資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第2.4課《農業生產新模式》教學設計
課題 農業生產新模式 單元 第二單元 學科 信息科技 年級 八年級
核心素養目標 信息意識：理解溫濕度數據與果干品質的關聯，關注傳感器在農業中的監測預警作用（如異常溫度報警），形成數據指導生產的意識。計算思維：將烘干需求轉化為條件判斷邏輯（如溫度≥45℃啟風扇），通過流程圖理解物聯網系統的“感知-處理-執行”工作流程。數字化學習與創新：使用傳感器、主控板等工具搭建監控系統，實現數據采集與可視化，并能針對實際需求提出改進方案（如增加濕度調控）。信息社會責任：認識精準農業對減少資源浪費的意義，在系統設計中保持嚴謹（如合理設置報警閾值），避免錯誤數據導致經濟損失。
教學重點 掌握物聯網系統通過溫濕度傳感器實時監測、智能調控（如風扇啟停）保障果干品質的核心原理。
教學難點 理解“感知-分析-執行”的完整邏輯鏈，并能將烘干需求轉化為條件判斷語句與硬件控制代碼的協同實現。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 第2.4課 農業生產新模式壯壯參加學校組織的勞動實踐基地研學活動，參觀了蘑菇工廠、智慧豬場、智能魚塘……老師和同學們深切感受到農業智能化帶來的震撼與驚喜，感慨當下人們正切實地享受著智慧農業帶來的豐碩成果。想一想：為什么農民伯伯要給烘干設備連上手機？因為物聯網系統可以把數據傳到手機，比如溫度突然超標時，農民不用守在烘干房，手機收到警報就能立刻處理，還能查看全年數據優化烘干方案。思考：傳感器在果園里除了測溫度，還能幫植物做什么？比如土壤濕度傳感器像‘偵察兵’一樣檢測干旱，光照傳感器判斷果樹是否缺陽光，還能通過葉片溫度發現病蟲害，數據傳到手機后自動分析預警，就像給植物請了24小時醫生。從果園土壤濕度監測到烘干房紅燈預警，傳感器網絡像永不疲倦的衛兵，7×24小時守護著芒果從枝頭到成品的每個關鍵節點。廣西果農用物聯網技術把滯銷芒果變成耐儲存的果干，背后的秘密就在溫度監控系統里。播放視頻《你知道智慧養豬場都用了哪些高科技嗎？》 課程新知導入完成思考題。觀看教學視頻。 幫助學生理解智慧校園具有的功能。通過問題導入引發學生思考。通過視頻吸引學生的注意力。
講授新課 新知講解：一、馬上行動收集相關實例，了解農業生產技術在應用物聯網技術前和應用了物聯網技術后的變化并與老師和同學分享你的發現。二、思考廣西盛產水果，但有些水果往往不耐存放,果農常常面臨著“豐產不豐收”的難題。為減少長期保存及滯銷帶來的損失，人們嘗試將新鮮水果制作成果干，以實現長期保存在果干制作過程中，烘干環節改變了哪些因素？這對搭建果干制作溫度監控系統有何啟發？烘干環節改變的因素：水分變少：高溫讓水果里的水分蒸發掉，這樣果干不容易發霉壞掉。溫度不能太高或太低：溫度太高會把水果烤糊，太低又曬不干，必須一直保持合適的溫度。水果變甜變硬：水分沒了，糖分留下來，果干變得更甜，口感也更緊實。對溫度監控系統的啟發：系統要能一直盯著溫度，比如用溫度傳感器，超過設定值就報警（像燒水壺自動斷電一樣）。不同水果需要不同溫度（比如龍眼50℃，菠蘿60℃），系統可以設置不同模式，一鍵切換。最好能連手機，果農在外面也能用APP看溫度變化，省得一直守著烘干房。三、探究請以小組探究的方式，分析果干制作溫度監控系統的基本功能需求，完成以下任務。1.需求分析及功能實現。以芒果果干制作為例，在果干制作過程中的第一階段，溫度需要控制在50~65℃，濕度需要控制在46-60%。請分析各個環節的功能需求及用到的實驗設備、平臺，并填寫在橫線上，完成圖 2-4-1。采集數據環節：通過溫濕度傳感器，采集環境溫濕度數據。傳輸與存儲環節：將獲取的數據發送并存儲在物聯網云平臺上。分析處理數據環節：利用云平臺上的數據，分析烘干進度。反饋與控制環節：當溫度異常（過高/過低），則自動啟動/關閉控制器運行。2.算法分析及流程圖完善。將圖2-4-2中空缺的部分補充完整，并從中選擇合適的模塊在右邊繪制出完整的流程圖。開始設置網絡及物聯網云服務平臺獲取果干溫濕度數據果干溫濕度是否在閾值區間？否 → 上傳數據到物聯網云平臺 → 打開加熱器/關閉風扇是 → 結束四、做中學模擬搭建果干制作溫度監控系統。1.硬件清單：主控板x1、溫濕度傳感器x1、風扇x1、4Pin線x1、端子線x1、Type-C數據線x1、帶有熱點功能的計算機x1。2.連接設備。將主控板和相關傳感器、風扇連接起來（見圖 2-4-3），并通過Type-C數據線接入計算機。3.程序編寫。（1）進入物聯網服務平臺，添加項目及設備，完成各項配置。（2）打開mPython軟件，添加網絡應用，編寫程序。①當溫度大于等于45℃時，RGB燈亮紅燈并開啟風扇，否則RGB燈一直亮綠燈，代碼如圖2-4-4所示。②把監測到的溫度值顯示在OLED屏上，代碼如圖2-4-5所示。③發送數據至物聯網服務平臺，完整代碼如圖2-4-6所示。4.程序測試。運行程序，查看結果，如圖2-4-7所示。平臺生成數據可視化效果如圖2-4-8所示。五、任務擴展果干制作過程中除了需要監控溫濕度情況，還需要注意哪些方面？請你試著對果干制作溫度監控系統提出升級改進方案。烘干均勻度：增加熱風循環風扇，避免局部過熱。衛生安全：加裝紫外線消毒燈，定時殺菌。節能控制：根據天氣自動切換太陽能或電能加熱。六、拓展延伸傳感器如何變身“植物醫生”環境偵察兵：傳感器就像植物的電子眼睛，24小時監測土壤水分和光照強度。24小時健康守護：通過持續測量葉片溫度，發現植物是否"發燒"（環境異常）。信息快遞員：內置無線模塊把數據傳送到手機，比人工記錄快100倍。智能診斷師：分析數據自動判斷缺水/缺肥，像醫生看化驗單開藥方。危險警報器：突降暴雨或蟲害爆發時，立即向農民手機發送預警信號。豐收好幫手：根據傳感器全年數據，指導科學種植提升20%產量。 收集相關信息并與老師同學分享。完成思考題。完成實際功能及算法分析。完成模擬搭建果干制作溫度監控系統任務。說一說你還知道哪些注意事項并提出改進方案。說一說在農業中使用傳感器的好處。 培養學生的信息收集與分享能力。幫助學生通過生活實踐掌握課程關鍵知識。培養學生分析問題的能力。培養學生的動手能力。培養學生優化方案的能力。擴展學生的知識點。
課堂小結 農業生產新模式1.進行新知引入2.了解干制作溫度監控系統的功能需求3.掌握果干制作溫度監控系統的搭建4.完成課堂練習5.進行知識拓展 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 根據本課內容，模擬搭建果干制作溫度監控系統。學完本節課，和同學們討論果干制作溫度監控系統改進方法。完成PPT31-32頁的練習題。 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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