第29课《避免故障保安全》教学设计2026-2027学年人教版信息技术六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦控制系统故障与安全防护，通过智能种植大棚传感器失灵案例导入，引导学生分析故障表现与危害，进而探究自我保护设计类型及“检测-判断-响应”工作逻辑，构建从感知到应用的学习支架。 以真实案例（如客机襟翼故障、家电故障）和实践设计（智能大棚保护模块）为特色，培养信息意识（识别安全功能）与计算思维（抽象设计逻辑），如高压锅多重防护分析提升安全责任意识，为教师提供生活化教学资源，助力核心素养落地。

《避免故障保安全》教学设计 教学目标 知识目标： 1. 了解控制系统故障的常见表现形式和可能造成的危害 2. 了解控制系统自我保护设计的基本类型（故障提示、自动断电、物理防护等） 3. 认识生活中常见设备的安全防护功能 能力目标： 1. 能够分析家用电器故障的原因和系统表现 2. 能够识别并说明生活中控制系统的自我保护设计 3. 能够为简单控制系统设计基本的安全防护模块并绘制工作过程示意图 素养目标： 1. 树立控制系统安全防范意识，认识到安全设计的重要性 2. 培养系统性思维，能够从保护设备和保护使用者两个维度考虑安全问题 3. 初步形成设计者的责任意识，理解产品设计中安全功能的必要性 教学重难点 教学重点： 1. 理解控制系统自我保护设计的必要性和基本类型 2. 认识生活中常见的安全防护功能（跳闸、过温保护、防夹设计等） 3. 掌握安全防护模块的工作逻辑（检测-判断-响应） 教学难点： 1. 从具体案例中抽象出安全设计的一般原则 2. 设计安全防护模块时考虑多种故障情况和应对策略 3. 绘制安全防护模块的工作过程示意图，体现检测、判断、响应的 教学过程（40分钟） 环节一：情境导入，引发思考（5分钟） 教学活动： 1. 展示案例：智能种植大棚温度传感器失灵，测量值比实际温度高10℃，导致升温设备未启动，草莓被冻伤 2. 提出问题：这个控制系统出现了什么问题？造成了什么后果？ 3. 学生讨论：控制系统中的哪个部分出现故障？为什么会造成严重后果？ 设计意图： 通过真实案例引入，让学生直观感受控制系统故障的危害，激发学习兴趣，引出本课主题。 评价方式： 观察学生能否准确指出传感器失灵是故障原因，能否理解故障导致系统判断错误的因果关系。 环节二：案例分析，认识故障（10分钟） 教学活动： 1. 展示多个控制系统故障案例： - 2024年5月美国联合航空客机襟翼故障紧急返航 - 2024年5月日本大发工业公司因减震装置缺陷召回汽车 - 家用电器故障：空调不制冷、冰箱冷藏室结冰、台灯灯泡烧坏、智能门锁钥匙无法插入 2. 小组活动：完成故障分析表格 设备名称 | 故障原因 | 系统表现 学生分组讨论，填写表格，如果没有亲身经历，可通过查询资料或询问他人完成 3. 全班交流：各组分享填写结果，教师归纳总结 设计意图： 通过多个真实案例，让学生认识到控制系统故障的普遍性和严重性，理解故障可能发生在系统的任何模块或零件。 评价方式： 检查学生能否准确分析故障原因（设备失灵、电路故障、硬件损坏等），能否描述故障的具体表现。 环节三：探究学习，认识自我保护设计（12分钟） 教学活动： 1. 引入概念：什么是控制系统的"自我保护"？ 定义：在系统内部安装保护功能模块，确保系统稳定运行，避免损坏，保证人员安全 2. 案例学习：认识生活中的自我保护设计 - 电力保护：跳闸（防止过载引起触电或着火） - 家电保护：空调高温保护、电吹风过温保护（自动断电） - 机械保护：电梯防夹（感应人员位置保持开启）、电梯紧急迫降 - 交通保护：汽车自动上锁（达到一定车速后自动锁门） - 故障提示：洗衣机故障码（E0）+ 蜂鸣器报警 3. 重点分析：高压锅的多重安全设计 展示高压锅结构图，讲解五重安全保护： - 防爆限压阀：控制锅内压力 - 安全阀：第二道泄压保障 - 报警阀：失效时发出警报 - 安全防堵罩：防止食物残渣堵塞 - 安全自锁阀：压力大时锁死锅盖，防止加热时开盖 4. 分析空调高温保护模块工作过程示意图 引导学生理解：检测温度→ 判断是否超标 → 自动断电保护 设计意图： 通过丰富的案例，让学生认识自我保护设计的多样性，理解保护既包括设备自身，也包括使用者安全。重点分析高压锅和空调案例，帮助学生理解保护模块的工作逻辑。 评价方式： 观察学生能否说出至少3种自我保护设计，能否解释其工作原理，能否理解"检测-判断-响应"的工作流程。 环节四：设计实践，培养创新能力（10分钟） 教学活动： 1. 提出设计任务：为智能种植大棚设计一个"自我保护"模块 2. 明确设计要求： - 选择一个保护方向：室外温度保护/系统电流保护/喷灌器压力保护 - 考虑可能的故障情况 - 设计保护措施 - 绘制工作过程示意图（包含检测、判断、响应三个环节） 3. 学生分组设计（4人一组） - 讨论选择保护方向 - 分析可能的故障 - 设计保护方案 - 绘制示意图 4. 小组展示交流（2-3组） - 介绍设计思路 - 展示工作过程示意图 - 其他小组提问和建议 5. 教师点评总结 - 肯定创新设计 - 指出需要完善的地方 - 强调安全设计的重要性 设计意图： 通过设计实践活动，让学生将所学知识应用到实际问题中，培养创新设计能力和系统性思维，深化对安全防护功能的理解。 环节五：课堂小结，布置作业（3分钟） 教学活动： 1. 师生共同总结本课要点： - 控制系统故障的表现与危害 - 自我保护设计的必要性和基本类型 - 安全防护模块的工作逻辑 2. 布置分层作业： 基础层（必做）： 观察家中至少2种电器设备，记录它们具有哪些安全防护功能，填写观察记录表。 提高层（选做）： 完善课堂上设计的智能大棚自我保护模块，补充更多故障情况和保护措施，优化工作过程示意图。 拓展层（选做）： 查阅资料，了解智能汽车的安全防护系统（如自动刹车、车道偏离预警等），写一篇200字左右的介绍文章。 设计意图： 通过分层作业，满足不同层次学生的学习需求，巩固课堂所学，延伸学习内容。 板书设计 避免故障保安全 一、控制系统故障 表现：设备失灵、电路故障、硬件损坏 危害：作物损失、安全事故、设备召回 二、自我保护设计 1. 故障提示：故障码、蜂鸣器 2. 自动断电：跳闸、过温保护 3. 物理防护：防夹、自锁、限压阀 三、工作逻辑 检测→ 判断 → 响应 四、设计原则 保护设备 + 保护使用者 学科网（北京）股份有限公司 $