）。
【活动设计】 :
项目 环节 教师活动 学生活动 设计 意图
项目 确定 想一想 “ 消防 灭火系 统目标 和参数 是什么 ” 子项目情境导入： 引 出项 目主题 ——消 防灭火系统的设计。 根据子项目情境， 讨论 以下问题： 什么条件触发消防灭 火功能？ 用什么工具进行 消防灭火？ 消防灭火的时 间、大小、压力、形状指标 分别是多少？ 确定 自动消防灭火 系 统目标和性能指标并记录 在学案中 确定目标—— 通过情景展示问题 回答， 引出子项目， 确定自动消防灭火 系统设计的总体目 标和性能指标。 系统设计基本 方 法步骤 1：确定 系统设计的总目标 和性能指标
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项目 分析 讨论本 系统实 现可能 会遇到 的问题、 相关原 理和约 束。 展示 大单元脉络和子 项目流程安排， 播放解说湿 式喷淋灭火系统原理视频 动画。 引导并帮助学生利用 学习资料进行原理学习。 3、引导学生对归纳的 原理和约束进行总结和展 示。 1、回忆前两节探究的 消防报警系统和灭火方法 分析， 思考喷水灭火的具体 性能指标。 2、观看消防灭火系统 动画演示 ，了解消防灭火 系统的工作过程。 3、小组呈现本组的讨 论结果，其他小组补充。 每组记 录 员在项 目 活 动单上记录。 步骤 2：分析 系统设计的相关原 理和约束 明确问题—— 通过小组内合作探 究的过程， 明确消 防灭火设计的难点 部分（原理和约束 条件）。 大单元衔 接，确定子项目课 题要完成的具体系 统指标。
项目 实施 消防灭 火 系 统 的方案 设计 1、引导学生完善项目 学 习单——消防灭火 系统 方案设计。 智慧课堂平板下发作 业， 引导小组分享系统模块 构成、工作流程图。 大屏展示提交结果。 完善学案 1、画出消防灭火系统 的组成层次图：功能模块、 子系统、要素。 2、画出消防灭火系统 工作流程图。 步骤 3： 制 定 设计方案 梳理各个子系 统如何进行联系， 明确系统的组成、 子系统的组成、连 接方式、工作流程， 为系统总体功能的 实现做准备。
3、通过智慧课堂平板 拍照提交到教师端， 进行展
;
示与评价。
消防灭 火 系 统 的技术 设计 引导学生进行技术学 习。 学习相关技术原理 通过查阅资料和实验 器材操作说明， 学习消防灭 火模型实验相关器材的工 作原理。 分组讨论， 合理解决子 系统之间的矛盾 如：主控板的输出电压 和水泵的工作电压之间的 矛盾；水箱高度大小、水泵 的压力大小和消防效果之 间的关系等。完成学案表 格，分享展示 步骤 4： 系 统 总体技术设计。 解决系统设计 的关键环节——技 术设计，攻克技术 难点，解决系统矛 盾。
消防灭 火 系 统 的组装 与测试 引导学生分组制作、测 试结果。 学生制作 （根据操作说明上面 的模块和功能、连接方式介 绍，按照设计草图进行组 装、测试） 步骤 5： 组装 与测试 通过组装与测 试，提升物化能力。
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消防灭 火 系 统 的优化 引导各组学生开展本 组作品的优化。 记录：测试问题、寻找 优化方法、改变参数、观察 测试结果。 验证后优化作品。 步骤 6： 系 统 的优化 对系统进行不 断优化，培养工匠 精神。
评价与 改进 问题：实际应用中，还 应该考虑哪些问题？如何 解决呢？ 引导学生开展组 间作 品评价与改进。 思考实际生活中火灾 发生的复杂性和应对方法。 小组之间对消防灭火 系统模型进行评价与改进。 步骤 7： 系 统 的评价改进 交 流 设 计 经 验，树立良好的评 价意识。
项目评价 引导学生开展 小组 自 评和互评 （侧重对项 目过程的 评价，而不是结果的评价） 分组展示项目成果： 分工与合作， 问题与收获， 展示与改进 （通过介绍草 图 、方 案、作品模型） 过程性评价 有利于促进学 生的活动参与，也 是发展通用技术学 科核心素养的需 要。
项目总结拓展 1、过程与知识总结： 引导学生总结消防灭火系 统设计经过了哪几个步骤。 总结：消防灭火系统设 计经过了哪几个步骤。 归纳梳理， 总 结反思项目实施过 程中的得与失。
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(
系
统
设
计
方 法
)
2、项目拓展。 2、思考：真实情境中， 面对消防安全问题， 我们该 如何应对？ 为后续学习埋 下伏笔。
【板书设计】
子项目3：
项目确定 项目分析 项目实施 项目评价
【评价设计】
火情我控制-设计消防灭火系统
确定系统目标
分析原理和约束条件
设计方案
组装与测试
系统优化
评价与改进
（1）快速问答：通过对相关技术原理涉及的问题采用 快速问答方式确定是否掌
握（是/否，对/错）。
（2）可视化反馈：对项目设计的思维导图、结构图、流程图等用平板拍照上传。
（3）纠错：对试验测试结果进行纠错。
（4）总结：进行本组分工合作、收获体验、完成效果的展示与自评。
设计意图：评价设计运用过程性评价、多元评价相结合，关注全体学生的参与和成 长， 激励学生改进项目设计， 通过交流， 完善自己的设计， 使得每个学生在活动中都能
得到发展。同时也让学生知道，评价是技术设计中必不可少的环节。
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