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第16课家园安防【教材分析】教材以住房平面图为基础，让学生讨论不同区域可能存在的安全隐患，明确这些安全隐患的特征及类型。通过模拟布防，让学生了解常见的智能安防探测设备及其工作特点，认识家园安防的实施条件、依赖设备等，进而了解家居智能安防系统及其工作流程。最后结合实验器材，基于真实问题进行安防方案的初步设计，让学生根据自己的方案去搭建、体验、改进，进而获得成功，从而使每个学生都能得到适合自身的、最大限度地发展。【学情分析】学生对于住宅区域中的安全隐患和常见的智能安防探测设备有一定的认知和了解，但对许多的智能安防只是停留在“听说”的层面，没有体验过，对于它们的核心技术、实现原理并不清楚。通过前面的学习，学生具有一定的物联网实验传感器及相应的联动设备的设计、组装基础。【教学目标与要求】1.基于家居不同区域，知道对应的安全隐患类型和探测设备。2.通过模拟防护体验，尝试建立安防系统模型，了解其工作流程。3.通过简易防护方案的设计，尝试利用学科的思维方式去解决问题和设计方案。4.通过实验模型的搭建与运行，提高团队合作意识，培养学生动手能力。【教学重点与难点】重点：家园安防系统及工作流程。难点：家园安防系统的安防策略。【教学方法与手段】在本课教学中主要采用讲授讨论、情景模拟、体验发现、实验设计、小组协作等。【课时安排】安排1课时。【教学准备】PPT演示文稿、各种家园防护设备、配套实验器材。【教学过程】一、情境引入导入：2018年3月20日，某市一居民楼发生一起燃气安全事故，事发单元的楼顶被炸穿（课件播放燃气泄漏爆炸现场照片）。交流：像这种由于燃气泄漏引发的家园安全事故在全社会是偶然发生吗？明确：像这种由于燃气泄漏引发的家园安全事故在生活中并非少见（出示百度搜索截图），因此我们对家园居住的安全要警钟长鸣。思考：除了燃气泄漏，还存在哪些主要的安全隐患呢？【设计意图】通过燃气泄漏这个接近学生生活实际的安全事故，引发学生对家居安全的思考，带着问题进入课堂。二、家园守护——安全隐患探测器1.活动一：安全隐患分析。任务：了解家居中常见的安全隐患类型及主要分布区域。课件出示：（1）卧室进水、房屋着火、家中被盗等事故。（2）家居平面图。家居平面图交流：根据生活经验说说家居环境中除了燃气泄漏，还有哪些安全隐患的存在？这些安全隐患最容易发生在家里哪个区域？安全隐患主要特征所在位置解决手段燃气泄漏气味厨房漏水湿度水位卫生间教师根据学生交流情况小结。【设计意图】根据学生的生活经验并结合现实生活中发生的各种家园安全事故，使学生了解家园中容易存在安全隐患的位置及特征类型，明确需要解决的关键问题。2．活动二：安全隐患防范。任务：了解不同安全隐患对应的探测器。思考：对于这些安全隐患可以采取哪些防护措施来解决呢？提问：假如要防止外部人员的入侵，我们可以采取怎样的防护措施？生：防盗窗、智能摄像头、人体红外探测器、门窗磁感应器……交流分析：（1）人体红外探测器、摄像头在解决外部人员的入侵这个安全隐患时，与传统措施相比有什么优势？（实时、快速地采集到入侵信息）（2）由此你认为其他的安全隐患可以采取什么措施解决？（各种探测器：燃气泄漏探测器、水浸探测器、烟雾探测器……）明确：要杜绝安全隐患其实就需要能实时、快速地采集到安全隐患的信息。各种探测器具有这样的信息采集功能是因为它们内部都有相应的传感器。【设计意图】通过对各种探测器与传统防护措施的对比，凸显其优势，了解智能安防的实现基础，借助物联传感技术实现实时、快速地采集到安全隐患的信息，了解传感器在家园安防中的价值。三、智能安防——报警联动1.活动一：智能报警。任务：了解智能处理中心的信息管控功能。思考：当各种探测器依靠相应的传感器采集到安全隐患信息后，又是如何保障家园居住安全的呢？学生体验：门窗磁感应器、烟雾探测器、燃气泄漏探测器的工作报警。交流分析：火灾烟雾温度厨房、卧室、客厅外部入侵人进入物移动门窗、阳台…………（1）烟雾探测器探测到烟雾但没有发出警报，为什么？（2）谁在判别采集到的隐患信息是否满足报警条件？小结：智能处理中心能够把探测器采集到的安全隐患信息与它里面预设的数据进行对比、分析，如果满足报警条件，就会传递信息给报警控制器进行报警。【设计意图】通过报警控制设备的工作与否，了解智能安防中信息数据的分析与管理，初步渗透简单智能安防的工作流程。2.活动二：联动组网。任务：了解家园智能安防系统及其工作流程。提问：警报声起什么作用？（提醒在家的人采取相应防护措施）思考：如果家里没人怎么办？模拟体验：（1）模拟燃气泄漏防护。交流：燃气泄漏时防护的首要任务是什么？(关闭燃气、通风排气)燃气报警器学生体验：燃气泄漏防护设备工作情况。讲解：在家里没人的情况下，燃气泄漏时智能处理中心不仅会让报警控制器进行报警，还会传递信息给排风扇、机械手(电磁阀)等控制设备进行联动防护，实现家园智能安防。明确：要实现家园安防，除了探测器，联动控制设备也是必须的。（2）模拟入侵防护。（小米人体探测器、多功能网关、摄像头、手机）学生体验：外部人员入侵时防护设备工作情况。交流：①哪些设备联动工作起来了？联动设备间的信息依靠什么传递？②燃气泄漏探测器报警联动防护时，信息依靠什么传递？明确：实现家园的智能防护时，信息传递的通信网络也是非常关键的，如果网络不畅就会导致智能防护失效。总结：所以要使我们的家园更安全，除了各种探测器外，还需要通信网络、报警控制器、控制设备和智能处理中心联动工作，这就形成了一个以多种传感器为基础的立体家园智能安防系统。在这个系统中，多种探测器利用网络连接起来组成了一个探测网络，使防护更加有效，并减少防护漏洞的出现。课件出示：智能安防工作示意图交流：根据这张图说说家园智能安防系统是如何工作的？【设计意图】通过对燃气泄漏防护和入侵防护的体验，用“首要防护任务”的方式让学生思考家园安防系统中因安全隐患类型及使用环境等的差异会涉及不同的防护策略，包括不同的联动控制设备及通信网络，从而了解家园智能安防系统及其完整的工作流程。四、动手制作——简易安防设计与搭建任务：设计区域简易防护方案并搭建实验模型。提问：家园智能安防系统中带有传感器的探测器是基础，它对家园安防有什么影响呢？交流分析：（1）红外传感器有哪些缺陷？（2）摄像头是不是能布防在任何地方？明确：红外传感器有探测角度与距离的缺陷，摄像头容易存在隐私外泄的安全风险，不是什么地方都能布防的。所以要使探测器能够更好地防护，我们还需要对这些探测器进行合理地选择和布防。方案设计：根据今天的学习，结合实验器材配置的传感器类型，设计并完成具有报警功能的安全隐患点简易防护方案。实验器材：红外传感器、称重传感器、温度传感器、LED灯、蜂鸣器……交流汇报：布防区域、解决隐患、主要器材、方案特点。学生：搭建模型、展示。评价：防护特点、改进之处。【设计意图】通过家园防护的布防分析及简易防护方案实验模型的设计与搭建，使学生进一步了解家园安防系统及其工作流程，展示自己对问题解决方法的理解，反映自己的思路，加深学生对所学知识的理解，同时也指向学科核心素养的培养。五、知识梳理归纳总结本节课的学习内容。【教案设计：钱志坚（无锡市洛社中心小学）】家园安防探测（器）网络智能处理中心报警控制器控制设备现场报警智能终端通信网络