資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第19課 光照溫度要適宜 教學設計
課題 光照溫度要適宜 單元 第五單元 學科 信息科技 年級 六年級
教材分析 【學情分析】隨著農業智能化技術的發展，很多種植大棚利用控制系統監控農作物的生長環境，使種植越來越智能，我們把這種大棚稱為智能種植大棚。智能種植大棚利用土壤濕度、光照、溫度等傳感器采集農作物的生長環境數據，并通過計算機分析處理數據，然后根據分析結果對各項環境指標進行調節，為農作物提供一個適宜的生長環境，保證農作物的質量和產量。 本單元首先幫助學生了解智能種植大棚的實際應用和總體控制過程；然后引導他們分析大棚中主要的子系統及其功能，在這個基礎上開展小組合作學習，共同設計一個小型智能種植系統；最后讓他們分別體驗土壤濕度控制、光照控制和溫度控制的過程。本單元通過引導學生了解智能種植大棚的功能并進行一定的想象、延伸和設計，以及分析數據輸入、計算和輸出的過程，進一步鞏固連續量數據、閾值等知識，進一步體會控制系統中的控制規則或原理，促進計算思維能力和綜合實踐能力的提升。【內容結構】
學習目標 1. 信息意識：體驗物理世界與數字世界深度融合的環境，感受控制系統在社會生產和人們生活中的廣泛應用。2. 計算思維：通過分析智能種植大棚中的子系統，進一步認識功能相對復雜的控制系統可以分為多個子系統。3. 數字化學習與創新：通過設計小型智能種植園的方案，確定數據采集方式、輸出設備執行的操作等，提高問題解決能力。4. 信息社會責任：初步具備控制系統安全性能設計意識。
重點 光照和溫度控制系統的工作原理。
難點 光照強度閾值和溫度閾值的測定。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
激趣導入 【創設情境-提出問題】同學們，咱們都知道不同的地方有不同的氣候特點。像在沙漠里，陽光特別強烈，溫度也特別高，幾乎很少有植物能在那樣惡劣的環境里好好生長；而在寒冷的極地地區，光照時間有時候又很短，溫度還特別低，植物種類也非常稀少。但是，當我們走進現代化的種植園里，就會發現不管外面的天氣如何變化，種植園里的植物總是能在合適的光照和溫度下茁壯成長。這是為什么呢？【建構】這全靠種植園里的光照控制系統和溫度控制系統。它們能像神奇的魔法師一樣，把種植園里的光照和溫度變得剛剛好，滿足植物們的生長需求。那它們到底是怎么做到的呢？今天咱們就來好好研究一下，分析分析這兩個系統的工作原理，看看它們到底藏著哪些巧妙的設計。 思考、注意 吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，引發學生思考。
學習活動 【學習活動1】一、光照控制系統的工作原理觀察光照控制系統的組成。運行控制系統，利用傳感器采集 5個光照強度數據，觀察主控器屏幕上顯示的光照強度數據以及補光燈的狀態（亮或不亮）。3. 光敏傳感器中設定的光照強度閾值是： 。4. 觀察思考：環境光照強度改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生了什么變化？環境光照強度發生了改變，相當于改變了系統的輸入，經過計算，輸出發生了相應的變化，導致補光燈的狀態隨之變化，從而實現了對智能種植大棚光照強度的控制。【學習活動2】二、控制光照的算法光照控制系統通過光敏傳感器檢測環境的光照強度。當光照強度低于閾值時，自動打開補光燈；當光照強度高于閾值時，自動關閉補光燈。請根據學習活動1中記錄的光照強度閾值，補充光照控制的算法流程圖，填寫光照強度與補光燈狀態真值表。【學習活動3】三、溫度控制系統的工作原理1. 觀察溫度控制系統的組成。運行控制系統，利用傳感器采集 5個溫度數據，觀察主控器屏幕上顯示的溫度數據以及暖風機的狀態（啟動或停止）。3. 溫度傳感器中設定的溫度閾值是： 。4. 觀察思考：環境的溫度改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生了什么變化？環境溫度發生了改變，相當于改變了溫度控制系統的輸入，經過計算，導致溫度控制系統的輸出發生了變化，暖風機的狀態也隨之變化，從而實現了對大棚溫度的控制。【學習活動4】四、控制溫度的算法溫度控制系統通過溫度傳感器檢測環境溫度，當實際溫度比閾值高時，關閉暖風機；當實際溫度比閾值低時，啟動暖風機進行升溫。根據學習活動3中記錄的溫度閾值，補充溫度控制的算法流程圖，并填寫溫度與暖風機狀態真值表。 聽講、思考、討論 教師通過講授課程內容，向學生傳授知識。學生通過聽講和觀察，學習基礎知識。另外，通過提問的方式引發學生思考，培養其思考和分析問題的能力。
課堂小結 知識回顧 對課堂知識進行總結和梳理，幫助學生更好地理解和掌握所學內容。
拓展-提升 1. 搭建光照控制系統和溫度控制系統（真實設備或者開源硬件），實際體驗傳感器的使用方法，感受閾值對補光燈、暖風機等設備的控制作用。2. 各小組展示種植園的設計方案，介紹種植園控制系統包含的子系統及其功能，介紹本小組搭建控制系統的過程，匯報本單元的學習心得。 鞏固、拓展 通過拓展，幫助學生鞏固、延伸所學內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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