第29课 避免保障保安全（教学设计）信息科技人教版六年级下册（新教材）

该小学信息科技教学设计聚焦控制系统故障类型（硬件、软件）及自我保护设计，通过“大棚幼苗冻伤”案例导入，引导学生分析温度传感器故障原因，梳理故障危害与防护的知识脉络，搭建探究安全设计的学习支架。 此资料以生活案例（电梯防夹、漏电保护等）为载体，采用任务驱动与小组合作，培养信息意识（感知故障风险）、计算思维（分析归类故障、设计保护模块）、数字化学习与创新（查阅说明书、绘制工作示意图），助力学生理解安全设计重要性，提升教师教学效率与学生实践能力。

29.避免保障保安全 教学设计 学科 信息科技 年级 6年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 29.避免保障保安全 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 结合生活中的实例，理解过程与控制系统中存在安全问题，知道自主可控的系统在解决安全问题时起到的重要作用。通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算。 学科核心素养目标 信息意识：通过大棚幼苗冻伤、电器故障等案例，感知控制系统故障可能带来的严重危害，认识到规范使用与定期维护能有效减少故障风险。通过电梯防夹、漏电保护等案例，认识到在控制系统中安装保护功能模块是提升安全性能的重要手段。 计算思维：能分析控制系统故障的两大类型（硬件故障、软件故障），并能对具体故障案例进行归类。能理解控制系统自我保护设计的原理，如通过多重传感器检测和冗余控制策略规避单一部件失灵引发事故。能通过分析智能种植大棚的案例，初步具备设计“自我保护”模块的能力，并能绘制其工作过程示意图。 数字化学习与创新：能通过查阅电器使用说明书，了解常见故障及处理办法。能通过小组讨论，为智能种植大棚设计“自我保护”模块，并绘制工作过程示意图。 信息社会责任：认识到控制系统故障可能危及人身和财产安全，树立安全第一的意识。初步具备控制系统安全性能设计意识，理解安全设计对保障系统稳定运行和用户安全的重要性。 教学重点 1.了解控制系统故障的两（硬件故障、软件故障）及其危害。 2.了解控制系统自我保护设计的原理和常见案例。 3.初步具备设计控制系统安全防范功能模块的意识。  教学难点 1.能对具体故障案例进行准确归类（硬件/软件）。 2.理解多重传感器检测与阈值比较在自我保护设计中的作用，并能绘制工作过程示意图。 教学方法 任务驱动法、小组合作实践法、虚拟仿真实验法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1.创设情境：展示课件中“大棚幼苗被冻伤”的案例。提问：为什么大棚没有自动升温？ 2.引导分析：引导学生说出可能是温度传感器发生了故障，导致系统误判。 3.引出课题：指出控制系统的任何一个部件发生故障，都可能导致整个系统无法正常运行。今天就来学习《避免故障保安全》。 1.思考情境中的问题，尝试分析故障原因。 2.明确学习目标：了解控制系统故障及自我保护设计。 通过生动的故障案例，让学生直观感受控制系统故障的危害，激发探究故障原因和防护方法的学习兴趣。 环节2 了解控制系统可能出现的故障 1.讲解故障：结合课件，讲解控制系统故障的两： 硬件故障：传感器故障、机械部件故障、电源线路故障等。 软件故障：操作系统安装错误、参数设置错误、病毒入侵等。 2.展示案例：展示冰箱冷藏功能失效、灯具短路起火、日本大发汽车召回等案例。 3.发布任务（学习任务单 活动1）： 引导学生回顾自己使用一些控制系统时遇到的故障，列出来和大家分享。 引导学生查阅电器使用说明书，列举2种故障案例。 4.展示与讲解：课件展示空调、洗衣机说明书中的故障案例。 1.学习任务单 活动1： 聆听讲解，记录故障的两。 小组讨论，分享自己遇到的故障案例。 查阅说明书，填写故障分析表。 2.掌握控制系统故障的两及常见案例。 通过案例讲解和资料查阅，让学生系统了解控制系统故障的类型及危害，培养信息获取和整理能力。 环节3 了解控制系统避免故障的自我保护设计 1.讲解自我保护：结合课件，讲解控制系统自我保护的概念（在系统内部安装保护功能模块，确保稳定运行和安全使用）。 2.展示案例： 电梯防夹功能：机电一体式关门防夹安全装置。 漏电保护开关：电流过大时自动“跳闸”。 电吹风：温度超过安全范围时自动断电。 空调：室外温度过高时触发温度保护，自动停止运行。 汽车：达到一定速度时车门自动上锁。 3.发布任务（学习任务单 活动2）： 引导学生了解表格中的控制系统，在工作过程中出现意外情况时，是如何进行自我保护的。 4.展示与讲解： 照明系统：电流过大→自动跳闸。 电吹风：机体过热→自动断电。 空调：室外温度异常高→触发温度保护，自动停机。 电梯：烟雾浓度异常→触发警报并停止运行。 汽车：行驶中乘客不小心打开车门→车门自动上锁。 1.学习任务单 活动2： 聆听讲解，了解自我保护的概念和案例。 思考并填写表格中各控制系统的自我保护功能。 2.理解控制系统自我保护设计的原理和常见案例。 通过案例讲解和表格填写，让学生系统了解控制系统的自我保护设计，理解安全设计对保障系统稳定运行的重要性。  环节4 设计自我保护模块 1.发布设计任务（学习任务单 活动3）： 引导学生为智能种植大棚设计一个“自我保护”模块。 提供参考模块：室外温度过低保护模块、室外温度过高保护模块、系统电流过大保护模块、浇灌系统水压过大保护模块。 2.引导设计： 写出要设计的自我保护模块名称。 描述它的工作过程。 绘制“自我保护”模块的工作过程示意图。 3.展示与讲解： 展示“室外温度过低保护模块”的设计示例。 讲解工作过程：2组传感器检测温度→计算平均温度，与设定安全值比较→启动升温设备。 4.强调关键点：采用多重传感器检测和冗余控制策略，避免单一部件失灵引发事故。  1.学习任务单 活动3： 小组讨论，选择要设计的自我保护模块。 写出模块名称。 描述工作过程。 绘制工作过程示意图。 2.展示与交流：分享自己的设计方案。 通过设计任务，让学生将所学知识应用于实际问题解决，培养创新思维和系统安全设计意识。绘制工作过程示意图巩固对“输入-计算-输出”模式的理解。 环节5 总结与巩固 1.课堂总结：利用课件“知识总结”部分，带领学生回顾： 控制系统故障分为硬件故障、软件故障。 控制系统自带自我保护设计，帮助规避安全事故。 规范使用、定期维护，能够有效减少控制系统故障。 2.完成“智慧挑战”：解析选择题，巩固核心概念。 第1题：下列属于控制系统硬件故障的是（B.温度传感器损坏失灵）。 第2题：空调工作时外机温度过高，系统自动停止运行，目的是（C.过热保护，避免烧毁部件和引发火灾）。 1.跟随教师回顾本课知识要点，形成系统认知。 2.独立完成“智慧挑战”，检验对核心概念的理解。 系统梳理知识体系，通过练习辨析易错点，巩固学习效果。 环节6 兴趣园地 1.介绍空气断路器：展示课件中空气断路器的图片，简要介绍其工作原理（当电路中的电流超过额定电流时自动切断电路，保护电路设备）。 2.联系本课：空气断路器是控制系统中常见的自我保护模块之一，鼓励学生课后了解更多电气保护设备。 1.了解空气断路器的基本功能。 2.（课后）观察家庭配电箱，了解电气保护设备。 将课堂学习延伸到实际生活中的电气保护设备，培养学生观察生活、学以致用的能力，巩固对自我保护设计的理解。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出控制系统故障的两种类型（硬件故障、软件故障），并能举例说明 2.能说出至少3种控制系统的自我保护设计案例 3.能对具体故障案例进行准确归类 4.能理解规范使用和定期维护对减少控制系统故障的重要性 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.积极参与小组学习成果的展示交流 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $