任务二《设计报警器》教学设计浙教版初中劳动技术八年级下册

课题任务二《设计报警器》教学目标科学素养：学生能够理解报警器的基本工作原理，包括电路的闭合与断开、电流的流动、开关的作用等。技术素养：学生能够运用所学知识设计并制作一个简单的报警器，培养动手能力和创新思维。工程素养：学生能够通过团队合作，共同完成报警器的设计与制作，培养团队协作能力。环保意识：在设计和制作过程中，引导学生注意材料的合理利用，培养环保意识。教学重点和难点重点：报警器的工作原理和基本组成。如何根据实际需求设计报警器的电路和结构。制作过程中的安全操作和注意事项。难点：报警器电路的设计和调试。，使报警器具有实用性和创新性。教学准备教学材料：导线、电池、开关、蜂鸣器、LED灯、电阻、面包板、剪刀、胶带、图纸等。教学工具：万用表、焊接工具、螺丝刀、钳子等。教学资源：报警器工作原理的PPT或视频、电路图示例、安全操作指南等。教学环境：配备有实验桌和电源的教室，确保学生在安全的环境下进行实验操作。教学过程教学过程一、导入新课师：报警器存在于我们生活中的方方面面，它不仅可以防火防盗，也可以根据人们的需要，增加各种功能来满足人们的需求。今天，老师将带领大家一起认识创意报警器，了解报警器的工作原理以及它们的工作流程。通过播放一段关于家庭安全报警器的视频，展示其在火灾、入侵等紧急情况下发挥的重要作用。视频结束后，提出问题：“如果你是一名设计师，你会如何设计一款既能满足家庭安全需求，又能体现创新精神的报警器呢？”以此激发学生的创造力和探索欲。学生活动：了解报警器，观看视频，发表自己的观点和看法。设计意图：通过情境创设和课件展示，引导学生联系生活实际思考报警器更有创意的设计，并引出课题《设计报警器》。二、讲授新课（一）创意报警器实例师：在种植花草的时候，我们经常会忘记给它们浇水，如果我们有一个提醒我们给花草浇水的报警器，我们种植的花草就一定不会枯萎了。图片展示花草缺水报警器，并引导学生思考其工作原理和设计思路。师：夏天，户外暴晒后的汽车车内温度很高，儿童若不慎被遗忘在车内，很容易导致悲剧发生。对此，有个同学设计了一款报警器，我们来看看他的设计，然后请同学们来说一下这个设计的原理是什么？图片展示车内幼儿守护者报警器，并引导学生分析其设计原理和实际应用价值。拓展延伸：播放制作花盆湿度报警器的视频，让学生了解如何制作一个简单的报警器。学生活动：观看图片和视频，思考并回答老师提出的问题，了解报警器的实际应用和创意设计。设计意图：通过实例展示和拓展延伸，加深学生对报警器工作原理和设计思路的理解，并激发学生的创意和设计灵感。（二）报警器工作流程师：要制作一款报警器，首先应了解报警器的工作原理。传感器好比是报警器的“五官”，是感知外部环境变化的输入设备。图片展示报警器的“五官”，包括温度传感器、烟雾传感器、红外传感器等，并简要介绍它们的工作原理和特点。师：生活中现有的报警器能满足人们的需求吗？举例：电梯里的烟雾报警器、酒店房间里的烟雾报警器、新建小区配备的家用报警器、银行柜台里的报警器。拓展延伸：播放一分钟了解防盗报警器的视频，让学生了解防盗报警器的工作原理和实际应用。学生活动：观看图片和视频，了解报警器的“五官”和不同类型报警器的工作原理。设计意图：通过课件展示和拓展延伸，引导学生了解报警器的工作流程，让学生明白传感器、控制器和执行器在报警器中的作用和相互关系。（三）设计报警器师：请结合前面的小调查以及创意坊的启发，积极讨论，发挥创意，设计一款报警器。可参考课本上慧慧小组的便携式红外报警器设计方案。学生活动：小组讨论，制定设计方案。讨论内容包括报警器的功能、所选传感器和执行器等。师：请同学们来分享一下，自己设计的报警器具备哪些功能？对我们的生活有什么帮助？学生活动：每组选派代表上台展示本组的创意和初步方案。展示内容包括设计思路、预期功能、所选传感器和执行器等。其他小组和教师可对展示内容进行提问和点评。拓展延伸：播放手工地震报警器的视频，让学生了解另一种类型的报警器设计和制作过程。学生活动：观看视频，了解手工地震报警器的设计和制作过程，并思考其在实际应用中的价值和意义。设计意图：通过小组讨论和展示分享，将学习到的报警器知识应用到设计中，绘制设计方案。同时，通过拓展延伸让学生了解不同类型的报警器设计和制作过程，拓宽学生的视野和思路。三、劳动评价师：请同学们给自己本节课的表现打个分吧！评价内容：1.了解报警器的基本工作原理；2.能发现有价值的报警器需求；3.充分参与小组讨论；4.能做出满足安全需求的设计。学生活动：进行自我评价，并根据评价内容反思自己的表现和不足。设计意图：通过自我评价引导学生总结这堂课的所得所感，正视自己的优缺点，在之后的课程中加以改正。同时，通过劳动评价培养学生的自我反思和自我评价能力。四、劳动反思师：你在讨论过程中是否做到了耐心倾听同学的意见或建议？举例：做到了耐心倾听同学的建议。同学建议我内置电池，这样制作出的报警器会更加精巧。想一想，还可以从哪些方面让自己的方案更加完善？举例：可以把报警器的外观设计得更加精美。学生活动：思考并发表自己的观点和看法，根据同学的建议和自己的想法完善设计方案。设计意图：通过劳动反思培养学生的批判性思维和解决问题的能力。同时，鼓励学生积极接受同学的建议和意见，不断完善自己的设计方案。手工制作与组装过程（一）材料准备及工具介绍教师提前为学生准备好所需的材料清单和工具，如电子元件（电阻、电容、二极管、三极管等）、导线、塑料盒、小喇叭等，以及电烙铁、焊锡、螺丝刀、剥线钳、万用表等工具。学生活动：了解材料清单和工具的使用方法，为手工制作做好准备。（二）各部件加工方法指导1.电子元件加工：根据电路图将所需电子元件进行焊接，注意焊接时间和温度，避免元件损坏。2.塑料盒加工：使用螺丝刀等工具在塑料盒上打孔，以便安装电子元件和接线。3.导线加工：使用剥线钳将导线两端去皮，露出金属线芯，以便进行焊接和连接。学生活动：按照老师的指导进行各部件的加工和准备。（三）组装流程示意图解1.将电子元件按照电路图焊接在电路板上，确保焊接牢固、无虚焊。2.将焊接好的电路板放入塑料盒中，并用螺丝固定好。3.将小喇叭等部件安装在塑料盒上，并连接好导线。4.检查电路连接是否正确，确保报警器能够正常工作。学生活动：按照组装流程示意图进行报警器的组装和调试。（四）注意事项及安全提示1.在制作过程中要注意用电安全，不要用手触摸裸露的导线或电子元件引脚，以免触电。2.在使用电烙铁等工具时要小心操作，避免烫伤自己或他人。3.制作过程中要保持工作台面整洁干净，避免灰尘等杂物进入电路造成故障。学生活动：在制作过程中严格遵守注意事项和安全提示，确保自己和他人的安全。设计意图：通过手工制作与组装过程，锻炼学生的动手能力和实践操作能力。同时，通过注意事项和安全提示培养学生的安全意识和规范操作习惯。六、功能测试与性能评估（约20分钟）（一）测试环境搭建及仪器准备选择安静、无干扰的测试环境，确保测试结果准确。准备万用表、示波器、信号发生器等必要的测试仪器。按照报警器电路原理图搭建测试电路，确保电路连接正确。（二）功能测试项目列表1.电源电压适应性测试：测试报警器在不同电源电压下的工作情况。2.报警功能测试：测试报警器的报警功能是否正常，包括声光报警等。3.传感器灵敏度测试：测试报警器传感器的灵敏度是否符合要求。4.抗干扰能力测试：测试报警器在受到外界干扰时的工作情况。（三）性能评估指标体系建立1.报警响应时间：评估报警器从检测到警情到发出报警信号的时间。2.报警准确性：评估报警器误报和漏报的概率，反映其报警准确性。3.传感器精度：评估报警器传感器的测量精度和稳定性。4.功耗指标：评估报警器的功耗情况，反映其能效水平。学生活动：在老师的指导下进行报警器的功能测试和性能评估，记录测试数据和观察结果。根据测试结果对报警器进行优化和改进。设计意图：通过功能测试与性能评估，确保报警器符合设计要求并能够满足实际应用需求。同时，培养学生的测试能力和评估能力，提高学生的问题解决能力和创新思维。七、总结反思与拓展延伸（约15分钟）（一）总结反思师：本节课我们学习了报警器的设计原理和制作过程。请同学们回顾一下本节课所学的内容，并思考一下自己在设计和制作过程中遇到的问题和困难。同时，也请同学们分享一下自己的收获和体会。学生活动：回顾所学内容，思考问题和困难，分享收获和体会。（二）拓展延伸师：报警器在我们的生活中有着广泛的应用价值。除了本节课所学的家庭安全报警器、车内幼儿守护者报警器等之外，还有很多其