《智能安防》教学设计

朱玲 陈晓祥 肖三岭 曹恒来

学习内容分析

本课内容来自苏科版小学信息技术六年级第17课《智能安防与家居》，属于物联网模块。随着经济的发展、社会的进步，人们的生活水平得到了很大提高。在享受生活之余，家居安全成为人们非常牵挂的事情。智能安防系统由智能主机、报警器、各类探测器和通信网络组成。本课的主要学习内容是在了解探测器的类型与功能的基础上，能够选择合适的探测器，对不同的家居区域进行合理布防。在布防和测试的过程中，了解智能安防系统的组成及工作方式。

学习者分析

本课的学习对象是小学六年级的学生，这个年龄段的学生喜欢交流和分享，在观察、分析、思考能力上已有比较好的表现，同时也具备了一定的合作学习能力。通过前面课程的学习，学生知道通过传感器可以实现对“物”的智能感知，以及超声波传感器和红外传感器的应用，对家居环境中存在的安全隐患也有所了解。有些学生在生活实践中可能也体验过智能安防系统，这些体验将有助于本节课内容的学习。

学习目标

①了解探测器的类型与功能。②了解智能安防系统的基本组成及其工作方式。③知道不同家居区域存在的主要安全隐患，并能选择合适的探测器进行布防。④在模拟布防的过程中，体验智能安防的安全和便捷。

教学过程

1.情境导入，提出问题

你喜欢旅游吗？当全家人外出游玩时，家中长时间没人照看，你放心吗？观看图片并思考：①没人照看的家，真的安全吗？②当人在外面时，你如何保证家中安全？

揭示课题：家是我们避风的港湾，但也需要我们的守护。当我们外出工作、学习、旅游时，智能安防系统可以帮助我们监护家的安全。

设计意图：通过图片展示，引发学生思考“没人照看的家真的安全吗”，激发学生学习本课的兴趣。

2.分析体验，认识探测器

活动1：结合生活经验，使用家园模型分析家居环境中存在的主要安全隐患。

小结：家居环境中的安全隐患较为复杂。不同的区域存在着不同的安全隐患，如厨房可能会发生燃气泄漏，小偷可能从门窗进入，火灾可能会发生在房间、厨房、客厅，卫生间可能会出现漏水问题等。

快速地采集到安全隐患信息，是防止安全事故发生的第一步。想一想，我们之前认识的什么装置能够感知信息？

活动2：体验感悟，认识探测器。

（1）教师演示燃气泄漏探测器采集信息，并拆机展示。

小结：燃气泄漏探测器中的气体传感器能够迅速监测到可燃气体，并将这一危险信息“翻译”成电子信号，作出相应的警报提示等反应。探测器的种类有很多，不同的探测器有着不同的功能，能够解决的安全隐患也各不相同。

（2）根據实验报告单（如图1），分组体验漏水探测器、烟雾探测器、门窗磁感应器的报警功能。

小结：当家中发生危险时，相应的探测器会在第一时间内采集到“危险信息”，并将这一“危险信息”传递给报警控制器；如果“危险信息”满足报警条件，探测器就会发出报警信号。

设计意图：借助家园模型，帮助学生直观认识家居环境中安全隐患的类型及位置。通过演示燃气泄漏探测器采集信息及拆机展示，使学生了解探测器的工作原理。在实验报告单的支持下，小组合作体验各类探测器的功能，亲身感受探测器的工作方式。

3.回到生活，设计搭建安防系统

当家中无人时，仅有警报声响还不够，还需要采取其他的防护措施才能保证家中安全。

活动3：设计并布防智能家居安防系统。

（1）每个小组选择一种安全隐患，设计智能安防方案（如图2），并在家园模型中进行布防与测试。

（2）分组汇报：方案设计、测试结果。

（3）思考：①针对同一种安全隐患，探测器的选择只有一种吗？②智能摄像头是不是能被布防在任何地方？为什么？

小结：在智能防盗系统中，用到了门窗磁感应器、智能摄像头等探测器，当有人闯入时，门窗磁感应器和智能摄像头会发出警报声，并且将这一危险信息传递给智能主机，智能主机将报警信号通过网络传递到业主手机、物业、110等。在智能防盗系统的基础上，加入烟雾探测器、漏水探测器、燃气泄漏探测器等多种不同类型的探测器，就可以形成由探测器、通信网络、报警控制器、控制设备和智能处理中心组成的智能安防系统。

设计意图：在本环节中，学生拿到的实验器材更加丰富多样，依据智能安防方案的设计，将器材安放到合适的位置，并通过模拟发生安全隐患，观察各实验器材之间是如何进行联动工作的，分析智能安防系统的工作方式。

4.知识迁移，感受校园智能安防系统

活动4：观看视频《新型校园防守》，思考：①校园安防与家园安防有何区别？②你怎样看待智能安防系统？

小结：智能安防系统不仅能解决家园的后顾之忧，还被广泛应用于校园、商场、博物馆等多种场所。当然，智能安防系统也有可能会引发一些潜在的问题。我们在享受智能安防系统带来的便捷与安全的同时，要注意保护好个人隐私。

设计意图：近年来，校园安全一直是备受关注的话题，通过视频的方式让学生直观地了解到智能安防系统在学校的应用，知道智能安防系统在保护我们的同时也可能带来潜在问题，学会保护自己的个人隐私。

教学反思

智能安防的基本目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。虽然很多学生在日常生活中使用过智能安防系统，但对智能安防系统的组成和工作方式是比较陌生的。本课借助家园模型，带领学生分析家居环境中安全隐患的类型及位置，然后现场拆机演示燃气泄漏探测器是如何采集信息的，使学生了解探测器的工作原理，体验探测器的报警功能。设计智能安防方案并布防测试的活动，让学生在布防安防系统的过程中，归纳出智能安防系统的组成及工作方式。

在第二个实验中，学生在家园模型中布防测试智能安防系统时，不同的小组在合作过程中出现了不一样的效果。个别小组把精力放在了安装探测器上，没有充分体验到智能安防系统的工作过程，导致在分析安防系统时，对安防系统的组成和工作方式的认识比较模糊。在今后的教学中，要关注合作学习的组织结构，充分考虑学生的个体差异，合理调配小组成员，以便于小组作为一个整体协同完成任务。注重建立合作学习的规则，使得每位成员都能明确自己的责任，从而积极主动地参与到学习活动中，确保合作学习的顺利实施。

点  评

本课是六年级物联网模块中的内容，授课教师创设了“外出旅游，家中安全如何保证”的真实情境，引发学生思考如何使用信息科技手段解决生活中的问题。有些学生家中使用过摄像头、燃气报警器等设备，会与该情境建立关联，产生共鸣。要解决家居环境中的安全隐患问题，首先要知道家中哪些地方会出现问题，为此，授课教师借助模型在课堂中真实还原了家居场景，既调动起学生参与学习活动的积极性和主动性，又有助于学生全面地发现家居安全隐患，使得智能安防系统知识的内涵直观地呈现在学生面前，提升了学生学习和使用信息科技的意识，增强了知识学习的感受力。

智能安防系统是由各种探测器、通信网络、智能主机、智能终端、报警控制器等设备组成的，其中的工作原理对于六年级学生来说较为复杂。因此，授课教师设计了两个实验活动，引导学生在实践中建构、理解与运用知识。在活动2的实验中，学生在小组合作中，感受各种类型探测器的功能和工作原理。在活动3的实验中，如果让学生直接搭建功能全面的智能安防系统，显然是有难度的，授课教师将学生分成多个小组，各个小组根据自己拿到的器材设计安防方案，去解决某一个家居安全隐患问题，在布防测试的过程中，通过分析危险信息的传递流程，理解智能安防系统的工作方式和机制，虽然每个小组只是完成了安防系统某个单一的功能，但多个小组的协作，就完成了一个立体的智能安防系统。这一方面降低了学生的学习难度，另一方面，也让学生能在分工合作中获得由易到难、逐步完善的解决问题思路。

（点评人：江苏省盐城市教育科学研究院信息技术教研员  曹恒来）