《气象小科学——下雨报警器》教学设计
一、学情分析
五年级的学生在四年级的时候已经学习了电和电路，有了一定的基础。对于电学元件:二极管、蜂鸣器在本课程第一章：趣味生活篇已经会连接了，接线盒子也会使用。下雨报警器检测处的设计结合四年级导体与绝缘体的区分，通过迁移，顺理成章地设计出了下雨报警器的电路图，在此基础上，结合实际需求，改进下雨报警器。
二、教学目标
1. 能根据生活中遇到的实际问题设计一款应用科学原理的小制作——下雨报警器。
2.
比较各种材料制作的下雨报警器。
3.
在真实模拟场景中改进下雨报警器。
4.
学习设计、制作、测试、改进的理念，养成动脑动手的好习惯。
三、教学过程
（一）科技改变生活
同学们，在这个春暖花开的季节里，雨是最寻常的。哇，又下雨了，不好，晾在外面的衣服又要淋湿了，要是有一个能通知我下雨的设备该多好呀。同学们，你能运用科学知识帮老师解决这个问题吗？
预设：做个警报器。
今天，我们做一回气象小达人，设计制作下雨报警器。
（二）设计制作下雨报警器
1）设计
1.下雨报警器可以怎样设计？
预设1：要有一个接水装置，感受到雨水的地方；
预设2：发出警报，警报声是电学里哪个元件发出的？蜂鸣器的顶端有个加号，表示正极。和我们学过的二极管一样，要和电源正极相连。
预设3：做个保护壳，做好防水。
预设4：不仅要有声音，还可以有灯光，灯光可以二极管实现。
师：我们四年级学过，怎样来检测导体和绝缘体？
预设：用一个电路，把它放在里面，如果是导体，灯泡就亮了。如果是绝缘体，灯泡就不亮。
师：（出示图片）电路检测器由哪几部分？
预设：电池、灯泡、导线。
师：这里是检测头
师：请你说说电路检测器如何区分导体与绝缘体。
预设：把绝缘体放检测头上，电路不通，灯泡不亮。把导体放在这里，电路通了，灯泡就亮了。
师：假如把水放这里呢？
预设：灯泡也会发亮，因为水能导电。
师：如果遇水要报警呢？怎样调整？
预设：把小灯泡换成蜂鸣器。或者电路中再加蜂鸣器。
师：用粉笔来画导线，画画下雨报警器的电路示意图吗？请一位学生上来画。
学生画好，你来说说下雨报警器怎么做到不下雨不响，下雨了警报响呢？
预设：没下雨，电路断开，蜂鸣器不响，下雨了，水是导体，接通电路，蜂鸣器就响了。
2.检测处你想怎么设计？
预设1：可以把水装在一个盒子里，把导线放进去。
预设2：这个盒子要是绝缘体，如果是导体的话，不下雨也会响。
师：用盒子把水接起来，导线两端加金属片，为了加大接触面积。我还可以采用铜箔纸。把导线粘在铜箔纸下面，这一片区域都能检测有没有下雨。
师：这里还有一块雨滴板，只要雨下到这个雨滴板上，电路就能接通了。
3.这样一个电路拿去外面检测，会有什么问题呢？携带不方便怎么办？
预设:电线裸露，要保护。放在外面，会移动，最好装在底板上，保护起来。
二）制作
1. 完成了下雨报警器的整体设计。我们来整理一下制作步骤。
（1）连电路。老师有些小提示给你们
（2）把它安装在底板上。
（3）用滴管滴在检测处，测试
（4）完善下雨报警器，让他在房屋模型上真实的下雨环境下也能工作。
老师给每组准备了制作材料，如果材料有缺或者想加新的材料，可以去后面材料充电站取用。还有不清楚的，去后面的知识充电站充电或者寻找老师帮忙，现在开始制作吧。
三）改进
1.每个小组都完成了。请看同学们的成果。（希沃展示）现在请小组排好队，在房屋模型里测试下雨报警器。一位同学模拟下雨，其余同学观看，思考下雨报警器还需要哪些改进？
（左边拍好队，测试完右边下去。）
2.测试完毕，请小组上来交流你做了哪些改进？进过测试你觉得还能怎样改进？（预设）：1、给下雨报警器安装灯光，效果更好2. 下雨电池要淋湿的，上面搭雨棚，挡住 3. 将导线接头处用胶布包住，更牢固。4、底板还是选择用螺丝固定的好，更牢固。5、当雨量有点小的时候，或者盐水加的不够，警报器也不响。
6、我们的下雨报警器不仅有声音，还有灯光。
（三）生活中的下雨报警器
1. 同学们真厉害，自己设计、制作、改进下雨报警器。
生活中还有其他的下雨报警器。这是湿度检测下雨报警器。当湿度感应器检测到水分时，或者空气中的湿度非常大，蜂鸣器就能响。同学们知道吗？刚才我们测试用的水其实是盐水，为了增强导电性，用纯净水，电流太小，蜂鸣器不会响）。但这款报警器遇到纯净水，也能报警。我们来试试。这款比我们刚才自制的更灵敏。
2.
这是感应板下雨报警器，这是感应片。所有电路装在这个盒子里，它小巧方便。这里装喇叭，这里装电池。一滴水碰到这个感应片，就能发出警报。
报警器还可以通过WiFi、互联网与手机相连，实现远程报警、实时监控。
3. 知识迁移
我们制作的报警器其实主要的是检测水分，水在生活中是不可缺少的，它还可以有什么用途呢？
预设：漏水报警器。是的。这是装在厨房洗手盆里的漏水报警器。
还可以应用在车库、厨房、卫生间等，还能做水位报警器，当水满出来了，也可以报警。太阳能热水器上就可以用，既可以监测漏水、还可以监测满水情况。
现在的智能报警器一般主要配有红外探测器（应用在商场自动门）、门磁、烟雾探测器（火灾的时候检测）、红外栅栏等。
（四）总结
今天上课时间紧，材料也比较少。同学们可以回家改进刚才制作的下雨报警器。生活与科学息息相关，希望同学们做个有心人，智能生活，玩转科学。
