科学苏教版（2024）11 水位报警器教案设计

这是一份科学苏教版（2024）11 水位报警器教案设计，共6页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学方法，教学准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。

一、教材分析
本课是第三单元"它们是怎样工作的"的第3课。教材以水位报警器为研究对象，引导学生认识一种无须人工控制也能自动完成工作的复杂机械——报警装置。通过认识各种水位报警器、了解其工作模式、动手组装简易高水位报警器、设计低水位报警器等活动，帮助学生理解"计算思维"的核心概念（把问题变成明确的条件和规则），并了解传感器和芯片使报警器越来越智能化的发展趋势。
二、学情分析
六年级学生在前期学习中已经认识了简单电路的组成（电池、导线、用电器、开关），具备基本的电路连接能力。学生对"自动控制"装置充满好奇，但很少思考过"报警器如何知道何时该报警"这一问题。学生对动手制作电路类作品有浓厚兴趣，但在设计环节可能缺乏系统思维，需要教师引导从"头脑风暴→设计方案→画设计图→制作"的完整流程。
三、教学目标
四、教学重难点
【重点】理解水位报警器的工作原理和工作模式；动手组装简易高水位报警器；理解计算思维的基本概念。
【难点】运用计算思维分析报警器的工作逻辑；设计并制作低水位报警器（逆向思维）。
五、教学方法
探究式教学法、工程设计法、阅读指导法、小组合作学习
六、教学准备
【教师】水位报警器实验套件（每组一套）、电池、导线、蜂鸣器/小灯泡、浮球、支架、水槽、课件PPT、各种报警器图片/视频
【学生】每组：水位报警器实验套件1套、记录单、设计图纸
七、教学过程
第1课时：认识水位报警器与组装实践
环节一：情境导入（5分钟）
1.出示浴缸水位报警器、锅炉水位报警器、水库水位报警器图片。
2.提问："这些装置有什么共同点？它们在什么时候会工作？"
3.揭示课题：这些都能在水位异常时自动报警——《水位报警器》。
【设计意图】从生活中的报警装置入手，激发学习兴趣。
环节二：认识水位报警器及其工作模式（12分钟）
1.介绍各种水位报警器的应用场景。
• 浴缸水位报警器——防止溢水
• 锅炉水位报警器——防止干烧
• 水库水位报警器——监控水位保障安全
2.学习水位报警器工作模式：
正常工作状态 → 水位上升/下降（浮球升降）
→ 水位达到警戒值 → 预警状态
→ 报警装置电路接通 → 蜂鸣器发声/发光二极管发光
→ 人工处置 → 水位恢复
3.核心问题：水位报警器怎样"知道"何时该报警？
【设计意图】建立对报警器工作模式的整体认知，聚焦核心问题。
环节三：动手组装——简易高水位报警器（23分钟）
按照说明书，分组组装简易高水位报警器。
步骤1：认识零件（电池盒、导线、蜂鸣器/灯泡、浮球、支架等）
步骤2：连接电路（注意正负极）
步骤3：闭合电路，检测声光元件是否正常
步骤4：组装支架
步骤5：连接浮球
步骤6：测试——将浮球放入水中，观察是否报警
安全提示：注意电池正负极，短路会发热！
【设计意图】通过完整的动手组装过程，培养学生的工程实践能力。
第2课时：计算思维与设计低水位报警器
环节一：回顾导入（3分钟）
回顾上节课组装的高水位报警器：水位上升→浮球上升→电路接通→报警。引出问题：如果要设计一个"低水位报警器"，应该怎么做？
【设计意图】制造认知冲突，激发设计欲望。
环节二：阅读——报警器里的计算思维（10分钟）
1.学生阅读"报警器里的计算思维"部分。
2.核心概念——计算思维：
把一个实际问题变成明确的条件和规则，这种思考方式叫作计算思维。
3.水位报警器的"如果……就……"规则：
如果水位达到警戒值 → 就接通电路 → 发出警报
如果没有达到 → 就保持安静
4.拓展：烟感报警器、燃气报警器、红绿灯自动切换等背后都有计算思维。
5.关键问题：设计前要想清楚什么？
• 什么信息最关键？
• 到什么程度算危险？
• 达到条件后该怎么做？
【设计意图】建立计算思维的概念，为设计活动提供方法论支持。
环节三：工程设计——设计并制作低水位报警器（25分钟）
阶段1：头脑风暴（5分钟）
• 低水位报警器在水位低于警戒值时触发
• 与高水位报警器有什么不同？
• 需要解决哪些问题？
阶段2：确定设计方案并画出设计图（8分钟）
• 小组讨论设计方案
• 画出设计图（标明各部件位置和连接方式）
阶段3：根据设计图进行制作（10分钟）
• 利用现有材料进行制作
• 测试是否能正常工作
阶段4：评价与反思（2分钟）
• 成功了？失败了？原因是什么？
• 这次设计与制作的启发是什么？
提示：将原理和方法运用到新情境中去解决问题，是一种创新！
【设计意图】完整体验工程设计流程，培养创新能力和解决问题的能力。
环节四：拓展——各种各样的智能报警器（7分钟）
1.展示四种智能报警器：
• 红外线报警器（探测人体移动）
• 烟感报警器（探测烟雾浓度）
• 燃气报警器（发现燃气泄漏）
• 温湿度报警器（监控温湿度变化）
2.介绍人脸识别系统（也是一种基于规则的智能系统）。
3.小结：有了传感器和芯片，报警器越来越智能化！
【设计意图】拓宽视野，感受科技发展带来的智能化趋势。
八、板书设计
11. 水位报警器
工作模式：
正常 → 水位变化（浮球升降）→ 达到警戒值
→ 电路接通 → 声光报警 → 人工处置
计算思维：
把实际问题 → 明确的条件和规则
"如果……就……"
高水位：水位上升 → 浮球上升 → 接通电路
低水位：水位下降 → 浮球下降 → 接通电路（逆向！）
设计流程：头脑风暴 → 方案 → 设计图 → 制作 → 测试
九、作业设计
见配套《课时作业》A4练习纸（每课时一张，含填空、选择、探究三种题型）。
十、教学反思（课后填写）
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_________________________________教材版本
苏教版·义务教育教科书科学六年级上册
单元
第三单元 它们是怎样工作的
课题
第11课 水位报警器
课时
2课时
授课对象
六年级学生
课型
探究·新授
执笔人
（科学教师）
日期
2026年8月
维度
目标表述
科学观念
①知道水位报警器是一种在水位过低或过高时能自动发声、发光的警示装置。②了解水位报警器的工作模式：正常状态（电路断开）→预警状态（浮球升降）→报警状态（电路接通，声光报警）。③认识最简单的电路组成：电池、导线、灯泡（或蜂鸣器）、开关。④了解导体与绝缘体的基本概念。
科学思维
①理解"计算思维"的含义：把实际问题变成明确的条件和规则（"如果……就……"的判断规则）。②能运用计算思维分析水位报警器的工作逻辑。③能在设计低水位报警器的过程中运用迁移创新思维。
探究实践
①能按照说明书组装简易高水位报警器，认识零件并正确连接电路。②能检测声光元件是否正常工作，测试报警器的报警功能。③能经历"头脑风暴→设计方案→画图→制作"的工程设计过程，尝试设计低水位报警器。
态度责任
①对自动控制装置保持好奇心和探究热情。②体会将原理和方法运用到新情境中解决问题是一种创新。③了解智能报警器在防盗、防火、防燃气泄漏等方面的重要作用。④培养工程设计的系统思维和严谨态度。