高中通用技術 技術助力消防安全-系統(tǒng)及其設計 單元教學設計

單元教學設計2022022年安徽省普通高中新課程新教材優(yōu)質課評選通用技術學科團體比賽技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計阜陽市高中通用技術團隊領隊：阜陽市教科所馮士海阜陽市第三中學汪帥授課：安徽省潁上第一中學段蓮花安徽省潁上第一中學彭卓安徽省臨泉第一中學莊棟棟阜陽市紅旗中學李勇阜陽市第四中學慕磊2022年11月技術助力消防安全單元教學設計一、單元基本信息二、單元教學規(guī)劃依照普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）（以下簡稱課程標準）分析，“”單元屬于《技術與設計2》模塊的第三章“系統(tǒng)及其設計”部分?！啊蹦芡ㄟ^活貨發(fā)生火宅”的生活情境為出發(fā)點。本項目以身邊發(fā)生的實際情境出發(fā)，引導學生探究消防系統(tǒng)及其設計，共設計了5個子項目。子項目1：火情早知道——認識消防自動報警系統(tǒng)；子項目2：滅火要理性——分析消防滅火系統(tǒng)；子項目3：火情我控制——設計消防滅火系統(tǒng)；子項目4：排煙優(yōu)處理——優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)；子項目5：綜合實踐活動——基于arduino消防預警系統(tǒng)實踐。從而形成了系列學習活動，能激發(fā)學生對消防系統(tǒng)的濃厚興趣，從而形成學習本單元內容的最好切入口，同時也為本單元深度學習打下關鍵基礎。本單元的學習內容涵蓋通用技術學科核心素養(yǎng)的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計和物化能力五個方面，但較為側重于工程思維。·系統(tǒng)的含義·系統(tǒng)的含義·系統(tǒng)的主要特性·系統(tǒng)的基本構成·整體性·功能性·相關性·環(huán)境適應性·系統(tǒng)的思想方法·系統(tǒng)分析的基本方法目標及性能指標·設計分析·指定設計方案·方案實施·評價及優(yōu)化·系統(tǒng)優(yōu)化的實現(xiàn)·影響系統(tǒng)的因素·系統(tǒng)優(yōu)化的意義·技術助力消防安全1.火情早知道認識消防自動報警系統(tǒng)2.滅火要理性分析消防滅火系統(tǒng)4.排煙優(yōu)處理優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)3.火情我控制設計消防滅火系統(tǒng)本單元《系統(tǒng)及其設計》研究的是，我們身邊無處不存在的系統(tǒng)。系統(tǒng)有大有小，有復雜有簡單。任何系統(tǒng)都有一定的結構、特性和功能。了解系統(tǒng)的基本特性，有助于我們運用系統(tǒng)思想方法和系統(tǒng)分析的基本原則，分析影響系統(tǒng)運行和優(yōu)化的關鍵因素，指導簡單系統(tǒng)設計，從而增強自身的系統(tǒng)思想和工程思維的能力。第一節(jié)認識系統(tǒng)，主要通過體驗組裝“消防自動報警系統(tǒng)”來認識，包括系統(tǒng)的普遍性、含義、特性、分類以及特性等。學生首先接觸系統(tǒng)的概念，這對學生全面、正確地認識系統(tǒng)十分重要，為進一步掌握系統(tǒng)的方法，用系統(tǒng)的觀點分析問題打下堅實基礎。第二節(jié)系統(tǒng)分析，主要通過“消防滅火系統(tǒng)的分析”，包括“系統(tǒng)分析的基本方法”“系統(tǒng)分析的基本原則”，使學生能運用系統(tǒng)的思想方法處理和研究問題。第三節(jié)系統(tǒng)的設計，主要通過“消防自動滅火系統(tǒng)”的設計，詳細介紹系統(tǒng)設計的過程和原理，學生通過消防滅火系統(tǒng)的設計、制作、測試和改進，初步學會運用系統(tǒng)設計的方法，并把系統(tǒng)的而思想方法延伸到生活的具體問題的解決中來，養(yǎng)成科學分析的態(tài)度和勇于創(chuàng)新精神。第四節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化，主要通過“消防排煙系統(tǒng)”的優(yōu)化，掌握優(yōu)化的過程、價值和意義，并在系統(tǒng)分析的基礎上，進行系統(tǒng)優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化既是系統(tǒng)分析的深入，也是系統(tǒng)設計的基礎，更是系統(tǒng)設計過程的重要環(huán)節(jié)，是本章節(jié)的重點內容之一。第五節(jié)綜合活動實踐，主要通過應用場景下的“消防預警系統(tǒng)”設計，學生學習了前面四節(jié)的內容之后，通過技術探究，分析影響優(yōu)化的因素并通過對簡單系統(tǒng)的設計實現(xiàn)，初步學會簡單系統(tǒng)設計的基本方法，增強系統(tǒng)與工程思維的能力。高二學生已經掌握了《技術與設計1》模塊和《技術與設計2》模塊中結構及其設計、流程及其設計等相關科學知識，對技術與設計以及結構與設計已經有了基本的認識。本章節(jié)以身邊的火災情境出發(fā)，設置了四個技術問題：（1）如何快速知道火情？（體驗消防自動報警系統(tǒng)）（2）如何滅火？（分析消防滅火系統(tǒng)）（3）怎么滅火？（設計消防自動滅火系統(tǒng)）（4）能報警和滅火就解決消防安全問題了嗎？（優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)），從生活中的實際問題出發(fā)，激發(fā)學生的求知欲，從而形成學習本單元內容的最好切入口。學生在項目情境的引導下，學習和掌握《系統(tǒng)及其設計》的內容，也為本單元深度學習打下關鍵支撐。智慧課堂多媒體教室，希沃白板，微視頻，教學課件，項目學習單，操作說明；“技術體驗”準備：ARDUINOUNO主板、擴展板*7，火焰/煙霧/溫度/適度傳感器*7，蜂鳴器*7，繼電器*7，小水泵*7，固定架*7，膠槍*7，打火機/蠟燭*7，9v電池組合*7，煙霧產生物（艾柱*7代替）、紙質房屋模型*7，礦泉水瓶子*7，測試用充電寶*2，儲水盒*2,燈泡*7,杜邦線若干。三、單元學習目標貨發(fā)生火災務；第二節(jié)“系統(tǒng)分析”以“如何避免火災損失”為情境導入，設計了“誰來滅火”“用什么滅火”“怎么滅火”三個任務；第三節(jié)“系統(tǒng)的設計”以“如何設計消防自動滅火系統(tǒng)”為情境導入，設計了“方案設計”和“系統(tǒng)設計”“評價與改進”三個任務。第四節(jié)“系統(tǒng)的優(yōu)化”以“消防滅火以后并沒有徹底解決安全問題”為情境導入，設計了“分析設計排煙系統(tǒng)”和“總結系統(tǒng)優(yōu)化的意義和要素”“展示交流”三個任務。最后是“綜合實踐活動”以“生活場景中簡易消防預警系統(tǒng)”為情境導入，設計了“消防預警系統(tǒng)制作”和“方案展示或實物演示”兩個任務。（1）技術意識：能根據(jù)生活中的消防安全問題情境，分析進行相關技術選擇的原因，能運用相關數(shù)據(jù)進行技術設計。（2）工程思維：通過體驗組裝消防自動報警系統(tǒng)理解系統(tǒng)及其特性;能運用系統(tǒng)的分析方法，分析消防滅火系統(tǒng)，形成可能的解決方案；通過設計消防滅火系統(tǒng)，總結歸納出系統(tǒng)設計的一般方法；通過優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)，對技術方案進行性能評估與改進。（3）創(chuàng)新設計：能根據(jù)問題解決、考慮人機關系，遵循設計的一般原則和規(guī)范，運用技術語言對消防報警系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)、消防排煙系統(tǒng)和消防預警系統(tǒng)等進行多個方案設計，形成一定的創(chuàng)新設計能力。（4）圖樣表達：能繪制消防報警系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)、消防排煙系統(tǒng)和消防預警系統(tǒng)的流程圖、簡單的電路圖、草圖進行表達與交流設計構思。（5）物化能力：能結合消防安全的技術領域，了解消防報警、滅火、排煙系統(tǒng)的相關原理，并能根據(jù)方案選擇材料、進行模型的組裝與測試，撰寫簡單地試驗報告，對工具的使用有一定的規(guī)范、安全、環(huán)保意識，操作過程中，形成良好的合作意識和精益求精的工匠精神。單元學習策略采用真實情境下大概念引領大項目的項目教學，采用項目教學和任務驅動教學相結合的教學策略。四、單元學習活動項目活動設計思路課時項目名稱素養(yǎng)目標項目情境項目任務項目實施學習資源項目評價素養(yǎng)落實第1課時子項目1：火情早知道——認識消防自動報警系統(tǒng)1.經歷體驗組裝消防自動報警系統(tǒng)，理解系統(tǒng)的含義，初步形成系統(tǒng)的觀念和意識，樹立學生的技術意識；2.通過消防自動報警系統(tǒng)的分析，理解系統(tǒng)的基本特性，感知系統(tǒng)和工程現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的工程思維；3.通過舉例分析和概括，了解系統(tǒng)的分類，系統(tǒng)與子系統(tǒng)和元素的關系，引導學生全面的認識系統(tǒng)；通過最近連續(xù)發(fā)生的兩起火災新聞，請同學們從技術的角度思考，如何快速地知道有火情？體驗組裝消防自動報警系統(tǒng)任務一：認識消防自動報警系統(tǒng)活動1：自主學習——什么是系統(tǒng)？智慧課堂多媒體教室，微視頻，教學課件，項目學習單，操作說明、ARDUINOUNO主板，火焰?zhèn)鞲衅?7，蜂鳴器*7，打火機*7，9v電池組合*7，杜邦線若干。觀看視頻；合作學習；觀點發(fā)表；工程思維任務二：自主學習體驗組裝活動2：自主學習——消防自動報警系統(tǒng)的軟硬件學習（1）火焰?zhèn)鞲衅魇侨绾胃兄鹧娴?？?）和蜂鳴器如何實現(xiàn)自動報警的？活動3：技術體驗——組裝消防自動報警系統(tǒng)技術體驗；小組合作；交流分享；任務三：分析系統(tǒng)的特性活動4：知識總結——結合組裝體驗，分析系統(tǒng)的基本特性（整體性；功能性；相關性；環(huán)境適應性）小組合作；觀點發(fā)表；分享展示；總結與提升活動5：知識總結——系統(tǒng)的分類；系統(tǒng)與子系統(tǒng)和元素的關系觀點發(fā)表；自評互評師評第2課時子項目2:滅火要理性——分析消防滅火系統(tǒng)1.通過消防滅火技術領域對社會、環(huán)境的影響做出理性分析,形成技術的敏感性和負責任的態(tài)度,樹立學生的技術意識。2.能對消防滅火系統(tǒng)案例進行分析與解讀,了解系統(tǒng)分析的方法和基本原則。3.能運用系統(tǒng)分析的方法針對滅火問題進行要素分析、方案構思及比較權衡,培養(yǎng)學生的工程思維。憑借一個報警功能就能解決我們生活中的火災安全問題的嗎？誰去滅火？用什么滅火？怎么滅火？任務一：案例分析活動1：分析討論滅火執(zhí)行者（誰去滅火？）多媒體教室，微視頻，教學課件，項目學習單。分析討論；發(fā)表觀點；技術意識工程思維任務二：案例分析活動2：分析討論滅火介質（用什么滅火？）分析討論；發(fā)表觀點；任務三：案例分析活動3：分析討論滅火方式（怎么滅火？）分析討論；發(fā)表觀點；總結與提升活動4：嘗試歸納系統(tǒng)分析的一般過程、原則和方法活動5：分析長沙電信大樓火災事故消防系統(tǒng)可能性故障分析討論；發(fā)表觀點；自評互評師評第3課時子項目3：火情我控制——設計消防滅火系統(tǒng)1.通過經歷消防滅火系統(tǒng)的設計，總結歸納出系統(tǒng)設計的一般方法；2.能運用系統(tǒng)的分析方法，形成可能的解決方案或者形成草圖；3.能通過模擬實驗對消防滅火系統(tǒng)技術方案進行性能評估與改進結合子項目2，為了實現(xiàn)自動消防滅火功能，需要明確哪些原理？存在哪些約束條件？任務一：消防滅火系統(tǒng)方案設計活動1：畫出消防滅火系統(tǒng)的組成和工作流程圖智慧課堂、項目學習單*7、操作說明*7、視頻、課件、ARDUINOUNO主板、擴展板*7，火焰?zhèn)鞲衅?7，繼電器*7，小水泵*7，杜邦線若干，固定架*7，膠槍，打火機*7，9v電池組合*7，礦泉水瓶子*7，測試用充電寶兩個，儲水盒*2繪制草圖；合作學習；工程思維創(chuàng)新設計物化能力任務二：消防滅火系統(tǒng)的技術設計活動2：合作學習相關技術原理合作學習；任務三：消防滅火系統(tǒng)的測試、優(yōu)化、評價與改進活動3：按照設計草圖進行組裝、測試活動4：測試問題、尋找優(yōu)化方法活動5：討論消防滅火系統(tǒng)模型評價與改進活動6：分組展示項目成果技術體驗；小組合作；交流分享；自評互評師評第4課時子項目4:排煙優(yōu)處理——優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)1.通過對消防滅火系統(tǒng)改進的分析與思考，理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義；2.通過消防排煙系統(tǒng)的分析與探究，理解影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素；3.通過對防排煙系統(tǒng)這一具體案例的分析與探究，總結歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的方法;1.能報警能滅火就徹底解決了消防安全問題了嗎？為什么要不斷地改進與完善？2.針對防排煙系統(tǒng)，我們需要從哪些方面思考與分析？如何實現(xiàn)最優(yōu)化？任務一：分析、設計排煙系統(tǒng)活動1：分析、討論，計算出最優(yōu)化方案通用技術專用教室。教學白板、項目學習單、項目活動資源、微視頻、軟件及課件；ARDUINOUNO主板、擴展板*7，溫濕度傳感器*7，杜邦線若干，面包板或固定架*7，膠槍，打火機*7，煙霧產生物（檀香*7代替），測試用充電寶*7，紙質房屋模型*7小組合作；交流分享；工程思維任務二：總結系統(tǒng)優(yōu)化要素活動2：總結系統(tǒng)優(yōu)化的因素和步驟活動3：總結系統(tǒng)優(yōu)化的一般步驟小組合作；交流分享；任務三：深入優(yōu)化系統(tǒng)，展示交流活動4：進行排煙系統(tǒng)優(yōu)化探究活動5：展示過程，分享成果，互相交流；活動6：小組代表展示成果，并闡述優(yōu)化的意義；小組合作；發(fā)表觀點；交流分享；提升與總結活動7：實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化意義小組合作；交流總結；自評互評師評第5課時子項目5:綜合實踐活動——基于arduino消防預警系統(tǒng)實踐1、技術意識:歷經系統(tǒng)分析過程進行具體設計；形成對“消防滅火”技術的正確認識。2、物化能力:在材料和其加工過程中，具有基本的安全、環(huán)保意識；能根據(jù)設計要求進行簡單的項目制作。3、工程思維:在進行制作時能多因素分析，全面思考問題；在完成作品的基礎上進行評價及優(yōu)化。；通過前面幾個子項目課堂活動體驗了消防預警及滅火系統(tǒng)分析-設計-優(yōu)化的過程后，完成一個應用于家庭廚房中的簡易消防預警系統(tǒng)的制作活動任務一：制作消防預警系統(tǒng)活動1：分組完成消防預警系統(tǒng)制作通用技術專用教室。教學白板、項目學習單、項目活動資源、微視頻、軟件及課件；Arduino主板*7、煙霧傳感器*7、火焰?zhèn)鞲衅?7、蜂鳴器*7、繼電器*7、5V電源線*7、杜邦線若干、輔材若干(測試：打火機，檀香，燈泡)技術體驗；實踐操作；小組合作；工程思維創(chuàng)新設計物化能力任務二：展示與評價活動2：方案展示，實物演示活動3：總結與評價小組合作；交流總結；自評互評師評粵教版高中通用技術必修《技術與設計2》第三章五、單元持續(xù)性評價設計需要評價的活動評價目標評價任務評價標準評價方式第一課時（活動1）診斷評價對火災新聞的了解，對消防自動報警系統(tǒng)的組成部分的了解程度，進行診斷評價。對身邊的火災的了解程度、如何防范火情進行診斷評價?，F(xiàn)場生成結果第一課時（活動2）評價過程對消防自動報警系統(tǒng)的軟件和硬件原理進行合作學習。能否正確組裝消防自動報警系統(tǒng)，實現(xiàn)自動報警功能?，F(xiàn)場操作演示結果第一課時（活動4）評價過程結合組裝體驗，分析系統(tǒng)的基本特性，小組合作，分享與展示結果。組裝過程中遇到什么困難，如何解決困難，小組分工合作完成任務的過程產生評價?，F(xiàn)場分享展示第二課時（活動1活動2、活動3）評價過程對討論的結果進行評價，討論分析誰去滅火、用什么滅火、如何滅火等問題。分析系統(tǒng)的過程中，小組合作討論任務的過程產生評價?，F(xiàn)場分享展示第二課時（活動4、活動5）評價結果歸納系統(tǒng)分析的一般過程；對火災事故的可能性故障進行分析。能否分析出系統(tǒng)分析的一般過程；能否對火災的可能性故障進行分析。課中即時呈現(xiàn)結果第三課時（活動1）評價結果畫出消防滅火系統(tǒng)的組成和工作流程圖。能否正確畫出消防滅火系統(tǒng)的組成和工作流程圖?，F(xiàn)場生成結果和流程圖第三課時（活動2）評價過程對消防滅火系統(tǒng)的相關技術原理進行合作學習。能否正確繪制草圖，實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的功能。現(xiàn)場生成結果第三課時（活動3活動4）評價過程繪制草圖、組裝測試，分析優(yōu)化消防滅火系統(tǒng)。能否正確設計并實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的功能?，F(xiàn)場分享展示第三課時（活動8）評價結果對消防滅火系統(tǒng)模型進行評價和改進，分組展示項目成果。能否完成項目，實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的設計。當堂討論；分享演示；評價結果第四課時（活動1）評價過程分析討論，計算出最優(yōu)方案。能否設計消防排煙系統(tǒng)，并分析最優(yōu)方案，對合作分析的過程進行評價。方案展示第四課時（活動2活動3）評價過程對系統(tǒng)優(yōu)化的因素和步驟進行合作分組合作學習。合作學習過程中的分工合作，交流和分享。當場生成結果第四課時（活動4活動5活動6）評價結果對排煙系統(tǒng)優(yōu)化探究后分享展示成果，并闡述優(yōu)化的意義等進行評價。小組代表展示成果，對成果進行評價。分享演示；評價結果第五課時（活動1）評價過程對消防預警系統(tǒng)的制作過程進行評價。從學生技術體驗、實踐操作和小組合作的過程進行評價。課中即時呈現(xiàn)結果第五課時（活動2活動3）評價結果對設計消防預警系統(tǒng)的方案展示和實物演示結果進行評價。能否設計出合理的方案和實現(xiàn)消防預警系統(tǒng)的功能進行評價。分享演示；呈現(xiàn)結果第五課時（作業(yè)）綜合評價單元自我評價與測試分維度、測試題課后評價與練習六、單元作業(yè)設計層次習題知識點核心素養(yǎng)水平答案A組1.什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的含義工程思維1略2.系統(tǒng)具有_____,______,______,_____特性。系統(tǒng)的特性工程思維1功能性；整體性；相關性；環(huán)境適應性。3.系統(tǒng)分析的基本方法有哪些？4.系統(tǒng)分析的基本原則有哪些？系統(tǒng)分析；工程思維略5.系統(tǒng)優(yōu)化的意義是（）A.實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化B.改善系統(tǒng)的環(huán)境C.調整系統(tǒng)的結構D.改變系統(tǒng)的特征系統(tǒng)優(yōu)化工程思維1A6.小張發(fā)現(xiàn)自己騎車特別費力，于是，他對自行車的各個組成部分進行分析和研究，從車圈到輪胎，從鏈條到腳蹬，最后排除了故障，下列選項與此案例無關的是（）。小張考慮到了自行車系統(tǒng)的相關性B．小張從新對自行車進行了設計C．小張對自行車系統(tǒng)進行了優(yōu)化D．小張對自行車系統(tǒng)進行了整體性分析系統(tǒng)的基本特性；系統(tǒng)優(yōu)化工程思維2BB組7.請設計并制作一個三葉形（或者香蕉形）回旋鏢（飛去來器）系統(tǒng)的設計創(chuàng)新設計工程思維2略8.在田忌賽馬的故事中，田忌用哪種方案贏了齊王？從系統(tǒng)優(yōu)化的角度分析田忌為什么能取勝？系統(tǒng)的優(yōu)化工程思維2略七、單元教學反思在核心素養(yǎng)背景下的真實情境下大概念引領大項目的大單元設計教學活動中。本單元的大項目是“技術助力消防安全”，通過學生身邊發(fā)生的火災事故，引發(fā)學生對消防安全系統(tǒng)的探究和思考。學生體驗了“消防自動報警系統(tǒng)”和經歷了分析設計“消防滅火系統(tǒng)”，以及“優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)”和應用場景下的“消防預警系統(tǒng)”的實踐等系列實踐體驗活動，學生體驗了系統(tǒng)及其設計的過程，增強了實踐操作能力，培養(yǎng)了工程思維。真實情境下大概念引領大項目的大單元設計，采用系列任務及問題串的形式引導學生將理論知識應用于生活實踐，深化了他們對系統(tǒng)及其設計的內涵以及單元重要內容的理解，初步培養(yǎng)了學生的工程思維，提高學生的技術意識、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)的育人目標，同時也提高了學生團隊協(xié)作能力，很好的完成了立德樹人的基本目標。第三單元技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計子項目1火情早知道——認識消防自動報警系統(tǒng)安徽省潁上第一中學段蓮花【教材分析】本節(jié)課是粵教版高中通用技術教材必修2第三章第一節(jié)，基于課程標準的要求，教學內容圍繞“南京盛鑫百貨失火”這一情境設計了五個子項目任務。通過讓學生分析消防系統(tǒng)的消防過程，引入本章主要教學內容，明確本章節(jié)學習的五個主要的子項目。本節(jié)內容以“認識消防自動報警系統(tǒng)”為主線，分小組進行組裝體驗，在消防自動報警系統(tǒng)子項目任務的達成過程中，理解系統(tǒng)的概念和系統(tǒng)的基本特征，進一步了解系統(tǒng)與子系統(tǒng)、系統(tǒng)與元素、系統(tǒng)的分類等?！緦W情分析】對高中生來說,他們已經有一定的生活經歷,并且通過第一節(jié)的學習,對系統(tǒng)的構成和特性有了基本認識,對具體系統(tǒng)實例已有所了解,對事物也有了一定的判斷能力。但他們對系統(tǒng)方法的運用并不了解,在日常生活中還不會有意識地用系統(tǒng)的方法去分析問題、解決問題。因此,我們需要通過講解,讓學生掌握系統(tǒng)分析的基本方法,并將系統(tǒng)的思想方法遷移到日常生活和學習中?！緦W習重點】重點：了解并初步掌握系統(tǒng)分析的方法?！緦W習難點】難點：運用系統(tǒng)思想分析解決實際問題?！緦W習環(huán)境】教學素材：教學課件、微視頻、學習任務單，操作說明等?！凹夹g體驗”準備：ARDUINOUNO主板，火焰?zhèn)鞲衅?7，蜂鳴器*7，打火機*7，9v電池組合*7，杜邦線若干?！舅仞B(yǎng)目標】通過課時的學習，使學生：（1）經歷體驗組裝消防自動報警系統(tǒng)，理解系統(tǒng)的含義，初步形成系統(tǒng)的觀念和意識，樹立學生的技術意識；（2）通過消防自動報警系統(tǒng)的分析，理解系統(tǒng)的基本特性，感知系統(tǒng)和工程現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的工程思維；（3）通過舉例分析和概括，了解系統(tǒng)的分類，系統(tǒng)與子系統(tǒng)和元素的關系，引導學生全面的認識系統(tǒng)；【活動設計】項目環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖項目引入同學們，剛剛我們觀看的是南京盛鑫百貨的火災視頻，評同學們從技術的角度思考以下問題：1.火災發(fā)生的可能原因？2.如何快速的知道有火情？觀看視頻；思考問題；跟老師互動，表達自己的觀點；通過火災視頻，引發(fā)學生思考：如何快速知道火情？引出本節(jié)課的主題“消防自動報警系統(tǒng)”項目確定知道了消防流程的第一個環(huán)節(jié)“知道火情”以后，接下來還有哪些環(huán)節(jié)要做呢？（教師引導學生回答）本章的項目主題“技術主力消防安全”共有5個子項目，我們今天來學習子項目1“火情早知道——認識消防自動報警系統(tǒng)”思考問題；表達自己的觀點教師引導學生理清消防流程，引出本章節(jié)的項目主題的5個子項目的內容項目分析同學們，觀看視頻的同時思考，我們生活中的“消防自動報警系統(tǒng)”由哪些部分組成？（教師引導學生回答）觀看視頻；思考問題；跟老師互動，表達自己的觀點；分解項目，細化問題項目實施任務一：認識消防自動報警系統(tǒng)活動1：了解了消防自動報警系統(tǒng)由傳感器、報警器、中央處理器、線路開關、電源等組成以后，請同學們思考：什么是系統(tǒng)？教師提示：請同學們參考書本或者學習資料，分小組討論并填寫項目學習單。學生分組展示交流：系統(tǒng)是指由兩個或者兩個以上的相互聯(lián)系、相互作用的部分（要素）所組成的，具有一定結構和功能的有機整體。自主學習；思考什么是系統(tǒng)？完成項目學習單，分組展示交流；讓學生理解系統(tǒng)的概念，培養(yǎng)學生的技術意識和工程思維任務二：自主學習體驗組裝問題：消防報警系統(tǒng)的功能是什么呢？接下來我們將體驗組裝一個消防報警系統(tǒng)裝置，老師給同學們準備了以下部分，同學們你們能把這個系統(tǒng)組裝好嗎？活動2：接下來請同學們探討以下兩個問題：1.火焰?zhèn)鞲衅魇侨绾胃兄鹧娴模?.蜂鳴器如何實現(xiàn)自動報警的？（學生自學資料文件，分組展示交流）小組合作學習資料文件，學習了解火焰?zhèn)鞲衅?，蜂鳴器，主控板的的原理；完成項目學習單，分組展示交流；了解相關的技術原理，培養(yǎng)學生的技術意識。動手組裝；合作體驗；通過小組合作，完成消防自動報警系統(tǒng)的組裝，培養(yǎng)技術意識和動手實踐的能力。任務三：分析系統(tǒng)的基本特性：活動4：知識總結——結合組裝體驗，分析系統(tǒng)的基本特性。（整體性；功能性；相關性；環(huán)境適應性）1．明確消防自動報警系統(tǒng)的功能是什么？2.消防自動報警系統(tǒng)如果缺失其中一個部分，會出現(xiàn)什么后果？3.傳感器是如何工作的？消防自動報警系統(tǒng)各部分之間如何協(xié)調工作的？根據(jù)任務二的活動，，進一步深入學習和探討分析系統(tǒng)的基本特性分析系統(tǒng)的基本特性，培養(yǎng)學生的工程思維。課堂小結：請同學分分享本節(jié)課的收獲？學生分享總結總結性學習和評價項目提升活動5：知識總結——系統(tǒng)的分類；系統(tǒng)與子系統(tǒng)和元素的關系。思考問題；跟老師互動，表達自己的觀點進一步深入全面地學習系統(tǒng)知識。項目總結同學們，我們今天通過認識組裝消防自動報警系統(tǒng)，了解了系統(tǒng)及其特性，了解了系統(tǒng)與子系統(tǒng)元素的關系以及系統(tǒng)的分類。人類社會一開始只有人工系統(tǒng)，為什么到后來有了人工系統(tǒng)了呢？人工系統(tǒng)是為了滿足人的需求，為解人們生活中的具體問題而誕生的。而我們學習系統(tǒng)及其特性就是為了更好的設計系統(tǒng)，任何系統(tǒng)都具有四個基本特性，設計系統(tǒng)的時候需要權衡分析，以便更好的滿足人類生活的需要。歸納總結培養(yǎng)學生工程思維能力【板書設計】組裝消防自動報警系統(tǒng)組裝消防自動報警系統(tǒng)子項目1：火情早知道——認識消防自動報警系統(tǒng)一、認識系統(tǒng)二、系統(tǒng)的基本特性（整體性功能性相關性環(huán)境適應性）三、系統(tǒng)與子系統(tǒng)元素的關系、系統(tǒng)的分類【評價設計】需要評價的活動評價目標評價任務評價標準評價方式活動1診斷評價對火災新聞的了解，對消防自動報警系統(tǒng)的組成部分的了解程度，進行診斷評價。對身邊的火災的了解程度、如何防范火情進行診斷評價。現(xiàn)場生成結果活動2評價過程對消防自動報警系統(tǒng)的軟件和硬件原理進行合作學習。能否正確組裝消防自動報警系統(tǒng)，實現(xiàn)自動報警功能?，F(xiàn)場操作演示結果活動4評價過程結合組裝體驗，分析系統(tǒng)的基本特性，小組合作，分享與展示結果。組裝過程中遇到什么困難，如何解決困難，小組分工合作完成任務的過程產生評價。現(xiàn)場分享展示子項目1：火情早知道—認識消防自動報警系統(tǒng)項目學習單班級：組長：小組成員：任務一認識消防自動報警系統(tǒng)1.消防自動報警系統(tǒng)組成部分有：_____,_____,_____,_____.2.什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)指由______________相互聯(lián)系、相互作用的______（要素）組成的，具有一定______和______的有機整體。3.明確消防自動報警系統(tǒng)的功能是？________任務二自主學習體驗組裝任務三分析消防自動報警系統(tǒng)知識學習（閱讀課本P88）：系統(tǒng)具有哪些基本特性：______,______,______,______。請根據(jù)你的體驗舉例說明：1.消防自動報警系統(tǒng)如果缺失其中一個部分，會出現(xiàn)什么后果？由此可分析出系統(tǒng)具有_________性。缺失部分產生的后果2.傳感器是如何工作的？消防自動報警系統(tǒng)各部分之間如何協(xié)調工作的？由此可分析出系統(tǒng)具有_________性。3.任何系統(tǒng)都是它所從屬的更大范圍、更高一級的_________，系統(tǒng)分解的最后層次或基本單元叫做_________。元素不可再分性，元素與系統(tǒng)的概念是相對而言的。4.按照系統(tǒng)的組成元素的性質可將系統(tǒng)分為_____,______,_____。分享與展示小組名：__________匯報人：__________分享：體驗消防自動報警系統(tǒng)模型組裝過程中遇到什么困難？怎么解決困難？體現(xiàn)了系統(tǒng)的哪些基本特征？項目自我總評：分工合作：問題解決：展示效果：第三單元技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計子項目2滅火要理性——分析消防滅火系統(tǒng)安徽省阜陽市紅旗中學李勇【教材分析】本節(jié)課主要介紹系統(tǒng)分析的基本方法,其中“系統(tǒng)分析及其一般步驟”是這一節(jié)的重點和難點,是將書本知識與實際應用相連接的一個重要途徑,能夠使學生運用系統(tǒng)的思想和方法處理和研究問題。【學情分析】對高中生來說,他們已經有一定的生活經歷,并且通過第一節(jié)的學習,對系統(tǒng)的構成和特性有了基本認識,對具體系統(tǒng)實例已有所了解,對事物也有了一定的判斷能力。但他們對系統(tǒng)方法的運用并不了解,在日常生活中還不會有意識地用系統(tǒng)的方法去分析問題、解決問題。因此,我們需要通過講解,讓學生掌握系統(tǒng)分析的基本方法,并將系統(tǒng)的思想方法遷移到日常生活和學習中?！緦W習重點】重點：了解并初步掌握系統(tǒng)分析的方法?！緦W習難點】難點：運用系統(tǒng)思想分析解決實際問題?！緦W習環(huán)境】硬件環(huán)境：多媒體教室。教學素材：教學課件、微視頻、學習任務單等。【素養(yǎng)目標】通過課時的學習，使學生：1、通過消防滅火技術領域對社會、環(huán)境的影響做出理性分析,形成技術的敏感性和負責任的態(tài)度,樹立學生的技術意識。2、能對消防滅火系統(tǒng)案例進行分析與解讀,了解系統(tǒng)分析的方法和基本原則。3、能運用系統(tǒng)分析的方法針對滅火問題進行要素分析、方案構思及比較權衡,培養(yǎng)學生的工程思維。項目環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖項目引入在上節(jié)課，我們已經完成了對系統(tǒng)構成及特性的認識，同時實現(xiàn)了消防系統(tǒng)自動報警功能。那么，作為一個消防系統(tǒng)，憑借一個報警功能就能解決我們生活中的火災安全問題的嗎？播放火災消防視頻。要求學生觀看中思考：如何避免火災損失？學生觀看視頻，思考，回答問題。激發(fā)學生探究問題的欲望，形成學生對技術的敏感性和負責任的態(tài)度,樹立學生的技術意識和安全意識。項目實施我們可以看到肆虐的火災給人們生命安全和財產安全帶來了嚴重威脅。所以，滅火是實現(xiàn)消防安全極為重要的一個環(huán)節(jié)！聽講導入本節(jié)課學習主題。一、系統(tǒng)分析的步驟（一）、闡明問題確定目標問題：如何避免火災損失？目標：滅火！討論：滅火前需要明確哪些問題呢？需要明確：滅火場所、火的類型、滅火者執(zhí)行者、滅火介質、滅火方式等。以一般辦公樓作為滅火場景進行系統(tǒng)分析思考討論：誰去滅？用什么滅？怎么滅？聽講，分析討論如何避免火災損失通過對消防滅火系統(tǒng)的分析和討論，了解系統(tǒng)分析的過程和原則，突破教學重點。（二）、分析研究制訂方案任務一：分析討論滅火執(zhí)行者（誰滅火？）歸納：1、人工滅火方案一:人工直接滅火優(yōu)勢:簡單直接、有一定效率不足:較危險、效率無保證方案二:人工控制消防系統(tǒng)滅火優(yōu)勢:效率高、安全不足:存在不確定因素2、自動滅火方案一:自動電子控制優(yōu)勢:有良好精確性、效率高不足:易受到影響而失控方案二:自動機械控制優(yōu)勢:較電子控制相對穩(wěn)定不足:啟動較電子控制慢方案三：自動組合式（電子+機械）控制小組討論展示交流討論如何滅火，對消防滅火進行系統(tǒng)分析優(yōu)勢：快速穩(wěn)定不足：相對成本稍高任務二：分析討論滅火介質（用什么滅火？）討論滅火介質類型及適用場所經分析：選擇清水小組討論展示交流分析滅火介質，培養(yǎng)學生系統(tǒng)分析的能力任務三：分析討論滅火方式（怎么滅火？）自動噴水系統(tǒng)構成部分分析：噴頭（數(shù)量、位置）供水管網（規(guī)格、與環(huán)境關系）加壓泵（功率）消防水箱（容量、位置、與環(huán)境關系）消防主控機（位置）小組討論討論如何滅火，培養(yǎng)學生系統(tǒng)分析的能力（三）評價比較確定最佳方案方案一：人工直接滅火（人工+樓層滅火器材）方案二：人工控制消防管網滅火方案三：自動電子控制滅火方案四：自動機械控制滅火方案五：自動組合式（電子+機械）噴水滅火系統(tǒng)評價依據(jù)：系統(tǒng)性能指標、運行效果等選擇：方案5播放視頻：方案5消防系統(tǒng)模擬工作過程聽講，分析討論方案比較，培養(yǎng)系統(tǒng)分析的思想方法和工程思維系統(tǒng)分析的基本原則任務4：嘗試歸納系統(tǒng)分析的基本原則聽講，分析討論歸納總結系統(tǒng)分析含義同學們，圍繞著解決滅火問題，我們經歷了一個滅火方案的制定和選擇的分析過程，過程中遵循了一些基本原則，相對篩選了一個解決問題的最佳方案，這就是系統(tǒng)分析。系統(tǒng)分析是一種科學決策的方法。聽講，領悟。明確指出系統(tǒng)分析是一種科學決策的方法。系統(tǒng)分析實踐任務5：分析長沙電信大樓火災事故消防系統(tǒng)可能性故障提出問題：據(jù)了解，噴水消防系統(tǒng)是各類辦公大樓最基礎的消防設施，湖南電信大樓也會有此類系統(tǒng)，那為何還會出現(xiàn)如此嚴重火災？長沙電信大樓相關背景介紹。建立事故分析小組，分組討論，形成初步分析結果。分析提示：由噴水消防系統(tǒng)的構成及其體現(xiàn)的系統(tǒng)分析基本原則角度展開分析。請同學們展示分析結果。點評、歸納學生觀點。依據(jù)系統(tǒng)分析的過程和原則，梳理系統(tǒng)可能性故障。通過實踐活動，讓學生體會系統(tǒng)分析的基本方法的運用，能針對某一具體技術問題進行要素分析、方案構思和比較權衡，培養(yǎng)學生工程思維，突破教學難點拓展提升1、濕式噴水滅火系統(tǒng)在準工作狀態(tài)下配水管道里面充滿水，有滲漏的可能性，怎么辦？2、干式噴水滅火系統(tǒng)配水管道排氣充水需時間怎么辦？3、辦公大樓里面通常還會有一些電器，若是電器部分失火，作為消防系統(tǒng)，該如何體現(xiàn)滅火功能呢？分析討論拓展知識，培養(yǎng)學生用系統(tǒng)分析的方法分析生活中的系統(tǒng)。項目總結引導性總結：1、系統(tǒng)分析的過程2、系統(tǒng)分析的原則3、系統(tǒng)分析思想師生共同總結。歸納總結，梳理本節(jié)所學知識?！景鍟O計】【評價設計】通過真實案例引導、視頻播放和創(chuàng)設情境等引入激發(fā)了學生的學習熱情和探究興趣，取得了較好的教學效果，教學目標得到落實，學生都能很好的理解系統(tǒng)的重要性以及系統(tǒng)優(yōu)化的含義和意義，能在教師的引導下探究系統(tǒng)優(yōu)化，并歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的影響因素和一般步驟。需要評價的活動評價目標評價任務評價標準評價方式活動1活動2、活動3評價過程對討論的結果進行評價，討論分析誰去滅火、用什么滅火、如何滅火等問題。分析系統(tǒng)的過程中，小組合作討論任務的過程產生評價。現(xiàn)場分享展示活動4、活動5評價結果歸納系統(tǒng)分析的一般過程；對火災事故的可能性故障進行分析。能否分析出系統(tǒng)分析的一般過程；能否對火災的可能性故障進行分析。課中即時呈現(xiàn)結果子項目2：滅火要理性—分析消防滅火系統(tǒng)項目學習單班級：組長：小組成員：任務1分析討論滅火執(zhí)行者（誰滅火？）初步結果：結論：任務2分析討論滅火介質（用什么滅火？）初步結果：結論：任務3分析討論滅火方式（怎么滅火？）初步結果：結論：系統(tǒng)分析的主要步驟是：任務4任務四：嘗試歸納系統(tǒng)分析的基本原則基本原則：任務5試分析長沙電信大樓消防系統(tǒng)（濕式噴淋）可能性故障可能性故障1備注可能性故障2說清楚系統(tǒng)分析的基本原則在故障方案中有無體現(xiàn)。其他可能性故障你對該消防系統(tǒng)的建議1.2.項目自我總評：分工合作：問題解決：展示效果：第三單元技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計子項目3火情我控制——設計消防滅火系統(tǒng)安徽省潁上第一中學彭卓【教材分析】本課是第三單元項目《技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計》的子項目3。本節(jié)內容以消防滅火系統(tǒng)的設計制作為主線，貫穿始終，在消防系統(tǒng)子項目任務——消防滅火系統(tǒng)的達成過程中，經歷簡單消防系統(tǒng)制作的一般過程，進一步掌握系統(tǒng)設計的基本方法，增強物化能力?！緦W情分析】通過必修一的學習，學生已經掌握設計的一般過程，經過前面兩節(jié)的探究，已經初步認識了消防系統(tǒng)的組成、了解了消防滅火的基本原理、初步進行了消防滅火系統(tǒng)的方案分析與權衡。但是對于系統(tǒng)設計的基本方法實現(xiàn)還沒有系統(tǒng)學習。【學習重點】掌握系統(tǒng)設計的基本方法，利用已經掌握的系統(tǒng)知識、系統(tǒng)設計的基本方法解決實際問題。【學習難點】通過對簡單消防自動報警系統(tǒng)的分析，理解系統(tǒng)的主要特性?！緦W習環(huán)境】學習準備ARDUINOUNO主板、擴展板*7，火焰/煙霧傳感器*7，繼電器*7，小水泵*7，杜邦線若干，固定架*7，膠槍，打火機/蠟燭*7，9v電池組合*7，煙霧產生物（艾柱*7代替）、礦泉水瓶子*7，測試用充電寶兩個，儲水盒兩個。學習資源智慧課堂項目學習單*6、操作說明*6【素養(yǎng)目標】通過課時的學習，使學生：（1）能根據(jù)生活中的消防安全問題情境，分析進行相關技術選擇的原因，能運用相關數(shù)據(jù)進行技術設計（技術意識）。（2）通過經歷消防滅火系統(tǒng)的設計，總結歸納出系統(tǒng)設計的一般方法；能運用系統(tǒng)的分析方法，形成可能的解決方案；能通過模擬實驗對消防滅火系統(tǒng)技術方案進行性能評估與改進（工程思維）。（3）能根據(jù)問題解決、考慮人機關系，遵循設計的一般原則和規(guī)范，運用技術語言對消防滅火系統(tǒng)進行多個方案設計，形成一定的創(chuàng)新設計能力（創(chuàng)新設計）。（4）能對消防滅火系統(tǒng)的流程圖、簡單的電路圖、草圖進行表達與交流設計構思（圖樣表達）。（5）能結合消防安全的技術領域，了解消防滅火系統(tǒng)的相關原理，并能根據(jù)方案選擇材料、進行模型的組裝與測試，撰寫簡單地試驗報告，對工具的使用有一定的規(guī)范、安全、環(huán)保意識，操作過程中，形成良好的合作意識和精益求精的工匠精神（物化能力）。【活動設計】:項目環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖想一想“消防滅火系統(tǒng)目標和參數(shù)是什么”子項目情境導入：引出項目主題——設計消防滅火系統(tǒng)。根據(jù)子項目情境，討論以下問題：什么條件觸發(fā)消防滅火功能？用什么工具進行消防滅火？消防滅火的時間、大小、壓力、形狀指標分別是多少？確定自動消防滅火系統(tǒng)目標和性能指標并記錄在學案中確定目標——通過情景展示問題回答，引出子項目，確定自動消防滅火系統(tǒng)設計的總體目標和性能指標。系統(tǒng)設計基本方法步驟1：確定系統(tǒng)設計的總目標和性能指標討論本系統(tǒng)實現(xiàn)可能會遇到的問題、相關原理和約束。展示大單元脈絡和子項目流程安排，播放解說濕式噴淋滅火系統(tǒng)原理視頻動畫。引導并幫助學生利用學習資料進行原理學習。3、引導學生對歸納的原理和約束進行總結和展示。1、回憶前兩節(jié)探究的消防報警系統(tǒng)和滅火方法分析，思考噴水滅火的具體性能指標。2、觀看消防滅火系統(tǒng)動畫演示，了解消防滅火系統(tǒng)的工作過程。3、小組呈現(xiàn)本組的討論結果，其他小組補充。每組記錄員在項目活動單上記錄。步驟2：分析系統(tǒng)設計的相關原理和約束明確問題——通過小組內合作探究的過程，明確消防滅火設計的難點部分（原理和約束條件）。大單元銜接，確定子項目課題要完成的具體系統(tǒng)指標。消防滅火系統(tǒng)的方案設計1、引導學生完善項目學習單——消防滅火系統(tǒng)方案設計。智慧課堂平板下發(fā)作業(yè)，引導小組分享系統(tǒng)模塊構成、工作流程圖。大屏展示提交結果。完善學案1、畫出消防滅火系統(tǒng)的組成層次圖：功能模塊、子系統(tǒng)、要素。2、畫出消防滅火系統(tǒng)工作流程圖。3、通過智慧課堂平板拍照提交到教師端，進行展示與評價。步驟3：制定設計方案梳理各個子系統(tǒng)如何進行聯(lián)系，明確系統(tǒng)的組成、子系統(tǒng)的組成、連接方式、工作流程，為系統(tǒng)總體功能的實現(xiàn)做準備。消防滅火系統(tǒng)的技術設計引導學生進行技術學習。學習相關技術原理通過查閱資料和實驗器材操作說明，學習消防滅火模型實驗相關器材的工作原理。分組討論，合理解決子系統(tǒng)之間的矛盾如：主控板的輸出電壓和水泵的工作電壓之間的矛盾；水箱高度大小、水泵的壓力大小和消防效果之間的關系等。完成學案表格，分享展示步驟4：系統(tǒng)總體技術設計。解決系統(tǒng)設計的關鍵環(huán)節(jié)——技術設計，攻克技術難點，解決系統(tǒng)矛盾。消防滅火系統(tǒng)的組裝與測試引導學生分組制作、測試結果。學生制作（根據(jù)操作說明上面的模塊和功能、連接方式介紹，按照設計草圖進行組裝、測試）步驟5：組裝與測試通過組裝與測試，提升物化能力。消防滅火系統(tǒng)的優(yōu)化引導各組學生開展本組作品的優(yōu)化。記錄：測試問題、尋找優(yōu)化方法、改變參數(shù)、觀察測試結果。驗證后優(yōu)化作品。步驟6：系統(tǒng)的優(yōu)化對系統(tǒng)進行不斷優(yōu)化，培養(yǎng)工匠精神。評價與改進問題：實際應用中，還應該考慮哪些問題？如何解決呢？引導學生開展組間作品評價與改進。思考實際生活中火災發(fā)生的復雜性和應對方法。小組之間對消防滅火系統(tǒng)模型進行評價與改進。步驟7：系統(tǒng)的評價改進交流設計經驗，樹立良好的評價意識。項目評價引導學生開展小組自評和互評（側重對項目過程的評價，而不是結果的評價）分組展示項目成果：分工與合作，問題與收獲，展示與改進（通過介紹草圖、方案、作品模型）過程性評價有利于促進學生的活動參與，也是發(fā)展通用技術學科核心素養(yǎng)的需要。項目總結拓展1、過程與知識總結：引導學生總結消防滅火系統(tǒng)設計經過了哪幾個步驟。2、項目拓展。總結：消防滅火系統(tǒng)設計經過了哪幾個步驟。2、思考：真實情境中，面對消防安全問題，我們該如何應對？歸納梳理，總結反思項目實施過程中的得與失。為后續(xù)學習埋下伏筆?！景鍟O計】確定系統(tǒng)目標子項目3：火情我控制-設計消防滅火系統(tǒng)確定系統(tǒng)目標項目確定項目分析項目確定項目分析項目實施項目評價系統(tǒng)設計方法分析原理分析原理和約束條件設計方案設計方案組裝與測試組裝與測試系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化評價與改進評價與改進【評價設計】需要評價的活動評價目標評價任務評價標準評價方式活動1評價結果畫出消防滅火系統(tǒng)的組成和工作流程圖。能否正確畫出消防滅火系統(tǒng)的組成和工作流程圖現(xiàn)場生成結果結果和流程圖活動2評價過程對消防滅火系統(tǒng)的相關技術原理進行合作學習。能否正確繪制草圖，實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的功能?，F(xiàn)場生成結果活動3活動4評價過程繪制草圖、組裝測試，分析優(yōu)化消防滅火系統(tǒng)。能否正確設計并實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的功能。現(xiàn)場分享展示活動8評價結果對消防滅火系統(tǒng)模型進行評價和改進，分組展示項目成果能否完成項目，實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的設計。當堂討論；分享演示；評價結果（1）快速問答：通過對相關技術原理涉及的問題采用快速問答方式確定是否掌握（是/否，對/錯）。（2）可視化反饋：對項目設計的思維導圖、結構圖、流程圖等用平板拍照上傳。（3）糾錯：對試驗測試結果進行糾錯。（4）總結：進行本組分工合作、收獲體驗、完成效果的展示與自評。設計意圖：評價設計運用過程性評價、多元評價相結合，關注全體學生的參與和成長，激勵學生改進項目設計，通過交流，完善自己的設計，使得每個學生在活動中都能得到發(fā)展。同時也讓學生知道，評價是技術設計中必不可少的環(huán)節(jié)。子項目3：火情我控制—設計自動噴水滅火系統(tǒng)項目學習單班級：組長：小組成員：步驟具體內容目的確定系統(tǒng)總體目標自動噴水滅火系統(tǒng)的總體目標：確定系統(tǒng)總體目標和性能指標系統(tǒng)原理、約束條件1、基本原理：2、約束條件：明確系統(tǒng)與系統(tǒng)、系統(tǒng)與環(huán)境的矛盾沖突、基本工作原理方案設計畫出噴水滅火系統(tǒng)的組成層次圖（子系統(tǒng)、要素）畫出噴水滅火系統(tǒng)工作流程圖明確系統(tǒng)、子系統(tǒng)的組成結構技術設計學習實驗器材上的操作說明、知識點材料。進行整體技術設計，解決系統(tǒng)矛盾。針對活動2中確定的原理和約束進行學習，解決系統(tǒng)整體技術問題。組裝與測試記錄出現(xiàn)的問題和解決措施：問題解決辦法：進一步理解系統(tǒng)各部件的聯(lián)系和作用系統(tǒng)的優(yōu)化通過改變輸入、過程、輸出等，進行優(yōu)化系統(tǒng)設計。體會創(chuàng)新的過程是一個不斷驗證的過程。評價與改進小組之間對噴水滅火系統(tǒng)模型進行評價與改進。對設計方案的驗證和完善項目自我總評：分工合作：問題解決：展示效果：第三單元技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計子項目4：排煙優(yōu)處理——優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)安徽省臨泉第一中學莊棟棟【教材分析】本課內容以簡單消防滅火系統(tǒng)的優(yōu)化為主線，在消防系統(tǒng)子項目——防排煙任務的達成過程中，理解系統(tǒng)優(yōu)化意義，理解影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素分析、總結和歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的方法?！緦W情分析】通過前面三個子項目的學習探究學生對消防滅火系統(tǒng)的含義、特征及系統(tǒng)的思想和方法已經有了一定的認識。但學生在具體問題的分析過程中，往往會局限于問題的表面，不能靈活運用系統(tǒng)的思想方法進行優(yōu)化。所以這節(jié)課主要是對學生進行引導，幫助學生從宏觀上把握系統(tǒng)優(yōu)化的全過程，帶領學生探究和領略系統(tǒng)優(yōu)化的意義和方法?！緦W習重點】理解防排煙系統(tǒng)優(yōu)化的意義，理解影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。【學習難點】探究系統(tǒng)優(yōu)化的方法。【學習環(huán)境】軟硬件環(huán)境：通用技術專用實踐室，教學白板、項目學習單、項目活動資源、微視頻、軟件及課件。教學素材：ARDUINOUNO主板、擴展板*6，溫濕度傳感器*6，杜邦線若干，面包板或固定架*6，膠槍，打火機*6，煙霧產生物（檀香*6代替），測試用充電寶*6，紙質房屋模型*6?！舅仞B(yǎng)目標】通過課時的學習，使學生：（1）通過對消防滅火系統(tǒng)改進的分析與思考，理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義。（2）通過消防排煙系統(tǒng)的分析與探究，理解影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。（3）通過對防排煙系統(tǒng)這一具體案例的分析與探究，總結歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的方法，并能運用系統(tǒng)原理和系統(tǒng)分析方法進行簡單的系統(tǒng)優(yōu)化設計活動，嘗試解決技術問題，在這個過程中樹立學生的技術意識和工程思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力和圖樣表達能力?！净顒釉O計】項目環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖項目引入同學們，我們在前面的子項目學習中，已經完成了消防滅火系統(tǒng)的分析與設計。現(xiàn)在我們的消防滅火系統(tǒng)已經實現(xiàn)了自動報警和滅火兩個功能。那么它能否解決我們生活中的火災安全問題呢？在火災中對人們威脅最大的是什么？（設問）播放《火災中造成人員傷亡的主要原因》科普視頻。要求學生帶著問題觀看，思考：1、為什么我們對消防滅火系統(tǒng)做了很多改進，還沒有徹底解決安全問題呢？2、我們已經進行了的工作，有什么意義呢？（教師引導回答）我們可以看到在我們的子項目1里面，我們完成了自動報警的設計他可以更及時的警醒人們火災的發(fā)生。在子項目2和子項目3的實踐活動中，消防滅火系統(tǒng)增加了滅火的功能和模塊，可以撲滅小規(guī)模的火災，這些在一定程度上是可以保證我們的安全的，可以實現(xiàn)消防滅火系統(tǒng)的部分目標。但是系統(tǒng)缺乏對煙霧的處理，不能做到更好的保護人的生命安全。這樣的設計看似都實現(xiàn)了預定的目標和功能，但是它們沒有考慮到生活具體問題的復雜性，它們并沒有完整的實現(xiàn)消防系統(tǒng)應有的功能，可見它們都不是最優(yōu)化的設計。所以設計不僅僅是設計，更是考慮局部和整體之間、現(xiàn)在和未來發(fā)展之間一個最優(yōu)化的系統(tǒng)。學生觀看視頻，思考，分析，回答問題。學生分析、交流、討論，在教師引導下歸納。項目引入-用生活創(chuàng)設情景，吸引學生的思考，激發(fā)學生探究問題的積極性，活躍課堂氣氛。通過分析消防滅火系統(tǒng)的功能實現(xiàn)對火災的影響和對人的生命安全保護作用，讓學生形成技術的敏感性和負責任的態(tài)度，樹立技術意識。同時通過案例分析，讓學生深深的體會到系統(tǒng)優(yōu)化的重要性，突破教學重點。項目實施任務1總結歸納系統(tǒng)優(yōu)化的含義與意義系統(tǒng)優(yōu)化的含義：根據(jù)我們剛才對系統(tǒng)的分析與探究，在很多復雜的系統(tǒng)問題中，實施方案五花八門，干擾因素四面八方，我們不可能逐個方法嘗試，也不能漫無目的的瞎蒙。因此我們有必要進行定性、定量的科學分析，尋找系統(tǒng)最優(yōu)解。系統(tǒng)優(yōu)化就是在給定的條件下，通過一定的手段和方法使系統(tǒng)獲得更佳功能或更佳效益的過程。系統(tǒng)優(yōu)化的意義：實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，可以在一定資源條件下獲得最佳效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。任務2分析、探討排煙系統(tǒng)的優(yōu)化策略請每組同學拿出工具箱，里面是我們原先完成的消防系統(tǒng)，補充的材料，每組準備了一個不同的房屋模型。假如這個房屋某個位置起火，應當怎樣設計才能使煙霧得到最大程度的排除？結合消防滅火系統(tǒng)的案例，總結歸納系統(tǒng)優(yōu)化的含義和意義。分析、討論，計算出最優(yōu)化方案，總結系統(tǒng)優(yōu)化的因素和步驟。讓學生通過對消防滅火系統(tǒng)的分析和討論，總結歸納系統(tǒng)優(yōu)化的含義和意，突破教學重點。通過活動探討，親身體驗發(fā)現(xiàn)問題的過程，培養(yǎng)學生敏銳的觀察能力和分析能力。任務3：總結排煙系統(tǒng)的優(yōu)化要素通過上面的實踐探究活動，我們可以總結出系統(tǒng)優(yōu)化要素。1、優(yōu)化目標：系統(tǒng)優(yōu)化的目標要適度。2、約束條件：對系統(tǒng)優(yōu)化起限制作用，不能人為調整。3、影響因素：對系統(tǒng)優(yōu)化產生影響，可人為調節(jié)。系統(tǒng)優(yōu)化的一般步驟。1、提出需要優(yōu)化的問題和目標。2、分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的各種因素。3、選擇合適的最優(yōu)化方法。4、解決問題，優(yōu)化系統(tǒng)。5、進行驗證和完善。任務4：深入優(yōu)化系統(tǒng)，展示交流請同學們利用我們所學知識與分析成果，進行系統(tǒng)因素分析、比較與權衡，進一步優(yōu)化排煙系統(tǒng)的設計圖，使用模型驗證、完善系統(tǒng)。在實踐的基礎上進行總結、歸納。1、進行排煙系統(tǒng)優(yōu)化探究。2、展示過程，分享成果，互相交流。3、請小組代表展示成果，并闡述優(yōu)化的意義。活動小結，實現(xiàn)知識的內化和升華。通過運用文字和圖樣對技術對象加以描述和交流，提升學生的圖樣表達能力；通過對技術問題進行創(chuàng)新性方案構思，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。突破教學重難點。項目總結引導學生總結。實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化意義：1、價值。節(jié)省了時間，人力物力財力。2、環(huán)境。改善了人類的生存環(huán)境。3、生命。提高了生命的質量。4、改變命運。改變全人類的命運。今天我們以設計師的身份在課堂上進行消防滅火系統(tǒng)的優(yōu)化，仔細觀察，消防滅火系統(tǒng)還有很多地方可以進行系統(tǒng)優(yōu)化，如逃生引導，急救保障等。優(yōu)化，讓我們的系統(tǒng)和設計變得更加美好。歸納總結進行活動總結，實現(xiàn)知識的內化遷移，并對優(yōu)化的意義進行升華、提高?！景鍟O計】子項目4：排煙優(yōu)處理——優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)一、系統(tǒng)優(yōu)化的意義1、優(yōu)化目標二、系統(tǒng)優(yōu)化因素2、約束條件3、影響因素三、系統(tǒng)優(yōu)化的一般步驟【評價設計】需要評價的活動評價目標評價任務評價標準評價方式活動1評價過程分析討論，計算出最優(yōu)方案。能否設計消防排煙系統(tǒng)，并分析最優(yōu)方案，對合作分析的過程進行評價。方案展示活動2活動3評價過程對系統(tǒng)優(yōu)化的因素和步驟進行合作分組合作學習。合作學習過程中的分工合作，交流和分享。當場生成結果活動4活動5活動6評價結果對排煙系統(tǒng)優(yōu)化探究后分享展示成果，并闡述優(yōu)化的意義等進行評價。小組代表展示成果，對成果進行評價。分享演示通過真實案例引導、視頻播放和創(chuàng)設情境等引入激發(fā)了學生的學習熱情和探究興趣，取得了較好的教學效果，教學目標得到落實，學生都能很好的理解系統(tǒng)的重要性以及系統(tǒng)優(yōu)化的含義和意義，能在教師的引導下探究系統(tǒng)優(yōu)化，并歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的影響因素和一般步驟。子項目4：排煙優(yōu)處理—優(yōu)化消防排煙系統(tǒng)項目學習單班級：組長：小組成員：步驟具體內容目的分析優(yōu)化消防系統(tǒng)的作用1、在我們之前完成的項目里，通過什么樣的方式和改進，實現(xiàn)了預防和消滅火災的目標？2、這樣的改進有什么意義？通過對經典案例的分析和討論，總結歸納系統(tǒng)優(yōu)化的含義與意義。突破教學重點。系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件與影響因素以我們所處的教學樓教室為實例，結合我們完成的簡易消防滅后系統(tǒng)，參照老師準備的防排煙系統(tǒng)工作原理的資料，具體分析影響消防排煙優(yōu)化的因素。排煙系統(tǒng)優(yōu)化的目標排煙系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件影響排煙系統(tǒng)優(yōu)化的因素分析、討論，總結系統(tǒng)優(yōu)化的因素和步驟優(yōu)化方案設計畫出排煙系統(tǒng)的組成層次圖（子系統(tǒng)、要素）畫出排煙系統(tǒng)工作流程圖通過運用文字和圖樣對技術對象加以描述和交流，提升學生的圖樣表達能力組裝與測試記錄出現(xiàn)的問題和解決措施：問題解決辦法：進一步理解系統(tǒng)各組分之間的合理連接和協(xié)調評價與改進小組之間對排煙系統(tǒng)模型進行評價與改進。對設計方案的驗證和完善項目自我總評：分工合作：問題解決：展示效果：第三單元技術助力消防安全——系統(tǒng)及其設計子項目5綜合實踐活動——基于arduino消防預警系統(tǒng)實踐安徽省阜陽四中慕磊【教材分析】本模塊旨在為學生通過技術探究，分析影響優(yōu)化的因素并通過對簡單系統(tǒng)的設計實現(xiàn)，初步學會簡單系統(tǒng)設計的基本方法，增強系統(tǒng)與工程思維的能力。【學情分析】第一、學生對日常生活的消防技術有所了解，但是對具體的工作原理并不清楚；第二、作為大項目的最后一個子項目，基于前四個項目的學習，學生已經有了相應的基礎對本項目有探索欲望，需要在課堂上給他們提供機會來鍛煉自己的思考、合作、表達、動手、反思等多種能力；第三、高中生需要樹立正確的系統(tǒng)觀念?！緦W習重點】從技術應用的角度，體驗系統(tǒng)分析及設計的過程，理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義、影響因素及優(yōu)化步驟?！緦W習難點】運用系統(tǒng)分析的方法及