人教版（2024）小學信息科技六年級上學期（第5-8單元）教學設計目錄第5單元智能種植有方法第16課智能種植初探秘第17課設計我的種植園第18課土壤濕度控制好第19課光照溫度要適宜第6單元電梯運行的控制第20課找找電梯子系統第21課到達指定的樓層第22課電梯門的開與關第23課如果超載電梯停第7單元汽車里的小奧秘第24課自動熄滅轉向燈第25課安全帶未系提醒第26課倒車防撞請注意第27課定速巡航的控制第8單元自主可控與安全第28課使用系統講安全第29課避免故障保安全第30課自主可控變強大全冊教學設計第5單元智能種植有方法第16課智能種植初探秘核心素養目標信息意識學生能主動察覺智能種植在現代農業及日常生活中的應用實例，如智能溫室大棚、家庭智能種植機等，感知智能種植系統中各類信息的采集、傳遞與處理，增強對智能種植領域信息的敏感度。理解智能種植中數據信息對農作物生長的重要意義，形成主動關注智能種植技術發展動態與信息應用的意識。計算思維通過分析智能種植系統的工作流程，引導學生將復雜的種植過程抽象為數據采集、處理、決策和控制的邏輯過程，掌握運用計算思維拆解問題、分析問題的方法。培養學生運用流程圖、簡易算法等工具描述智能種植系統運行邏輯的能力，能夠根據農作物生長需求設計簡單的智能種植控制方案，提升邏輯推理與問題解決能力。數字化學習與創新引導學生借助數字化工具，如智能種植模擬軟件、農業科技信息平臺等，自主探究智能種植的原理與方法，提高自主學習和實踐操作能力。鼓勵學生發揮創新思維，針對現有智能種植系統提出改進設想，或嘗試設計具有個性化功能的小型智能種植方案，培養創新實踐能力。信息社會責任讓學生了解智能種植技術在保障糧食安全、推動農業可持續發展中的重要作用，認識到該技術應用對社會、環境和人類生活的積極影響，增強對信息技術服務農業發展的責任感。培養學生正確對待智能種植技術的態度，引導學生在學習與實踐中關注生態環境保護、資源合理利用等問題，樹立正確的價值觀和道德觀。教學重難點教學重點深入理解智能種植的基本概念和特點，掌握智能種植系統的組成部分及其功能，包括傳感器、控制器、執行器等在農作物生長環境監測與調控中的作用。熟悉智能種植中常見的數據采集類型，如土壤濕度、溫度、光照強度等，以及這些數據在農作物生長決策中的應用方式。學會運用簡單工具描述智能種植系統的工作流程，能夠分析實際案例中智能種植系統的運行原理。教學難點理解智能種植系統中各組成部分之間復雜的協同工作機制，以及如何根據農作物生長需求和環境變化實現精準的自動化控制。培養學生運用智能種植知識解決實際問題的能力，能夠結合不同農作物的生長特性，設計合理的智能種植控制策略。教學過程導入新課視頻情境創設教師通過多媒體播放一段展現現代智能溫室大棚的視頻。視頻中，智能溫室大棚內整齊排列著各類農作物，傳感器實時監測著土壤濕度、溫度、光照強度等數據，控制器根據預設程序和監測數據自動控制灌溉系統、遮陽設備、通風裝置等進行工作，工作人員通過手機APP遠程查看大棚內的各項數據并進行操作。播放結束后，教師提問：“同學們，在剛才的視頻中，大家看到的農作物種植方式和傳統種植方式有什么不同？這些自動化設備是如何知道什么時候該澆水、什么時候該通風的呢？”引導學生觀察視頻內容，思考智能種植與傳統種植的差異，激發學生的好奇心和學習興趣。設計意圖：以直觀生動的視頻創設情境，讓學生快速感知智能種植的場景與特點，通過對比引發學生的認知沖突，從而產生探究智能種植奧秘的欲望，為新課教學做好鋪墊。生活實例引入教師進一步引導：“其實在我們的生活中，也有很多智能種植的影子。比如一些家庭中使用的小型智能種植機，可以自動為植物澆水、補光。大家有沒有見過類似的智能種植產品呢？”鼓勵學生分享自己在生活中接觸到的智能種植相關實例。學生分享后，教師總結：“看來智能種植已經走進了我們的生活。那么，智能種植究竟有什么神奇之處，它是如何實現這些功能的呢？今天就讓我們一起走進《智能種植初探秘》。”自然引出本節課的主題。設計意圖：聯系學生生活實際，讓學生感受到智能種植與日常生活的緊密聯系，拉近學生與新知識的距離，明確學習目標，順利導入新課。新課講授智能種植的概念與特點講解教材內容解讀：教師引導學生翻開教材，找到關于智能種植概念和特點的相關內容，逐句朗讀并詳細解釋：“智能種植是利用信息技術對農作物生長環境進行監測、控制和管理的種植方式。它具有自動化、精準化、智能化等特點。自動化體現在無需人工頻繁操作，設備能自動完成灌溉、施肥、通風等工作；精準化是指可以精確監測和調控農作物生長所需的各種環境因素，如溫度、濕度、光照等；智能化則表現為系統能夠根據農作物生長規律和環境變化，自動做出決策，調整種植策略。”案例分析：教師以教材中介紹的某大型智能蔬菜種植基地為例，講解該基地如何通過智能種植實現蔬菜的高產優質。基地內安裝了大量的傳感器，實時采集土壤墑情、空氣溫濕度、二氧化碳濃度等數據，控制器根據這些數據自動控制滴灌系統進行精準灌溉，開啟補光燈調節光照，啟動通風設備調節空氣流通。通過智能種植，不僅提高了蔬菜的產量和品質，還大大減少了人力和資源的浪費。師生互動：教師提問：“同學們，結合剛才的講解和案例，大家想一想，智能種植的這些特點相比傳統種植方式，有哪些優勢呢？”組織學生進行小組討論，然后每個小組派代表發言。教師對學生的發言進行點評和總結，強化學生對智能種植概念和特點的理解。設計意圖：通過對教材內容的詳細解讀、具體案例分析以及師生互動討論，讓學生全面、深入地理解智能種植的概念和特點，將抽象的概念與實際應用相結合，便于學生掌握。智能種植系統的組成部分講解傳感器功能講解：教師講解：“傳感器就像是智能種植系統的‘眼睛’和‘耳朵’，它能夠實時感知農作物生長環境的各種信息。例如，土壤濕度傳感器可以檢測土壤的干濕程度，為是否需要灌溉提供數據依據；溫度傳感器用于監測環境溫度，確保農作物生長在適宜的溫度范圍內。”實物展示與演示：教師拿出土壤濕度傳感器、溫度傳感器、光照傳感器等實物，向學生展示傳感器的外觀，并通過簡單的演示設備，模擬傳感器采集數據的過程。如將土壤濕度傳感器插入濕潤和干燥的土壤中，觀察連接設備上顯示的數據變化，讓學生直觀感受傳感器的工作原理。教材案例分析：教師引導學生閱讀教材中關于智能花卉種植系統的案例，分析其中傳感器的應用。在該案例中，光照傳感器實時監測光照強度，當光照不足時，系統自動開啟補光燈，保證花卉獲得充足的光照。教師結合案例詳細講解傳感器在智能種植系統中的重要作用。控制器原理講解：教師解釋：“控制器是智能種植系統的‘大腦’，它接收傳感器傳來的數據，經過分析和處理，根據預設的程序和農作物生長需求，發出指令控制執行器工作。比如，當控制器接收到土壤濕度傳感器傳來的土壤缺水信號時，會計算出合適的灌溉量，并向灌溉系統發出啟動指令。”類比說明：教師將控制器與人類大腦進行類比，幫助學生理解其作用。“就像我們的大腦接收眼睛、耳朵等器官傳來的信息，經過思考后指揮手腳做出相應動作一樣，控制器指揮著智能種植系統中的各個設備協同工作。”互動提問：教師提問：“同學們，如果控制器出現故障，智能種植系統會怎么樣呢？”引導學生思考控制器在系統中的核心地位，加深學生對控制器功能的理解。執行器作用講解：教師講解：“執行器是智能種植系統的‘手腳’，它根據控制器發出的指令，完成具體的操作。常見的執行器有水泵、遮陽網電機、通風扇等。例如，當控制器發出灌溉指令時，水泵就會開始工作，將水輸送到農作物根部；當需要調節光照時，遮陽網電機控制遮陽網展開或收起。”視頻演示：教師播放一段智能種植系統中執行器工作的視頻，展示灌溉系統的水泵抽水灌溉、遮陽網自動升降、通風扇啟動等場景，讓學生直觀感受執行器的實際操作過程。小組討論：教師組織學生以小組為單位，討論在智能種植系統中，還有哪些設備屬于執行器，以及它們各自的功能。每個小組派代表發言，教師進行總結和補充。設計意圖：通過對智能種植系統各組成部分（傳感器、控制器、執行器）的功能講解、實物展示、案例分析、類比說明、視頻演示和小組討論等多種教學方式，讓學生深入理解各部分的工作原理和作用，清晰掌握智能種植系統的結構，為后續學習打下堅實基礎。3.智能種植中的數據采集與應用講解數據采集類型：教師在黑板上列出智能種植中常見的數據采集類型，包括土壤濕度、溫度、光照強度、空氣濕度、二氧化碳濃度等。并逐一講解：“土壤濕度數據可以幫助我們了解土壤的含水量，判斷農作物是否缺水；溫度數據對于農作物的生長發育至關重要，不同的農作物有適宜的生長溫度范圍；光照強度影響著農作物的光合作用，合適的光照能促進農作物茁壯成長；空氣濕度和二氧化碳濃度也會對農作物的生長產生影響，例如二氧化碳是植物進行光合作用的原料，合適的濃度可以提高農作物的產量。”數據應用分析：教師結合教材中智能水稻種植的案例，分析數據采集與應用的過程。在該案例中，通過實時采集稻田的土壤濕度數據，當濕度低于預設值時，系統自動啟動灌溉設備進行補水；根據溫度數據，在夜間溫度較低時，啟動保溫設施，保證水稻在適宜的溫度下生長；依據光照強度數據，在陰天或光照不足時，開啟補光設備。教師引導學生思考：“這些數據是如何幫助智能種植系統做出決策，保障水稻良好生長的呢？”組織學生進行討論和交流，教師進行總結和點評，強化學生對數據在智能種植中應用的理解。圖表展示輔助：教師展示一張智能種植環境數據變化圖表，圖表中記錄了某智能溫室一天內溫度、濕度、光照強度等數據的變化曲線。教師引導學生觀察圖表，提問：“從這張圖表中，大家能看出哪些時間段溫度過高或過低？濕度在什么時候需要調節？我們如何根據這些數據變化，優化智能種植的控制策略呢？”通過圖表分析，培養學生解讀數據、運用數據解決問題的能力。設計意圖：通過講解數據采集類型、分析實際案例中的數據應用以及圖表展示輔助等方式，讓學生了解智能種植中數據采集的重要性和數據應用的方法，培養學生的數據意識和分析能力，使學生明白數據是智能種植決策的關鍵依據。課堂練習智能種植系統分析練習教師提供多個智能種植系統案例，包括教材中的經典案例和一些新型智能種植模式案例，如垂直農場智能種植系統、魚菜共生智能種植系統等。要求學生以小組為單位，選擇一個案例進行分析，從智能種植的概念和特點、系統組成部分（傳感器、控制器、執行器的具體應用）、數據采集與應用等方面進行深入探討。每個小組需要形成一份分析報告，包括文字描述、繪制系統組成結構圖等。小組完成分析后，進行展示和交流。其他小組可以針對展示小組的分析報告提出問題和改進建議，教師引導學生從準確性、完整性、創新性等方面進行評價，最后教師對各小組的表現進行總結和點評，強化學生對本節課知識的理解和應用。設計意圖：通過案例分析練習，讓學生綜合運用所學知識，深入分析實際的智能種植系統案例，提高學生的分析問題、解決問題的能力，培養學生的團隊合作精神和表達能力。簡易智能種植方案設計練習教師提出一個實際問題：為教室設計一個小型智能種植角，用于種植多肉植物。要求學生根據多肉植物的生長特性（如耐旱、喜光等），設計一個簡易的智能種植方案。方案需包括選擇哪些傳感器（如土壤濕度傳感器、光照傳感器）、控制器和執行器（如小型水泵、補光燈），如何連接各設備組成系統，以及數據采集和應用的方式（如當土壤濕度低于一定值時自動澆水，光照不足時開啟補光燈）。學生可以使用文字描述、繪制簡易流程圖等方式展示設計方案。學生完成設計后，進行展示和分享。教師組織學生互相評價，從方案是否符合多肉植物生長需求、系統設計是否合理、是否體現智能種植特點等方面提出意見和建議。最后教師進行總結，強調設計過程中的關鍵要點和注意事項。設計意圖：通過簡易智能種植方案設計練習，讓學生將所學知識應用到實際場景中，培養學生的創新思維和實踐能力，提高學生運用智能種植知識解決實際問題的能力，同時加深學生對智能種植系統設計的理解。課堂總結知識回顧教師引導學生回顧本節課所學的主要內容：智能種植的概念和特點，包括自動化、精準化、智能化等特點，以及與傳統種植方式的區別。智能種植系統的組成部分，傳感器、控制器、執行器各自的功能和作用，以及它們之間的協同工作關系。智能種植中的數據采集類型和應用方式，數據在農作物生長決策中的重要性。重點強調與拓展延伸強調智能種植在現代農業發展和日常生活中的重要意義，鼓勵學生在課后繼續觀察生活中的智能種植現象，運用所學知識分析其原理。同時，引導學生思考智能種植技術未來的發展方向，如如何進一步提高種植的智能化水平、如何實現資源的更高效利用等，激發學生對農業科技的探索興趣，培養學生的創新意識和社會責任感。設計意圖：通過課堂總結，幫助學生梳理知識脈絡，強化重點知識，加深理解和記憶。通過拓展延伸，引導學生將學習延伸到課外生活中，培養學生持續關注智能種植技術發展的興趣和意識，提升學生的綜合素養。第17課設計我的種植園核心素養目標信息意識學生能夠敏銳感知智能種植技術在現代農業中的廣泛應用，主動關注生活中各類智能種植園案例，理解信息技術與農業生產深度融合的重要意義，形成對智能種植領域的信息敏感度。在面對種植相關問題或場景時，能夠迅速聯想到智能種植技術和設計方法，主動思考如何運用信息技術解決種植過程中的實際問題，增強運用信息解決實際問題的意識。計算思維學會運用分析、規劃的方法，將種植園設計需求轉化為包含環境監測、自動控制等功能模塊的系統設計方案，抽象出各模塊之間的邏輯關系，培養從實際需求到技術方案的轉化能力。通過分析不同智能種植園案例，歸納總結種植園設計的基本要素和流程，能夠根據給定的種植條件和目標，合理設計種植園的布局、設備選擇及控制策略，提升邏輯推理和問題解決能力。熟練掌握用設計圖、流程圖、文字說明等工具，清晰表達種植園設計思路和系統運行流程，為后續參與實際項目設計和技術實現奠定基礎，強化計算思維的可視化表達能力。數字化學習與創新引導學生積極利用農業科普網站、智能種植模擬軟件、農業技術在線課程等數字化資源，自主學習智能種植的相關知識、前沿技術和成功案例，拓寬學習渠道，提高自主獲取信息和學習的能力。在小組合作設計活動中，鼓勵學生大膽提出創新的種植園設計想法，嘗試將新技術、新理念融入設計方案，對現有種植園設計案例進行優化改進，培養創新思維和團隊協作能力，提升數字化環境下的實踐創新水平。信息社會責任讓學生了解智能種植技術在保障糧食安全、促進農業可持續發展、推動鄉村振興等方面的重要貢獻，同時認識到技術應用可能帶來的環境影響、倫理問題等，樹立全面客觀看待智能種植技術的態度。培養學生在參與種植園設計過程中的責任意識，引導學生思考如何在設計中充分考慮生態環境保護、資源合理利用以及社會效益，確保設計方案符合可持續發展理念和社會道德規范。教學重難點教學重點深入理解智能種植園設計的基本要素，包括種植作物選擇、環境監測設備配置、自動灌溉與施肥系統設計、溫濕度及光照調控方案等，掌握各要素之間的相互關系和影響。熟練掌握智能種植園設計的流程和方法，能夠結合教材中的典型案例，如小型智能溫室種植園、家庭陽臺智能種植系統等，分析具體設計過程中的關鍵步驟和技術要點。學會運用合適的工具和方式，如手繪設計圖、專業繪圖軟件、文字報告等，規范地呈現種植園設計方案，包括布局規劃、設備連接示意圖、控制流程說明等內容。教學難點理解如何根據不同的種植目標（如高產、有機種植、觀賞等）和實際環境條件（如氣候、土壤、空間大小等），綜合考慮技術可行性、成本效益等因素，選擇最合理的種植園設計方案。培養學生在種植園設計中解決復雜問題的能力，如處理環境監測數據與設備控制之間的聯動關系，協調不同子系統之間的工作，確保整個種植園系統穩定、高效運行，提升綜合運用知識和技術的實踐能力。教學過程課程導入1.展示情境圖與視頻：教師通過多媒體展示教材中智能溫室種植園、垂直農場、家庭智能種植箱等情境圖，并播放一段現代化智能種植園的全景視頻，視頻中展示自動灌溉、光照調節、機器人巡檢等場景。引導學生仔細觀察畫面和視頻內容，提問：“同學們，在視頻里看到的種植園和我們平時見到的傳統種植園有什么不一樣？這些新奇的設備和技術是如何幫助植物生長的呢？”設計意圖：以直觀的情境圖和生動的視頻呈現智能種植園場景，激發學生對智能種植的好奇心和興趣，引導學生主動觀察并對比智能種植與傳統種植的差異，為引出種植園設計主題做鋪墊。2.分享交流：組織學生進行小組討論，分享自己在生活中見過的智能種植相關場景或聽聞的有趣案例，每個小組推選一名代表進行發言。教師認真傾聽學生的分享，對學生的經歷給予肯定和鼓勵，同時適時引導，引出本節課的主題——設計我的種植園。設計意圖：通過分享交流活動，調動學生的已有經驗，增強學生的參與感，同時了解學生對智能種植的認知基礎，營造活躍的課堂氛圍，為后續教學順利開展創造條件。知識講解1.智能種植園設計要素講解作物選擇：教師結合教材內容，講解種植作物選擇的要點。不同的作物對生長環境（如溫度、光照、土壤酸堿度等）有不同的要求，要根據種植目標（食用、觀賞等）和當地環境條件選擇合適的作物。例如，若設計家庭陽臺種植園，可選擇生長周期短、適合盆栽的蔬菜，如生菜、草莓等；若建設大型智能溫室種植園，可考慮市場需求大的經濟作物。環境監測設備：介紹常見的環境監測設備及其功能，如溫濕度傳感器、光照強度傳感器、土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器等。通過示意圖展示這些設備在種植園中的安裝位置和數據采集原理，說明它們如何實時監測種植環境數據，為后續的自動控制提供依據。自動控制設備：講解自動灌溉、施肥系統，通風、遮陽、補光設備的工作原理和作用。以自動灌溉系統為例，當土壤濕度傳感器檢測到土壤缺水時，將信號傳輸給控制器，控制器根據預設程序啟動水泵進行灌溉。通過動畫演示設備之間的連接和工作流程，幫助學生理解。互動提問：講解完各要素后，教師提問：“如果我們要在學校的屋頂設計一個小型種植園，種植番茄，大家覺得應該選擇哪些環境監測設備？為什么？”鼓勵學生結合所學知識思考并回答，對學生的回答進行點評和補充，加深學生對設計要素的理解。設計意圖：通過詳細講解種植園設計的關鍵要素，結合生活實例和直觀圖示，讓學生系統地掌握智能種植園設計的基礎知識。互動提問環節引導學生將知識與實際場景結合，培養學生的應用能力和思考能力。2.種植園設計流程講解需求分析：教師強調需求分析是設計的第一步，要明確種植目標（如產量、品質、成本控制等）、種植規模、可用資源（場地、資金、技術等）以及種植環境條件。以教材中的小型智能溫室種植園案例為例，分析其需求分析過程，如種植目標是培育高品質的有機蔬菜，種植規模為半畝地，可用資源包括現有的溫室框架和一定的資金預算等。方案設計：講解根據需求進行方案設計的方法，包括種植區域規劃（劃分種植區、操作區、設備存放區等）、設備選型與布局、控制流程設計等。展示不同種植園的設計圖紙，對比分析其設計特點和優劣，引導學生學習合理的布局和設計思路。方案優化：說明方案設計完成后，需要從成本、效率、環保等方面進行優化。例如，在滿足種植需求的前提下，選擇性價比高的設備；設計節能的控制策略，減少能源消耗。通過實際案例分析優化的過程和效果，讓學生理解優化的重要性。小組討論：教師提出問題：“假設我們要為社區設計一個公益智能種植園，供居民體驗種植樂趣，在方案設計和優化過程中，需要考慮哪些特別的因素？”讓學生分組討論，每個小組推選一名代表進行發言，分享小組討論結果。教師對各小組的發言進行點評和總結，強化學生對設計流程的理解。設計意圖：系統講解種植園設計流程，結合教材案例和實際場景分析，讓學生掌握科學的設計方法。小組討論活動培養學生的團隊協作能力和實際問題分析能力，引導學生學會全面考慮設計過程中的各種因素。3.教材案例深入解讀小型智能溫室種植園案例：教師以教材中的小型智能溫室種植園為例，深入解讀其設計過程。展示該種植園的設計圖紙、設備清單和控制流程圖，詳細分析從需求分析到最終方案確定的每一個步驟。如在需求分析階段，明確種植目標為種植反季節蔬菜，滿足周邊市場需求；在方案設計中，合理規劃溫室內部布局，選擇合適的溫濕度調控設備、灌溉設備等；在方案優化時，采用太陽能供電系統降低能源成本。互動探究：在解讀案例過程中，教師不斷提問，如“如果這個種植園要增加種植花卉的區域，設計方案需要做哪些調整？”“溫濕度調控設備的選型對種植園的運行成本和作物生長有什么影響？”引導學生深入思考案例中的細節和潛在問題，組織學生進行討論和交流，分享自己的想法。設計意圖：通過對教材典型案例的深入剖析，讓學生直觀感受智能種植園設計的全過程，掌握設計要點和方法。互動探究環節激發學生的思維活力，培養學生的創新意識和解決實際問題的能力，加深學生對種植園設計知識的理解和應用。課堂練習1.基礎概念練習：教師通過多媒體展示一些判斷題和選擇題，如“在智能種植園設計中，只需考慮作物的生長需求，不需要考慮成本，這種說法是否正確？”“以下哪項不屬于環境監測設備（）A.水泵B.光照強度傳感器C.土壤濕度傳感器”等，讓學生在練習本上作答。作答結束后，隨機抽取學生回答問題，教師進行點評和講解，強化學生對智能種植園設計基本概念和要素的理解。設計意圖：通過基礎概念練習，及時鞏固學生對智能種植園設計基礎知識的掌握，發現學生存在的理解誤區并及時糾正，確保學生準確把握核心知識點。2.案例分析練習：給出一些新的智能種植園案例，如屋頂光伏智能種植園、沙漠智能種植基地等，讓學生分析這些案例的設計要素、設計流程以及設計亮點和不足。學生先獨立完成分析，然后小組內進行交流討論，互相補充和完善答案。每個小組推選一名代表進行發言，教師對各小組的分析進行評價和總結，針對學生存在的問題進行詳細講解。設計意圖：案例分析練習讓學生將所學的種植園設計知識應用到實際案例中，培養學生分析實際問題的能力和總結歸納能力，通過小組交流討論，提高學生的團隊協作能力和語言表達能力。3.方案設計練習：提出實際任務，如“為學校的勞動實踐基地設計一個小型智能種植園，種植園面積為100平方米，主要種植葉菜類蔬菜，預算為2萬元。請同學們分組進行方案設計，要求包含種植區域規劃、設備選型與布局、控制流程設計等內容，并繪制設計圖和撰寫設計說明。”各小組在設計過程中，教師在小組間巡視，觀察學生的設計過程，適時給予指導和建議。設計完成后，各小組進行成果展示，其他小組進行提問和評價，教師進行總結和點評，評選出優秀的設計方案。設計意圖：方案設計練習讓學生親身體驗智能種植園設計過程，將理論知識轉化為實踐能力，培養學生的創新思維和綜合實踐能力。成果展示和評價環節促進學生之間的相互學習和交流，提高學生的設計水平和表達能力。小組合作探究活動活動主題：設計一個具有特色的社區智能種植園方案。活動要求：小組合作，通過實地考察（如有條件）、查閱資料等方式，了解社區的環境條件、居民需求和種植資源。結合所學知識，設計一個具有創新性和實用性的社區智能種植園方案，方案需包含詳細的需求分析、種植區域規劃、設備選型與配置、控制策略設計、成本預算等內容。以小組為單位，制作PPT展示方案，要求內容豐富、邏輯清晰、圖文并茂，能夠清晰呈現設計理念和方案優勢。分組與實施：教師將學生分成小組，每組4-6人。各小組進行分工，如資料收集員、方案設計師、PPT制作員等。在探究過程中，教師鼓勵學生積極利用數字化資源進行學習和探索，引導學生結合社區實際情況大膽創新設計思路，充分發揮團隊協作精神。教師在各小組之間巡視，及時了解學生的探究進度，為學生提供必要的幫助和指導。成果展示與評價：各小組完成探究后，進行成果展示。每個小組派一名代表上臺展示PPT，講解小組設計的社區智能種植園方案。其他小組的同學認真傾聽，進行提問和評價，提出自己的意見和建議。教師對各小組的表現進行總結評價，從方案的創新性、實用性、可行性、展示效果等方面進行打分，對表現優秀的小組給予表揚和獎勵，同時針對各小組存在的問題提出改進的方向。設計意圖：小組合作探究活動讓學生在實踐中深化對智能種植園設計知識的理解和應用，培養學生的自主學習能力、創新能力和團隊協作能力。成果展示與評價環節為學生提供了展示自我的平臺，促進學生之間的交流和學習，提高學生的信息素養和綜合實踐能力，同時增強學生對社區服務的責任感。課堂總結1.知識梳理：教師引導學生回顧本節課所學的主要內容，通過提問的方式，讓學生回答智能種植園設計的基本要素、設計流程以及教材案例中的關鍵知識點。教師根據學生的回答進行補充和完善，繪制本節課的知識思維導圖（如下），幫助學生構建完整的知識體系。設計意圖：知識梳理幫助學生系統地回顧本節課的重點知識，通過思維導圖的形式，將零散的知識點串聯起來，加深學生對知識的理解和記憶，培養學生的歸納總結能力。2.總結提升：教師請幾位同學分享自己在本節課學習中的收獲和體會，包括對智能種植園設計知識的理解、小組合作過程中的感受、解決實際問題的經驗等。然后教師對學生的發言進行總結，強調智能種植技術對農業發展的重要意義，鼓勵學生在今后的學習和生活中，關注農業科技發展，運用所學知識為改善生活環境、推動農業進步貢獻力量。設計意圖：通過學生分享收獲和體會，促進學生的反思和總結，培養學生的語言表達能力和自我認知能力。教師的總結提升則進一步激發學生對農業科技和信息技術學習的興趣和熱情，引導學生樹立正確的學習態度和社會責任感。課后作業讓學生在家庭陽臺或庭院嘗試設計一個微型智能種植區，選擇合適的作物，規劃種植區域，列出所需設備清單，并向家人介紹自己的設計方案。查閱資料，了解智能種植技術的最新發展動態，如人工智能在種植中的應用、新型種植模式等，撰寫一篇關于智能種植技術發展趨勢的小報告，下節課進行分享和交流。設計意圖：課后作業旨在讓學生進一步將所學知識與生活實際相結合，培養學生的實踐能力和創新能力，通過家庭實踐和資料查閱，提高學生的自主學習能力和書面表達能力，同時引導學生關注智能種植技術的前沿發展，拓寬學生的知識視野。小結本節課圍繞“設計我的種植園”這一主題展開教學，通過課程導入激發學生興趣，知識講解幫助學生深入理解智能種植園設計的要素和流程，課堂練習鞏固知識應用，小組合作探究培養學生綜合能力，課堂總結梳理知識要點，課后作業促進知識拓展和實踐應用。在教學過程中，始終以培養學生的信息科技核心素養為目標，通過多種教學方法和手段，引導學生積極參與課堂學習，讓學生不僅掌握了智能種植園設計的相關知識和技能，還提高了觀察分析、實踐創新、團隊協作等多方面的能力，增強了對農業科技和信息技術的興趣與責任感，為學生未來的學習和發展奠定了良好的基礎。第18課土壤濕度控制好核心素養目標信息意識學生能夠主動關注生活中與土壤濕度相關的現象，如不同植物對土壤濕度的需求差異、自然環境變化對土壤濕度的影響等，認識到土壤濕度控制在農業生產、園藝種植等領域的重要性，形成對土壤濕度相關信息的敏感度。在面對種植問題或智能種植場景時，能夠迅速聯想到土壤濕度控制的相關知識和技術，主動思考如何運用信息技術手段獲取、分析和處理土壤濕度信息，增強利用信息解決實際種植問題的意識。計算思維學會運用抽象和建模的方法，將土壤濕度控制問題轉化為包含數據采集、分析處理和控制決策的邏輯模型，理解各環節之間的關系，培養從實際問題到計算模型的轉化能力。通過分析不同的土壤濕度控制案例，歸納總結土壤濕度控制的基本原理和方法，能夠根據給定的種植條件和作物需求，合理設計土壤濕度監測與調控方案，提升邏輯推理和問題解決能力。熟練掌握用流程圖、數據圖表等工具描述土壤濕度控制過程和數據變化情況，為后續學習智能控制系統的設計和編程實現奠定基礎，強化計算思維的可視化表達能力。數字化學習與創新引導學生積極利用農業科普網站、土壤濕度監測APP、智能種植虛擬仿真平臺等數字化資源，自主學習土壤濕度控制的相關知識、先進技術和實踐經驗，拓寬學習渠道，提高自主獲取信息和學習的能力。在小組合作探究活動中，鼓勵學生大膽提出創新的土壤濕度控制方法和技術應用設想，嘗試將新技術、新理念融入到實際方案設計中，培養創新思維和團隊協作能力，提升數字化環境下的實踐創新水平。信息社會責任讓學生了解土壤濕度控制技術在保障農作物產量、促進農業可持續發展、保護生態環境等方面的重要貢獻，同時認識到不合理的控制方式可能帶來的水資源浪費、土壤鹽堿化等問題，樹立全面客觀看待土壤濕度控制技術的態度。培養學生在參與土壤濕度控制相關項目或實踐活動中的責任意識，引導學生思考如何在保證種植效果的同時，合理利用資源、保護環境，確保技術應用符合可持續發展理念和社會道德規范。教學重難點教學重點深入理解土壤濕度對植物生長的重要影響，掌握不同類型植物適宜的土壤濕度范圍，以及土壤濕度過高或過低對植物生長發育的危害。熟練掌握土壤濕度監測的常用方法和設備，如土壤濕度傳感器的工作原理、安裝使用方法，以及如何通過傳感器獲取準確的土壤濕度數據。學會運用信息技術手段實現土壤濕度的自動調控，包括了解自動灌溉系統、排水系統與土壤濕度監測數據的聯動控制原理，能夠根據實際需求設計簡單的土壤濕度自動控制方案。教學難點理解如何綜合考慮多種因素（如植物種類、種植季節、氣候條件、土壤質地等），確定合理的土壤濕度控制標準和策略，實現精準的土壤濕度調控。培養學生在實際操作和設計過程中，解決土壤濕度控制相關復雜問題的能力，如處理傳感器數據誤差、應對設備故障、優化控制算法以提高控制效率和穩定性等，提升綜合運用知識和技術的實踐能力。教學過程課程導入1.展示情境圖與視頻：教師通過多媒體展示教材中不同土壤濕度下植物生長狀態對比的情境圖，如土壤濕潤時葉片舒展、色澤鮮綠的蔬菜，與土壤干旱時葉片枯黃、萎縮的同類蔬菜；同時播放一段智能種植園中土壤濕度自動監測與調控的視頻，視頻中展示土壤濕度傳感器實時采集數據、控制器根據數據啟動灌溉設備的過程。引導學生仔細觀察畫面和視頻內容，提問：“同學們，從這些圖片和視頻中，大家發現土壤濕度和植物生長有什么關系？視頻里的設備是怎么讓土壤濕度保持合適狀態的呢？”設計意圖：通過直觀的情境圖對比和生動的視頻展示，讓學生快速直觀地感受到土壤濕度對植物生長的影響以及智能控制土壤濕度的過程，激發學生的好奇心和探究欲望，為引出本節課主題做鋪墊。2.生活經驗分享：組織學生進行小組討論，分享自己在生活中觀察到的與土壤濕度相關的現象，比如自家種植花草時澆水過多或過少的后果，或者在公園、農田看到的不同土壤狀態。每個小組推選一名代表進行發言。教師認真傾聽學生的分享，對學生的經歷給予肯定和鼓勵，同時適時引導，引出本節課的主題——土壤濕度控制好。設計意圖：調動學生的生活經驗，增強學生的課堂參與感，讓學生意識到所學知識與生活的緊密聯系，同時了解學生對土壤濕度的已有認知，便于后續針對性教學。知識講解1.土壤濕度與植物生長關系講解理論闡述：教師結合教材內容，詳細講解土壤濕度對植物生長的重要性。土壤中的水分是植物進行光合作用、吸收養分的重要媒介，適宜的土壤濕度能保證植物根系正常呼吸和生長，促進植物的新陳代謝。不同類型的植物，如耐旱的仙人掌和喜濕的水稻，對土壤濕度的要求差異很大。同時，通過圖表（如下）展示土壤濕度過高或過低時，植物在根系發育、葉片生長、開花結果等方面受到的危害。案例分析：教師以教材中的番茄種植案例為例，分析在番茄不同生長階段（如幼苗期、開花結果期）適宜的土壤濕度范圍，以及偏離該范圍對番茄生長和產量的影響。例如，番茄幼苗期土壤濕度保持在60%-70%較為適宜，濕度過高會導致幼苗徒長，濕度過低則影響根系發育。互動提問：講解完后，教師提問：“同學們，如果我們要種植一盆綠蘿，大家覺得應該如何控制土壤濕度？如果澆水過多，綠蘿可能會出現什么情況？”鼓勵學生結合所學知識和生活經驗思考并回答，對學生的回答進行點評和補充，加深學生對土壤濕度與植物生長關系的理解。設計意圖：通過理論闡述、圖表展示和案例分析，讓學生系統地掌握土壤濕度與植物生長的關系知識，互動提問環節引導學生將知識與實際種植相結合，培養學生的應用能力和思考能力。2.土壤濕度監測方法與設備講解傳統方法介紹：教師先介紹傳統的土壤濕度監測方法，如感官判斷法（通過觀察土壤顏色、質地，用手觸摸土壤感受濕度）、稱重法（取一定量土壤烘干前后稱重計算含水量），講解這些方法的操作步驟和優缺點，如感官判斷法簡單方便但準確性較低，稱重法較為準確但操作繁瑣、時效性差。現代技術講解：重點講解現代常用的土壤濕度監測設備——土壤濕度傳感器。結合教材中的圖示和實物模型（若有），詳細介紹土壤濕度傳感器的工作原理，如通過測量土壤的電導率、介電常數等物理特性來反映土壤濕度；展示傳感器的不同類型（如電阻式、電容式）及其特點；講解傳感器的安裝使用方法，包括安裝深度、位置選擇以及與數據采集設備的連接方式。數據解讀與分析：教師展示一組通過土壤濕度傳感器采集到的數據圖表，引導學生學習如何解讀數據，如橫坐標表示時間，縱坐標表示土壤濕度值，分析數據的變化趨勢，判斷土壤濕度是否處于適宜范圍。提問學生：“從這組數據中，我們能看出什么時候土壤濕度需要調節？應該如何調節？”組織學生討論并回答，教師進行總結和指導。設計意圖：讓學生了解從傳統到現代的土壤濕度監測方法，重點掌握現代傳感器技術，通過數據解讀培養學生分析處理信息的能力，為后續學習土壤濕度控制奠定基礎。3.土壤濕度自動調控原理與實現講解系統組成介紹：教師結合教材中的智能土壤濕度控制系統示意圖，講解自動調控系統的組成部分，包括土壤濕度傳感器（數據采集）、控制器（數據分析與決策）、執行機構（如水泵、電磁閥控制灌溉，排水泵控制排水）。通過動畫演示（如下）展示系統工作流程：土壤濕度傳感器實時采集數據并傳輸給控制器，控制器將接收到的數據與預設的適宜濕度范圍進行比較，當土壤濕度過低時，控制器發送指令啟動水泵進行灌溉；當土壤濕度過高時，啟動排水泵排水。編程邏輯初步探討：對于學有余力的學生，教師簡單介紹實現自動調控的編程邏輯思路，如使用條件判斷語句（if-else）根據傳感器數據控制執行機構的工作狀態。例如：“如果土壤濕度值小于下限值，那么開啟水泵；如果土壤濕度值大于上限值，那么開啟排水泵”。但不涉及具體編程代碼編寫，僅激發學生對信息技術應用的興趣。案例拓展：教師分享教材外的實際案例，如某大型農場采用智能土壤濕度控制系統，通過對不同地塊土壤濕度的精準調控，使作物產量提高了20%，同時節約了30%的水資源，讓學生進一步理解土壤濕度自動調控的優勢和應用價值。設計意圖：深入講解土壤濕度自動調控的原理和實現方式，結合示意圖、動畫、案例等多種形式，幫助學生理解復雜的系統工作過程，編程邏輯的初步探討激發學生對信息技術的探索欲望，拓展案例讓學生認識到技術應用的實際效益。課堂練習1.基礎概念練習：教師通過多媒體展示一些判斷題和選擇題，如“土壤濕度對所有植物的生長影響都是一樣的，這種說法是否正確？”“以下哪種是現代常用的精準土壤濕度監測設備（）A.溫度計B.土壤濕度傳感器C.風速儀”等，讓學生在練習本上作答。作答結束后，隨機抽取學生回答問題，教師進行點評和講解，強化學生對土壤濕度控制基礎概念的理解。設計意圖：及時鞏固學生對基礎知識的掌握，發現并糾正學生的理解誤區，確保學生準確把握核心知識點。2.案例分析練習：給出新的土壤濕度控制案例，如家庭陽臺智能種植箱的土壤濕度控制、小型溫室花卉種植的濕度管理等，讓學生分析案例中采用的土壤濕度監測方法、調控策略，以及存在的優點和不足。學生先獨立完成分析，然后小組內進行交流討論，互相補充和完善答案。每個小組推選一名代表進行發言，教師對各小組的分析進行評價和總結，針對學生存在的問題進行詳細講解。設計意圖：培養學生運用所學知識分析實際問題的能力，通過小組討論交流，提高學生的團隊協作能力和語言表達能力，加深對知識的理解和應用。3.方案設計練習：提出實際任務：“假設學校的生物園要種植一批多肉植物，已知多肉植物耐旱，適宜的土壤濕度范圍在40%-50%，請同學們分組設計一個土壤濕度監測與調控方案，包括選擇合適的監測設備、設計調控流程，并繪制簡單的系統示意圖。”各小組在設計過程中，教師在小組間巡視，觀察學生的設計過程，適時給予指導和建議。設計完成后，各小組進行成果展示，其他小組進行提問和評價，教師進行總結和點評，評選出優秀的設計方案。設計意圖：讓學生將理論知識應用到實際方案設計中，培養學生的創新思維和實踐能力，成果展示和評價環節促進學生之間的相互學習和交流，提升學生的綜合素養。小組合作探究活動活動主題：設計一個校園綠地土壤濕度智能調控系統方案。活動要求：小組合作，通過實地考察校園綠地、查閱相關資料等方式，了解校園綠地植物種類、土壤條件和現有灌溉設施情況。結合所學知識，設計一個智能調控系統方案，方案需包含詳細的土壤濕度監測方案（設備選型、安裝布局）、調控策略（灌溉閾值設定、灌溉方式選擇）、成本預算以及預期效果分析。以小組為單位，制作PPT展示方案，要求內容詳實、邏輯清晰、圖文并茂，能夠清晰呈現設計思路和方案優勢。分組與實施：教師將學生分成小組，每組4-6人。各小組進行分工，如資料收集員、方案設計師、PPT制作員等。在探究過程中，教師鼓勵學生積極利用數字化資源進行學習和探索，引導學生結合校園實際情況大膽創新設計思路，充分發揮團隊協作精神。教師在各小組之間巡視，及時了解學生的探究進度，為學生提供必要的幫助和指導。成果展示與評價：各小組完成探究后，進行成果展示。每個小組派一名代表上臺展示PPT，講解小組設計的校園綠地土壤濕度智能調控系統方案。其他小組的同學認真傾聽，進行提問和評價，提出自己的意見和建議。教師對各小組的表現進行總結評價，從方案的創新性、實用性、可行性、展示效果等方面進行打分，對表現優秀的小組給予表揚和獎勵，同時針對各小組存在的問題提出改進的方向。設計意圖：通過小組合作探究活動，讓學生在實踐中深化對土壤濕度控制知識的理解和應用，培養學生的自主學習能力、創新能力和團隊協作能力，成果展示與評價環節鍛煉學生的表達能力和批判性思維，增強學生對校園環境建設的參與感和責任感。課堂總結1.知識梳理：教師引導學生回顧本節課所學的主要內容，通過提問的方式，讓學生回答土壤濕度與植物生長的關系、土壤濕度監測方法和設備、土壤濕度自動調控原理等知識點。教師根據學生的回答進行補充和完善，繪制本節課的知識思維導圖（如下），幫助學生構建完整的知識體系。設計意圖：幫助學生系統回顧重點知識，通過思維導圖梳理知識脈絡，加深理解和記憶，培養學生的歸納總結能力。2.總結提升：教師請幾位同學分享自己在本節課學習中的收獲和體會，包括對土壤濕度控制知識的理解、小組合作過程中的感受、解決實際問題的經驗等。然后教師對學生的發言進行總結，強調土壤濕度控制技術在農業和園藝領域的重要性，鼓勵學生在今后的生活和學習中，關注身邊的種植問題，運用所學知識嘗試解決，積極探索更先進的土壤濕度控制方法和技術。設計意圖：促進學生反思總結，培養語言表達和自我認知能力，激發學生對農業科技和信息技術的興趣，引導學生樹立學以致用、勇于探索的意識。課后作業讓學生在家中選擇一盆植物，使用感官判斷法或借助簡易工具（如小鏟子、紙巾）監測土壤濕度，記錄一周內土壤濕度的變化情況，并根據植物生長狀態調整澆水頻率，撰寫觀察報告。查閱資料，了解目前土壤濕度控制領域的新技術、新方法（如無線傳感器網絡技術、基于人工智能的精準調控技術），制作一張手抄報，展示相關內容和自己的學習心得，下節課進行分享和交流。設計意圖：通過家庭實踐作業，讓學生將知識應用到實際生活中，培養觀察和實踐能力；資料查閱和手抄報制作作業，拓寬學生的知識視野，提高自主學習和信息整理能力，激發學生對新技術的探索興趣。小結本節課圍繞“土壤濕度控制好”這一主題展開教學，通過課程導入激發學生興趣，知識講解幫助學生深入理解土壤濕度與植物生長的關系、監測方法和調控原理，課堂練習鞏固知識應用，小組合作探究培養學生綜合能力，課堂總結梳理知識要點，課后作業促進知識拓展和實踐應用。在教學過程中，始終以培養學生的信息科技核心素養為目標，通過多種教學方法和手段，引導學生積極參與課堂學習，讓學生不僅掌握了土壤濕度控制的相關知識和技能，還提高了觀察分析、實踐創新、團隊協作等多方面的能力，增強了對農業科技和環境保護的責任感，為學生未來的學習和生活奠定了良好的基礎。第19課光照溫度要適宜核心素養目標信息意識學生能夠主動識別智能種植環境中光照和溫度信息的重要性，察覺不同農作物對光照、溫度需求的差異，增強對種植環境數據信息的敏感度。理解光照和溫度數據在智能種植系統中的采集、傳輸、處理流程，以及其對農作物生長決策的關鍵作用，形成主動關注種植環境信息變化的意識。計算思維通過分析智能種植中光照和溫度調控的邏輯，引導學生將復雜的環境控制問題抽象為數據監測、閾值判斷、設備控制的計算模型，掌握運用計算思維分析問題的方法。培養學生運用流程圖、算法描述等工具，設計簡單的光照和溫度智能調控方案，提升邏輯推理與問題解決能力，能夠根據實際需求優化控制策略。數字化學習與創新引導學生借助智能種植模擬軟件、環境監測數據平臺等數字化工具，自主探究不同光照和溫度條件對農作物生長的影響，提高自主學習和實踐操作能力。鼓勵學生發揮創新思維，針對現有智能種植光照和溫度調控系統提出改進設想，嘗試設計具有個性化功能的環境調控方案，培養創新實踐能力。信息社會責任讓學生了解合理調控光照和溫度在保障農作物產量、質量及農業可持續發展中的重要意義，認識到智能種植技術應用對社會、環境和人類生活的積極影響，增強信息技術服務農業的責任感。培養學生正確使用智能種植技術的態度，引導學生在調控光照和溫度過程中，關注能源節約、生態平衡等問題，樹立正確的價值觀和道德觀。教學重難點教學重點深入理解光照和溫度對農作物生長的影響機制，掌握不同農作物適宜的光照時長、強度和溫度范圍。熟悉智能種植系統中光照和溫度的監測方法，以及通過傳感器、控制器、執行器實現自動調控的原理和過程。學會運用簡單工具設計光照和溫度的智能調控方案，能夠分析實際案例中環境調控系統的運行邏輯。教學難點理解智能種植系統中光照和溫度調控的協同工作機制，以及如何根據農作物生長階段動態調整環境參數。培養學生運用所學知識解決實際種植環境中光照和溫度調控問題的能力，能夠綜合考慮多種因素優化調控策略。教學過程導入新課圖片對比展示教師通過多媒體展示兩組農作物生長的圖片。第一組是在適宜光照和溫度條件下生長的農作物，葉片翠綠、植株健壯；第二組是光照不足、溫度不適宜環境下生長的農作物，出現葉片發黃、植株矮小等現象。提問學生：“同學們，觀察這兩組圖片，大家發現農作物的生長狀態有什么不同？你們覺得可能是什么原因導致了這些差異呢？”引導學生觀察并思考光照和溫度對農作物生長的影響，激發學生的學習興趣。設計意圖：通過直觀的圖片對比，讓學生快速感知光照和溫度對農作物生長的重要性，引發學生的好奇心，為新課教學創設問題情境。生活經驗分享教師進一步提問：“在生活中，大家有沒有觀察過植物在不同季節、不同環境下的生長變化？比如家里養的花草，在陽光充足和陰暗角落的生長情況有什么不一樣？”鼓勵學生分享自己的生活經驗。學生分享后，教師總結：“看來光照和溫度對植物生長有著很大的影響。在智能種植中，如何為農作物創造適宜的光照和溫度條件呢？今天我們就來學習《光照溫度要適宜》。”自然引出本節課的主題。設計意圖：聯系學生的生活經驗，讓學生將已有認知與新知識建立聯系，拉近學生與教學內容的距離，順利導入新課。新課講授光照和溫度對農作物生長的影響講解教材內容解讀：教師引導學生翻開教材，找到關于光照和溫度對農作物生長影響的相關內容，逐句朗讀并詳細解釋：“光照是植物進行光合作用的能量來源，它影響著植物的生長速度、開花結果等過程。不同的農作物對光照時長和強度的需求不同，例如水稻、小麥等糧食作物需要充足的光照進行光合作用積累養分；而一些葉菜類蔬菜，如菠菜、生菜，相對耐陰，過強的光照可能會導致葉片灼傷。溫度則影響著植物體內各種生理活動的進行，每一種農作物都有其適宜的生長溫度范圍，在適宜溫度下，植物的新陳代謝活躍，生長迅速；溫度過高或過低都會抑制植物生長，甚至造成植物死亡。”案例分析：教師以教材中番茄種植為例，講解光照和溫度對番茄生長的具體影響。在番茄生長過程中，充足的光照有助于番茄果實積累糖分，提高果實品質；適宜的溫度（白天25-28℃，夜間15-18℃）有利于番茄的花芽分化和果實發育。如果光照不足，番茄會出現徒長、結果少等問題；溫度過高會導致落花落果，溫度過低則會使番茄生長緩慢。師生互動：教師提問：“同學們，結合剛才的講解和生活經驗，大家還能想到哪些農作物對光照和溫度有特殊要求？”組織學生進行小組討論，然后每個小組派代表發言。教師對學生的發言進行點評和總結，強化學生對光照和溫度影響農作物生長的理解。設計意圖：通過對教材內容的詳細解讀、具體案例分析以及師生互動討論，讓學生全面、深入地理解光照和溫度對農作物生長的影響機制，將抽象知識與實際應用相結合，便于學生掌握。智能種植中光照和溫度的監測與調控原理講解傳感器監測功能講解原理闡述：教師講解：“在智能種植系統中，傳感器是監測光照和溫度的關鍵設備。光照傳感器能夠實時感知環境中的光照強度，將光信號轉化為電信號，并傳輸給控制器；溫度傳感器則負責監測環境溫度，無論是土壤溫度還是空氣溫度，都能準確測量并反饋數據。例如，光敏電阻式光照傳感器，光照強度變化時其電阻值也會改變，通過電路計算就能得出光照強度數值。”實物展示與演示：教師拿出光照傳感器和溫度傳感器實物，向學生展示其外觀和接口，并通過實驗設備演示傳感器采集數據的過程。將光照傳感器置于不同光照環境下，觀察連接電腦上顯示的光照強度數據變化；改變溫度傳感器周圍環境溫度，查看溫度數據的實時更新，讓學生直觀感受傳感器的工作原理。教材案例分析：教師引導學生閱讀教材中智能溫室監測光照和溫度的案例，分析傳感器在其中的應用。在該案例中，多個光照傳感器和溫度傳感器分布在溫室不同位置，實時采集數據，為后續的環境調控提供準確依據。教師結合案例詳細講解傳感器在智能種植監測環節的重要作用。控制器決策機制講解工作原理講解：教師解釋：“控制器就像智能種植系統的‘指揮官’，它接收傳感器傳來的光照和溫度數據后，會與預設的農作物適宜生長參數進行對比分析。當光照強度低于設定閾值時，控制器判斷需要補光；當溫度高于或低于適宜范圍，控制器會決定啟動降溫或升溫設備。例如，對于喜溫蔬菜辣椒，設定適宜生長溫度為20-30℃，當溫度傳感器傳來28℃的數據時，控制器繼續監測；若溫度上升到32℃，控制器則會發出指令啟動通風扇和遮陽網進行降溫。”類比說明：教師將控制器決策過程與交通信號燈控制系統類比，幫助學生理解。“就像交通信號燈控制器根據不同方向的車輛情況，決定信號燈的切換一樣，智能種植的控制器根據光照和溫度數據，決定執行器的工作狀態。”互動提問：教師提問：“同學們，如果控制器預設的光照和溫度參數不準確，會對農作物生長產生什么影響？”引導學生思考控制器決策準確性的重要性，加深學生對控制器功能的理解。執行器調控操作講解作用講解：教師講解：“執行器是實現光照和溫度調控的‘執行者’，常見的調控光照的執行器有補光燈、遮陽網；調控溫度的執行器有加熱設備、通風扇、空調等。當控制器發出補光指令時，補光燈自動開啟；若需要降溫，通風扇開始運轉，空調啟動制冷。例如，在冬季智能溫室中，當溫度傳感器檢測到溫度過低，控制器向加熱設備發出指令，加熱設備開始工作，提升溫室內溫度。”視頻演示：教師播放一段智能種植系統中執行器工作的視頻，展示補光燈自動補光、遮陽網根據光照強度升降、通風扇調節溫度等場景，讓學生直觀感受執行器在光照和溫度調控中的實際操作過程。小組討論：教師組織學生以小組為單位，討論在智能種植系統中，還有哪些執行器可以用于光照和溫度調控，以及它們的工作原理。每個小組派代表發言，教師進行總結和補充。設計意圖：通過對智能種植中光照和溫度監測與調控各環節（傳感器、控制器、執行器）的功能講解、實物展示、案例分析、類比說明、視頻演示和小組討論等多種教學方式，讓學生深入理解環境調控的原理和過程，清晰掌握智能種植系統的工作邏輯。3.不同農作物光照和溫度調控策略講解糧食作物調控策略：教師以水稻為例，講解其光照和溫度調控策略。水稻生長過程中，在分蘗期需要充足的光照促進分蘗，適宜溫度為25-30℃。在智能種植稻田中，通過光照傳感器監測光照時長和強度，當光照不足時，可采用人工補光或調整種植密度增加光照；溫度過高時，利用灌溉水調節田間小氣候，或開啟通風設備降溫；溫度過低則可采用覆膜保溫等措施。教師結合教材中水稻種植的光照溫度調控案例，詳細分析調控策略的實施過程。蔬菜作物調控策略：以黃瓜為例，教師講解其對光照和溫度的需求及調控方法。黃瓜是喜光植物，但在夏季高溫強光時易出現葉片老化、果實畸形等問題。智能種植溫室中，通過遮陽網調節光照強度，當光照過強時，遮陽網自動展開；黃瓜生長適宜溫度為白天25-30℃，夜間15-18℃，溫度過高時，啟動水簾風機降溫系統，溫度過低則開啟加熱設備。教師引導學生閱讀教材中黃瓜種植的相關內容，組織學生討論如何根據黃瓜生長階段調整光照和溫度調控策略。花卉作物調控策略：教師以蝴蝶蘭為例，介紹花卉作物的光照和溫度調控要點。蝴蝶蘭喜弱光，適宜生長溫度為15-25℃。在智能花卉種植大棚中，通過調節遮陽網和補光燈控制光照；利用空調和加熱系統精準調控溫度。教師展示蝴蝶蘭在不同光照溫度條件下的生長圖片，讓學生直觀感受調控策略的重要性，并結合教材案例分析具體調控方法。設計意圖：通過對不同類型農作物（糧食作物、蔬菜作物、花卉作物）光照和溫度調控策略的講解，結合教材案例和實際圖片展示，讓學生了解不同農作物的特殊需求，掌握針對性的調控方法，提高學生解決實際種植問題的能力。課堂練習智能種植環境調控案例分析練習教師提供多個智能種植環境調控案例，包括教材中的經典案例和一些新型智能種植模式案例，如垂直農場番茄種植的光照溫度調控、家庭智能種植機生菜培育的環境控制等。要求學生以小組為單位，選擇一個案例進行分析，從農作物對光照和溫度的需求、傳感器的監測數據、控制器的決策過程、執行器的調控操作等方面進行深入探討。每個小組需要形成一份分析報告，包括文字描述、繪制調控流程示意圖等。小組完成分析后，進行展示和交流。其他小組可以針對展示小組的分析報告提出問題和改進建議，教師引導學生從準確性、完整性、合理性等方面進行評價，最后教師對各小組的表現進行總結和點評，強化學生對光照和溫度調控知識的理解和應用。設計意圖：通過案例分析練習，讓學生綜合運用所學知識，深入分析實際的智能種植環境調控案例，提高學生的分析問題、解決問題的能力，培養學生的團隊合作精神和表達能力。個性化智能種植光照溫度調控方案設計練習教師提出一個實際問題：為學校的智能種植園設計一個種植草莓的光照和溫度調控方案。要求學生根據草莓的生長特性（喜光、適宜生長溫度為15-22℃），設計一套完整的智能調控方案。方案需包括選擇合適的傳感器（如光照傳感器、溫度傳感器）、確定控制器的調控邏輯（設定閾值、決策規則）、選擇執行器（補光燈、遮陽網、加熱設備、通風扇等）以及設備的連接方式，同時要考慮不同生長階段（開花期、結果期）對光照和溫度的特殊需求。學生可以使用文字描述、繪制系統連接圖、編寫簡易算法等方式展示設計方案。學生完成設計后，進行展示和分享。教師組織學生互相評價，從方案是否符合草莓生長需求、調控邏輯是否合理、設備選擇是否恰當、是否具有創新性等方面提出意見和建議。最后教師進行總結，強調設計過程中的關鍵要點和注意事項。設計意圖：通過個性化方案設計練習，讓學生將所學知識應用到實際場景中，培養學生的創新思維和實踐能力，提高學生運用智能種植知識解決實際問題的能力，同時加深學生對光照和溫度調控系統設計的理解。課堂總結知識回顧教師引導學生回顧本節課所學的主要內容：光照和溫度對農作物生長的影響，不同農作物對光照時長、強度和溫度范圍的特殊需求。智能種植系統中光照和溫度的監測方法，以及傳感器、控制器、執行器協同工作實現自動調控的原理和過程。不同類型農作物（糧食作物、蔬菜作物、花卉作物）的光照和溫度調控策略。重點強調與拓展延伸強調合理調控光照和溫度在智能種植中的重要意義，鼓勵學生在課后觀察校園植物或家庭花卉的生長環境，運用所學知識分析光照和溫度條件對其生長的影響。同時，引導學生思考未來智能種植中光照和溫度調控技術的發展方向，如如何利用更先進的傳感器實現精準監測、如何結合人工智能技術優化調控策略等，激發學生對農業科技的探索興趣，培養學生的創新意識和社會責任感。設計意圖：通過課堂總結，幫助學生梳理知識脈絡，強化重點知識，加深理解和記憶。通過拓展延伸，引導學生將學習延伸到課外生活中，培養學生持續關注智能種植技術發展的興趣和意識，提升學生的綜合素養。第6單元電梯運行的控制第20課找找電梯子系統核心素養目標信息意識學生能夠主動關注生活中電梯運行的現象，敏銳察覺電梯作為復雜控制系統的存在，認識到電梯子系統在保障電梯安全、高效運行中的重要作用，形成對電梯相關信息的敏感度。在日常生活場景中，遇到電梯相關問題或新的電梯技術應用時，能夠主動思考其背后子系統的構成與運作，積極運用信息技術知識去探究和理解，增強運用信息分析實際問題的意識。計算思維學會運用分解與抽象的方法，將電梯整體運行系統拆解為多個功能相對獨立的子系統，準確識別各子系統的功能、輸入輸出及相互間的邏輯關系，培養從復雜系統到子系統模型的構建能力。通過分析不同類型電梯（如住宅電梯、觀光電梯、貨梯）的子系統案例，歸納總結電梯子系統的一般組成規律和設計原則，能夠根據給定的電梯運行需求，合理推測或設計相應的子系統方案，提升邏輯推理和問題解決能力。熟練掌握用系統架構圖、流程圖等工具，清晰描述電梯子系統的組成結構和運行流程，為后續學習復雜系統的設計與優化奠定基礎，強化計算思維的可視化表達能力。數字化學習與創新引導學生積極利用電梯技術科普網站、3D虛擬電梯模型軟件、電梯運行原理動畫視頻等數字化資源，自主學習電梯子系統的相關知識、先進技術和行業應用案例，拓寬學習渠道，提高自主獲取信息和學習的能力。在小組合作探究活動中，鼓勵學生大膽提出創新的電梯子系統設計思路或優化方案，嘗試將新技術（如物聯網、人工智能）融入子系統設計，培養創新思維和團隊協作能力，提升數字化環境下的實踐創新水平。信息社會責任讓學生了解電梯子系統技術在提升建筑交通效率、保障人員安全、推動城市現代化建設等方面的重要貢獻，同時認識到子系統故障或設計不合理可能帶來的安全隱患和社會影響，樹立全面客觀看待電梯技術的態度。培養學生在參與電梯子系統分析或設計過程中的責任意識，引導學生思考如何確保子系統設計符合安全規范、節能環保要求以及社會倫理道德，增強學生對公共設施安全與社會發展的責任感。教學重難點教學重點深入理解電梯子系統的概念，掌握電梯常見子系統（如轎廂系統、門機系統、曳引系統、控制系統、安全保護系統等）的組成結構和基本功能，明確各子系統在電梯運行中的作用。熟練掌握分析電梯子系統的方法，能夠結合教材中的案例和實際生活中的電梯，通過觀察、思考和資料查閱，準確識別電梯的子系統及其相互關系。學會運用合適的工具和方式，如繪制簡易系統圖、撰寫文字說明等，規范地描述電梯子系統的組成和運行原理，能夠根據給定的任務要求，完成對電梯子系統的分析報告。教學難點理解電梯各子系統之間復雜的協同工作機制，如控制系統如何協調曳引系統、門機系統等子系統的動作，以實現電梯的平穩、安全運行，以及在不同工況下子系統之間的信息交互和反饋邏輯。培養學生在實際情境中，綜合考慮多種因素（如電梯載重、運行速度、樓層高度、使用場景等），靈活分析和設計電梯子系統的能力，能夠針對復雜的電梯運行問題，提出合理的子系統優化或改進方案。教學過程課程導入1.展示情境圖與視頻：教師通過多媒體展示教材中不同場景下電梯運行的情境圖，如高樓大廈中的商務電梯、住宅小區的居民電梯、商場的觀光電梯等；同時播放一段電梯從啟動、運行到停靠全過程的視頻，視頻中清晰呈現電梯轎廂內部、外部以及機房設備的運作情況。引導學生仔細觀察畫面和視頻內容，提問：“同學們，我們每天都會乘坐電梯，那大家有沒有想過電梯是如何安全、準確地把我們送到目的地的？電梯里這么多部件，它們分別有什么作用呢？”設計意圖：以學生熟悉的電梯場景為切入點，借助直觀的情境圖和動態視頻，激發學生對電梯運行原理的好奇心和探究欲望，引導學生主動關注電梯系統的構成，為引出本節課主題做鋪墊。2.生活經驗分享：組織學生進行小組討論，分享自己乘坐電梯時的有趣經歷，或者發現的電梯運行現象，比如電梯門的開關方式、運行時的聲音變化等。每個小組推選一名代表進行發言。教師認真傾聽學生的分享，對學生的經歷給予肯定和鼓勵，同時適時引導，引出本節課的主題——找找電梯子系統。設計意圖：調動學生的生活經驗，增強學生的課堂參與感，讓學生意識到所學知識與日常生活的緊密聯系，同時了解學生對電梯的已有認知，便于后續針對性教學。知識講解1.電梯子系統概念講解定義闡述：教師結合教材內容，詳細講解電梯子系統的定義：電梯子系統是指將電梯整體運行系統按照功能、結構等維度劃分而成的相對獨立又相互協作的部分，每個子系統承擔特定的功能，共同保障電梯的正常運行。為幫助學生理解，教師舉例：“就像一輛汽車可以分為發動機系統、傳動系統、制動系統等多個子系統一樣，電梯也由多個子系統組成，它們各司其職，讓電梯能夠順利工作。”意義說明：教師進一步說明研究電梯子系統的意義，強調通過了解子系統，能夠更好地理解電梯的運行原理，有助于解決電梯故障問題，還能為電梯的設計、優化提供基礎。例如，當電梯出現門無法正常關閉的故障時，就需要重點檢查門機子系統。互動提問：講解完后，教師提問：“同學們，現在大家理解電梯子系統的概念了嗎？那誰能說一說，我們為什么要學習和了解電梯子系統呢？”鼓勵學生積極思考并回答，對學生的回答進行點評和補充，加深學生對概念的理解。設計意圖：通過清晰的定義闡述、生動的比喻、實際意義說明以及互動提問，讓學生逐步理解電梯子系統的概念，將抽象概念與生活實例相結合，降低理解難度，培養學生的知識遷移能力和邏輯思維能力。2.常見電梯子系統講解轎廂系統：教師結合教材中的轎廂系統圖示，詳細介紹轎廂系統的組成部分，包括轎廂體、轎廂裝飾、轎廂內操縱箱等。講解轎廂體的結構設計如何保證乘客的安全和舒適，如采用堅固的框架和減震材料；轎廂內操縱箱的按鈕、顯示屏等設備如何實現乘客對電梯樓層的選擇和運行狀態的查看。通過展示不同風格的轎廂裝飾圖片，說明轎廂系統還需考慮美觀和實用性。門機系統：展示門機系統的工作原理圖和實物圖片，講解門機系統的功能是實現電梯轎廂門和層門的開關動作。介紹門機系統的關鍵部件，如電機、傳動裝置、門鎖裝置等，說明電機如何驅動門的開合，門鎖裝置如何確保門在關閉后處于安全鎖定狀態。播放一段門機系統故障導致電梯停運的視頻案例，強調門機系統正常運行對電梯安全的重要性。曳引系統：利用動畫演示曳引系統的工作過程，講解曳引系統由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪等組成，是電梯運行的動力來源。詳細說明曳引機的工作原理，即通過電機帶動曳引輪轉動，依靠曳引鋼絲繩與曳引輪之間的摩擦力，實現轎廂和對重的上下運動。結合教材中的計算公式（如曳引條件公式），簡單解釋曳引系統設計時需要考慮的因素，如電梯載重、鋼絲繩的強度等，但不做深入計算要求。控制系統：展示電梯控制系統的電路板和控制柜圖片，講解控制系統是電梯的“大腦”，負責接收信號、處理信息并發出指令，控制電梯的運行方向、速度、停靠樓層等。介紹控制系統的核心部件，如控制器（PLC或微機）、傳感器（如樓層傳感器、重量傳感器）等，說明傳感器如何采集電梯運行過程中的各種數據，控制器如何根據這些數據進行決策和控制。通過動畫演示控制系統協調各子系統工作的流程，如當乘客按下樓層按鈕后，控制系統如何指揮曳引系統、門機系統等協同完成任務。安全保護系統：教師結合教材中的安全保護系統示意圖，詳細講解安全保護系統的重要性，它是保障乘客生命安全的關鍵。介紹常見的安全保護裝置，如限速器-安全鉗聯動裝置、緩沖器、門鎖保護裝置、超載保護裝置等。通過實際案例視頻，如限速器-安全鉗在電梯超速時的動作過程，說明各安全保護裝置的工作原理和作用。強調任何一個安全保護裝置出現故障都可能引發嚴重后果，因此定期維護和檢查安全保護系統至關重要。互動討論：在講解完每個子系統后，教師組織學生進行小組討論，提問：“如果轎廂系統的裝飾材料不環保，會對乘客產生什么影響？”“門機系統的門鎖裝置損壞，可能會導致什么安全事故？”等問題，引導學生深入思考各子系統的功能和重要性。每個小組推選一名代表進行發言，教師對各小組的討論結果進行點評和總結。設計意圖：通過對常見電梯子系統的詳細講解，結合圖示、圖片、動畫、案例等多種形式，讓學生全面了解各子系統的組成結構、工作原理和功能。互動討論環節激發學生的思維活力，加深學生對知識的理解和記憶，培養學生分析問題和解決問題的能力。3.教材案例深入解讀某住宅電梯案例：教師以教材中的某住宅電梯為例，深入解讀其各個子系統的構成和協同工作過程。展示該住宅電梯的整體結構圖和各子系統的詳細圖紙，引導學生逐一分析轎廂系統的空間布局、門機系統的安裝位置、曳引系統的型號參數、控制系統的布線方式以及安全保護系統的配置情況。結合電梯的實際運行場景，如早晚高峰時期的頻繁使用，講解各子系統如何在不同工況下相互配合，確保電梯的穩定運行。互動探究：在解讀案例過程中，教師不斷提問，如“在該住宅電梯中，如果曳引鋼絲繩出現磨損，會對電梯運行產生什么影響？應該如何檢測和更換？”“當電梯控制系統接收到多個樓層呼叫信號時，它是如何確定運行順序的？”引導學生深入思考案例中的細節和潛在問題，組織學生進行討論和交流，分享自己的想法。設計意圖：通過對教材典型案例的深入剖析，讓學生將所學的子系統知識應用到實際電梯案例中，掌握分析電梯系統的方法和思路。互動探究環節培養學生的問題意識和探究能力，提高學生解決實際問題的能力，加深學生對電梯子系統知識的理解和應用。課堂練習1.基礎概念練習：教師通過多媒體展示一些判斷題和選擇題，如“電梯子系統是相互獨立、互不影響的，這種說法是否正確？”“以下哪個不屬于電梯的安全保護系統（）A.限速器B.轎廂內操縱箱C.緩沖器”等，讓學生在練習本上作答。作答結束后，隨機抽取學生回答問題，教師進行點評和講解，強化學生對電梯子系統基礎概念的理解。設計意圖：及時鞏固學生對基礎知識的掌握，發現并糾正學生的理解誤區，確保學生準確把握核心知識點。2.案例分析練習：給出新的電梯案例，如商場的手扶電梯、醫院的醫用電梯等，讓學生分析這些電梯的子系統組成、各子系統的功能以及子系統之間的協同工作方式。學生先獨立完成分析，然后小組內進行交流討論，互相補充和完善答案。每個小組推選一名代表進行發言，教師對各小組的分析進行評價和總結，針對學生存在的問題進行詳細講解。設計意圖：培養學生運用所學知識分析實際電梯案例的能力，通過小組討論交流，提高學生的團隊協作能力和語言表達能力，加深對知識的理解和應用。3.系統圖繪制練習：提出實際任務：“假設要設計一款適合老舊小區改造的小型電梯，請同學們分組繪制該電梯的子系統組成圖，要求標注出各子系統的名稱和主要部件，并簡要說明各子系統的功能。”各小組在設計過程中，教師在小組間巡視，觀察學生的設計過程，適時給予指導和建議。設計完成后，各小組進行成果展示，其他小組進行提問和評價，教師進行總結和點評，評選出優秀的設計作品。設計意圖：讓學生將理論知識應用到實際繪圖設計中，培養學生的創新思維和實踐能力，提高學生運用圖形工具表達系統結構的能力。成果展示和評價環節促進學生之間的相互學習和交流，提升學生的綜合素養。小組合作探究活動活動主題：探究智能電梯子系統的創新設計方案。活動要求：小組合作，通過查閱資料、調研市場上的智能電梯產品等方式，了解智能電梯子系統的新技術、新應用（如人臉識別呼梯技術、物聯網遠程監控技術在電梯子系統中的應用）。結合所學知識，設計一個具有創新性的智能電梯子系統方案，可以針對現有子系統進行優化升級，也可以提出全新的子系統設計思路。方案需包含詳細的設計說明，包括子系統的功能、組成結構、技術實現方式、預期效果等。以小組為單位，制作PPT展示方案，要求內容豐富、邏輯清晰、圖文并茂，能夠清晰呈現設計的創新性和實用性。分組與實施：教師將學生分成小組，每組4-6人。各小組進行分工，如資料收集員、方案設計師、PPT制作員等。在探究過程中，教師鼓勵學生積極利用數字化資源進行學習和探索，引導學生大膽創新設計思路，充分發揮團隊協作精神。教師在各小組之間巡視，及時了解學生的探究進度，為學生提供必要的幫助和指導。成果展示與評價：各小組完成探究后，進行成果展示。每個小組派一名代表上臺展示PPT，講解小組設計的智能電梯子系統方案。其他小組的同學認真