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苏科版科学六年级上册（2026新版）第三单元《它们是怎样工作的》
第11课《水位报警器》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标：知道水位报警器是自动声光报警装置，水位到达警戒值时浮球带动电路通断，实现自动报警；了解自动装置包含检测、判断、执行、通知环节；认识各类智能报警器依靠传感器、芯片实现自动监测预警。
2.科学思维目标：理解计算思维，能够把实际问题转化为“如果……就……”的条件判断规则；对比高水位报警器和低水位报警器的逻辑差异，利用已有原理迁移设计新装置，建立条件逻辑思维。
3.探究实践目标：按照步骤组装简易高水位报警器，完成元件检测、组装、注水调试；小组开展头脑风暴，绘制设计图，尝试设计低水位报警器；能够排查简易装置的简单故障。
4.态度责任目标：在动手制作中培养工程实践、合作探究意识；认识自动报警装置在锅炉、水库、家庭中的安全价值，体会技术保障生产生活安全；养成规范用电、安全实验的习惯。
二、教学重难点
1.教学重点：掌握水位报警器工作原理，浮球随水位变化控制电路通断；理解计算思维，能用“如果……就……”描述装置运行规则；完成高水位报警器组装。
2.教学难点：迁移原理，反向设计低水位报警器；理解计算思维不是计算机专属，是解决问题的逻辑方法。
三、教学准备
1.教师准备：简易水位报警器套件（浮球、支架、蜂鸣器、发光二极管、导线、电池盒）、烧杯、清水、多媒体课件（浴缸、锅炉、水库水位报警器图片；烟感、燃气、红外报警器、人脸识别安防系统图片）、探究记录单。
2.学生准备：课本、铅笔、草稿纸。
四、教学过程
（一）问题与猜想（7分钟）
教师谈话导入：前面学习的手摇卷笔刀、自行车，都需要人工操作才能工作。生活里还有一类装置，不需要人持续看管，达到特定条件就能自动工作，水位报警器就是典型代表。
出示图片：浴缸、锅炉、水库水位报警器。教师提问：水位报警器如何感知水位高低？水位到什么条件会自动报警？它背后遵循什么样的判断规则？
小组交流猜想：浮球跟着水位上下浮动；水位到危险高度，电路接通，蜂鸣器和灯启动报警；水位下降，电路断开，警报停止。
教师板书课题《水位报警器》，明确本课任务：组装高水位报警器，探究自动报警原理，认识计算思维，尝试设计低水位报警器。提醒学生注意电路实验安全，禁止短路。
（二）探究与结论（18分钟）
活动1：认识水位报警器工作模式。正常状态，电路断开，不报警；水位上升至警戒值，浮球上浮，电路接通，蜂鸣器发声、二极管发光，发出声光警报；人工处理，水位回落，电路断开，警报解除。
活动2：组装简易高水位报警器。按照六步操作开展小组实验：①认识零件；②连接电路；③闭合电路，检测声光元件；④组装支架；⑤连接浮球；⑥加水测试报警器。小组观察：水位上涨，浮球抬升，触点接触，电路导通，触发报警。
师生小结原理：浮球感知水位变化，作为检测部件；水位达到警戒值，闭合电路，声光元件执行报警。
活动3：认识报警器中的计算思维。教师引导学生提炼规则：如果水位达到警戒值，就接通电路，发出警报；如果水位没有达到警戒值，电路断开，不报警。
讲解概念：把真实问题提炼成清晰的条件规则，这种思考方式叫做计算思维。计算思维不只是计算机使用，凡是把问题拆解、制定明确判断规则，都属于计算思维。举例：烟感报警器、燃气报警器、红绿灯自动切换，都应用了计算思维。
活动4：迁移创新，设计低水位报警器。头脑风暴讨论：低水位报警器，是水位低于警戒值才触发报警。学生讨论方案，绘制设计草图，记录设计思路。对比高水位报警器，二者触发条件相反，利用浮球下降触发电路。
活动5：拓展认识智能报警器。红外人体报警器、烟感报警器、燃气报警器、温湿度报警器，依靠传感器和芯片自动感知环境；人脸识别系统分为图像采集、预处理、特征提取、比对识别四个环节，实现安防预警。
师生总结：自动装置依靠感知元件监测信息，按照预设条件自动执行任务；我们可以利用已有装置原理，改变条件，设计新的报警装置。
（三）反思与评价（6分钟）
教师组织小组反思讨论：组装报警器测试失败，可能是什么原因？引导学生排查：导线接触不良、电池没电、浮球位置设置不合适、触点间距不对。
小组互评：组装操作是否规范，能不能准确描述“如果……就……”的报警规则，低水位报警器设计方案逻辑是否合理。
辨析思考：计算思维是不是只能用在电子设备？引导学生理解，计算思维是一种思考方法，在规划、设计、解决各类问题都可以使用。
教师总结评价：自动控制装置的设计，核心就是找到监测信号、设定判断规则、设计执行部件；工程设计需要不断测试、修改方案。
（四）应用与迁移（5分钟）
生活拓展：列举身边自动控制装置，如自动感应灯、自动喷淋消防装置，写出它们的“如果……就……”规则。
安全拓展：锅炉、水库安装水位报警器，能够提前预警，避免溢水、缺水带来的危险，科技守护安全。
布置课后任务：完善低水位报警器设计图纸，记录设计思路；观察家里的自动装置，分析它的工作规则。
（五）阅读与新知（4分钟）
学生自主阅读教材智能报警器与人脸识别系统段落。
教师小结本单元主线：手摇卷笔刀、自行车属于人工控制的复杂机械；水位报警器属于自动控制装置。机械从人工操作走向自动感知、自动响应，工程技术持续发展，服务人类生产生活。
课堂小结：水位报警器依靠浮球感知水位，控制电路通断；计算思维就是提炼条件判断规则；利用原有原理，可以迁移设计新的自动装置。
五、板书设计
水位报警器
一、水位报警器（自动声光报警装置）
工作流程：水位变化→浮球升降→电路通断
高水位：水位达到警戒值→电路接通，声光报警
水位回落→电路断开，警报停止
二、计算思维
把实际问题提炼成明确条件规则
规则：如果水位达到警戒值，就接通电路报警；如果没有达到，不报警
实例：烟感报警器、燃气报警器、自动红绿灯
三、工程实践
高水位报警器组装步骤：识零件→连电路→检测元件→装支架→接浮球→测试
迁移创新：低水位报警器，水位低于警戒值触发报警
四、智能报警器
依靠传感器、芯片感知环境
红外报警器、烟感报警器、燃气报警器；人脸识别安防系统
五、单元对比
手摇卷笔刀、自行车：人工控制机械
水位报警器：自动控制装置
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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