《智能安防》教學設計

朱玲 陳曉祥 肖三嶺 曹恒來

學習內容分析

本課內容來自蘇科版小學信息技術六年級第17課《智能安防與家居》，屬于物聯網模塊。隨著經濟的發(fā)展、社會的進步，人們的生活水平得到了很大提高。在享受生活之余，家居安全成為人們非常牽掛的事情。智能安防系統(tǒng)由智能主機、報警器、各類探測器和通信網絡組成。本課的主要學習內容是在了解探測器的類型與功能的基礎上，能夠選擇合適的探測器，對不同的家居區(qū)域進行合理布防。在布防和測試的過程中，了解智能安防系統(tǒng)的組成及工作方式。

學習者分析

本課的學習對象是小學六年級的學生，這個年齡段的學生喜歡交流和分享，在觀察、分析、思考能力上已有比較好的表現，同時也具備了一定的合作學習能力。通過前面課程的學習，學生知道通過傳感器可以實現對“物”的智能感知，以及超聲波傳感器和紅外傳感器的應用，對家居環(huán)境中存在的安全隱患也有所了解。有些學生在生活實踐中可能也體驗過智能安防系統(tǒng)，這些體驗將有助于本節(jié)課內容的學習。

學習目標

①了解探測器的類型與功能。②了解智能安防系統(tǒng)的基本組成及其工作方式。③知道不同家居區(qū)域存在的主要安全隱患，并能選擇合適的探測器進行布防。④在模擬布防的過程中，體驗智能安防的安全和便捷。

教學過程

1.情境導入，提出問題

你喜歡旅游嗎？當全家人外出游玩時，家中長時間沒人照看，你放心嗎？觀看圖片并思考：①沒人照看的家，真的安全嗎？②當人在外面時，你如何保證家中安全？

揭示課題：家是我們避風的港灣，但也需要我們的守護。當我們外出工作、學習、旅游時，智能安防系統(tǒng)可以幫助我們監(jiān)護家的安全。

設計意圖：通過圖片展示，引發(fā)學生思考“沒人照看的家真的安全嗎”，激發(fā)學生學習本課的興趣。

2.分析體驗，認識探測器

活動1：結合生活經驗，使用家園模型分析家居環(huán)境中存在的主要安全隱患。

小結：家居環(huán)境中的安全隱患較為復雜。不同的區(qū)域存在著不同的安全隱患，如廚房可能會發(fā)生燃氣泄漏，小偷可能從門窗進入，火災可能會發(fā)生在房間、廚房、客廳，衛(wèi)生間可能會出現漏水問題等。

快速地采集到安全隱患信息，是防止安全事故發(fā)生的第一步。想一想，我們之前認識的什么裝置能夠感知信息？

活動2：體驗感悟，認識探測器。

（1）教師演示燃氣泄漏探測器采集信息，并拆機展示。

小結：燃氣泄漏探測器中的氣體傳感器能夠迅速監(jiān)測到可燃氣體，并將這一危險信息“翻譯”成電子信號，作出相應的警報提示等反應。探測器的種類有很多，不同的探測器有著不同的功能，能夠解決的安全隱患也各不相同。

（2）根據實驗報告單（如圖1），分組體驗漏水探測器、煙霧探測器、門窗磁感應器的報警功能。

小結：當家中發(fā)生危險時，相應的探測器會在第一時間內采集到“危險信息”，并將這一“危險信息”傳遞給報警控制器；如果“危險信息”滿足報警條件，探測器就會發(fā)出報警信號。

設計意圖：借助家園模型，幫助學生直觀認識家居環(huán)境中安全隱患的類型及位置。通過演示燃氣泄漏探測器采集信息及拆機展示，使學生了解探測器的工作原理。在實驗報告單的支持下，小組合作體驗各類探測器的功能，親身感受探測器的工作方式。

3.回到生活，設計搭建安防系統(tǒng)

當家中無人時，僅有警報聲響還不夠，還需要采取其他的防護措施才能保證家中安全。

活動3：設計并布防智能家居安防系統(tǒng)。

（1）每個小組選擇一種安全隱患，設計智能安防方案（如圖2），并在家園模型中進行布防與測試。

（2）分組匯報：方案設計、測試結果。

（3）思考：①針對同一種安全隱患，探測器的選擇只有一種嗎？②智能攝像頭是不是能被布防在任何地方？為什么？

小結：在智能防盜系統(tǒng)中，用到了門窗磁感應器、智能攝像頭等探測器，當有人闖入時，門窗磁感應器和智能攝像頭會發(fā)出警報聲，并且將這一危險信息傳遞給智能主機，智能主機將報警信號通過網絡傳遞到業(yè)主手機、物業(yè)、110等。在智能防盜系統(tǒng)的基礎上，加入煙霧探測器、漏水探測器、燃氣泄漏探測器等多種不同類型的探測器，就可以形成由探測器、通信網絡、報警控制器、控制設備和智能處理中心組成的智能安防系統(tǒng)。

設計意圖：在本環(huán)節(jié)中，學生拿到的實驗器材更加豐富多樣，依據智能安防方案的設計，將器材安放到合適的位置，并通過模擬發(fā)生安全隱患，觀察各實驗器材之間是如何進行聯動工作的，分析智能安防系統(tǒng)的工作方式。

4.知識遷移，感受校園智能安防系統(tǒng)

活動4：觀看視頻《新型校園防守》，思考：①校園安防與家園安防有何區(qū)別？②你怎樣看待智能安防系統(tǒng)？

小結：智能安防系統(tǒng)不僅能解決家園的后顧之憂，還被廣泛應用于校園、商場、博物館等多種場所。當然，智能安防系統(tǒng)也有可能會引發(fā)一些潛在的問題。我們在享受智能安防系統(tǒng)帶來的便捷與安全的同時，要注意保護好個人隱私。

設計意圖：近年來，校園安全一直是備受關注的話題，通過視頻的方式讓學生直觀地了解到智能安防系統(tǒng)在學校的應用，知道智能安防系統(tǒng)在保護我們的同時也可能帶來潛在問題，學會保護自己的個人隱私。

教學反思

智能安防的基本目標是為人們提供一個舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。雖然很多學生在日常生活中使用過智能安防系統(tǒng)，但對智能安防系統(tǒng)的組成和工作方式是比較陌生的。本課借助家園模型，帶領學生分析家居環(huán)境中安全隱患的類型及位置，然后現場拆機演示燃氣泄漏探測器是如何采集信息的，使學生了解探測器的工作原理，體驗探測器的報警功能。設計智能安防方案并布防測試的活動，讓學生在布防安防系統(tǒng)的過程中，歸納出智能安防系統(tǒng)的組成及工作方式。

在第二個實驗中，學生在家園模型中布防測試智能安防系統(tǒng)時，不同的小組在合作過程中出現了不一樣的效果。個別小組把精力放在了安裝探測器上，沒有充分體驗到智能安防系統(tǒng)的工作過程，導致在分析安防系統(tǒng)時，對安防系統(tǒng)的組成和工作方式的認識比較模糊。在今后的教學中，要關注合作學習的組織結構，充分考慮學生的個體差異，合理調配小組成員，以便于小組作為一個整體協同完成任務。注重建立合作學習的規(guī)則，使得每位成員都能明確自己的責任，從而積極主動地參與到學習活動中，確保合作學習的順利實施。

點? 評

本課是六年級物聯網模塊中的內容，授課教師創(chuàng)設了“外出旅游，家中安全如何保證”的真實情境，引發(fā)學生思考如何使用信息科技手段解決生活中的問題。有些學生家中使用過攝像頭、燃氣報警器等設備，會與該情境建立關聯，產生共鳴。要解決家居環(huán)境中的安全隱患問題，首先要知道家中哪些地方會出現問題，為此，授課教師借助模型在課堂中真實還原了家居場景，既調動起學生參與學習活動的積極性和主動性，又有助于學生全面地發(fā)現家居安全隱患，使得智能安防系統(tǒng)知識的內涵直觀地呈現在學生面前，提升了學生學習和使用信息科技的意識，增強了知識學習的感受力。

智能安防系統(tǒng)是由各種探測器、通信網絡、智能主機、智能終端、報警控制器等設備組成的，其中的工作原理對于六年級學生來說較為復雜。因此，授課教師設計了兩個實驗活動，引導學生在實踐中建構、理解與運用知識。在活動2的實驗中，學生在小組合作中，感受各種類型探測器的功能和工作原理。在活動3的實驗中，如果讓學生直接搭建功能全面的智能安防系統(tǒng)，顯然是有難度的，授課教師將學生分成多個小組，各個小組根據自己拿到的器材設計安防方案，去解決某一個家居安全隱患問題，在布防測試的過程中，通過分析危險信息的傳遞流程，理解智能安防系統(tǒng)的工作方式和機制，雖然每個小組只是完成了安防系統(tǒng)某個單一的功能，但多個小組的協作，就完成了一個立體的智能安防系統(tǒng)。這一方面降低了學生的學習難度，另一方面，也讓學生能在分工合作中獲得由易到難、逐步完善的解決問題思路。

（點評人：江蘇省鹽城市教育科學研究院信息技術教研員? 曹恒來）