《智慧大棚溫度控》教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年泰山版(2024)小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)上冊(cè)1.信息意識(shí)：通過(guò)分析智慧大棚溫度控制系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值，增強(qiáng)對(duì)身邊控制系統(tǒng)的感知能力。2.計(jì)算思維：掌握溫度控制系統(tǒng)“傳感器-控制器-執(zhí)行器”的組成，理解“輸入-計(jì)算-輸出”的控制流程及閉環(huán)反饋原理，能拆解簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)。3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)、流程圖繪制等活動(dòng)，初步學(xué)會(huì)用圖形化方式表達(dá)控制邏輯，提升問(wèn)題分析與方案設(shè)計(jì)能力。4.信息社會(huì)責(zé)任：感受農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展成果，培養(yǎng)對(duì)信息技術(shù)的認(rèn)同感，樹立科技服務(wù)生活的意識(shí)。1.教學(xué)重點(diǎn)：掌握智慧大棚溫度控制系統(tǒng)的組成部分及各部分功能；理解溫度控制的“輸入-計(jì)算-輸出”基本流程。2.教學(xué)難點(diǎn)：理解閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋原理；準(zhǔn)確描述溫度閾值在控制過(guò)程中的作用及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制。(一)情境導(dǎo)入：發(fā)現(xiàn)智慧大棚的“奧秘”1.教材內(nèi)容銜接：結(jié)合教材開篇“身邊的智能農(nóng)業(yè)”場(chǎng)景圖，展示傳統(tǒng)大棚與智慧大棚的對(duì)比圖片，聚焦“冬季蔬菜種植”問(wèn)題——傳統(tǒng)大棚需農(nóng)戶頻繁查看溫度、手動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，而智慧大棚能自動(dòng)維持適宜溫度。2.師生互動(dòng)：教師提問(wèn)：“同學(xué)們，冬天室外零下幾度時(shí)，智慧大棚里的西紅柿還能正常生長(zhǎng)，它靠什么‘魔法’保持溫度穩(wěn)定呢?”組織學(xué)生自由發(fā)言，分享對(duì)大棚溫度調(diào)節(jié)的猜想，教師記錄關(guān)鍵詞(如“暖氣”“風(fēng)扇”“自動(dòng)開關(guān)”等)。3.設(shè)計(jì)意圖：以教材情境為切入點(diǎn)，通過(guò)直觀對(duì)比引發(fā)認(rèn)知沖突，結(jié)合生活化提問(wèn)激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)探究溫度控制系統(tǒng)的“智能性”奠定興趣基礎(chǔ)。(二)新課講授：拆解溫度控制系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)密碼”教材內(nèi)容講解：結(jié)合教材第6課“系統(tǒng)組成示意圖”,逐一解析三大核心部件：溫度傳感器：教材定義為“系統(tǒng)的‘眼睛’和‘耳朵”,能檢測(cè)大棚內(nèi)的實(shí)際溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。控制器：教材稱之為“系統(tǒng)的‘大腦”,內(nèi)置預(yù)設(shè)溫度(閾值),接收傳感器傳來(lái)的溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行對(duì)比分析。降溫操作，改變大棚內(nèi)溫度。教師展示溫度傳感器、簡(jiǎn)易控制器、小型加熱器等實(shí)物模型，讓學(xué)生觸摸觀察，提問(wèn)：“如果把這個(gè)溫度傳感器放在熱水中，它會(huì)給‘大腦’傳遞什么信息?”完成后派代表展示并結(jié)合教材內(nèi)容說(shuō)明理由。設(shè)計(jì)意圖：依托教材圖示和比喻降低抽象概念難度，通過(guò)實(shí)物觀察和配對(duì)活動(dòng)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)部件功能的認(rèn)知，落實(shí)“信息意識(shí)”中“識(shí)別系統(tǒng)組教材內(nèi)容講解：依據(jù)教材“溫度控制流程圖”,分步拆解控制過(guò)程：輸入環(huán)節(jié)：溫度傳感器實(shí)時(shí)采集大棚內(nèi)的實(shí)際溫度數(shù)據(jù)(如20℃),并傳輸給控制器，對(duì)應(yīng)教材標(biāo)注的“數(shù)據(jù)采集”步驟。計(jì)算環(huán)節(jié)：控制器將實(shí)際溫度與預(yù)設(shè)閾值(如番茄適宜生長(zhǎng)溫度25℃)對(duì)比，若實(shí)際溫度<閾值，生成“啟動(dòng)加熱器”指令；若實(shí)際溫度>閾值，生成“啟動(dòng)通風(fēng)扇”指輸出環(huán)節(jié)：執(zhí)行器(加熱器/通風(fēng)扇)接收指令并運(yùn)行，調(diào)節(jié)大棚溫度，實(shí)現(xiàn)教師生互動(dòng)：教師播放教材配套微視頻《溫度控制的三個(gè)步驟》,暫停關(guān)鍵幀讓學(xué)生填空：“當(dāng)實(shí)際溫度=18℃,預(yù)設(shè)溫度=25℃時(shí)，輸入是,計(jì)算結(jié)果是,輸出是”。開展“角色扮演”活動(dòng)：3名學(xué)生分別扮演傳感器、控制器、加熱器，按照教材流程模擬溫度調(diào)節(jié)過(guò)程，其他學(xué)生對(duì)照教材流程圖糾錯(cuò)。設(shè)計(jì)意圖：以教材流程圖為核心，通過(guò)視頻具象化、角色扮演情境化的方式，幫助學(xué)生理解抽象的控制流程，培養(yǎng)“計(jì)算思維”中的“過(guò)程3.突破難點(diǎn)：理解閉環(huán)控制的反饋原理教材內(nèi)容講解：結(jié)合教材“閉環(huán)控制示意圖”,對(duì)比開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：如傳統(tǒng)大棚中“手動(dòng)開加熱器”,沒(méi)有溫度反饋，可能導(dǎo)致溫度過(guò)高或過(guò)低。閉環(huán)系統(tǒng)：教材強(qiáng)調(diào)“執(zhí)行操作后仍有監(jiān)測(cè)”,即執(zhí)行器調(diào)節(jié)溫度后，溫度傳感器會(huì)再次采集新溫度并傳回控制器，形成“監(jiān)測(cè)-調(diào)節(jié)-再監(jiān)測(cè)”的循環(huán)，直至實(shí)際溫度師生互動(dòng)：教師用“往水杯倒水”類比："開環(huán)倒水像蒙眼倒水，不知道滿沒(méi)滿；閉環(huán)倒水像看著水杯倒，快滿了就放慢速度，這和教材中的反饋原理有什么相似之處?”學(xué)生分組用“箭頭”“文字卡片”在黑板上搭建閉環(huán)控制模型，結(jié)合教材案例說(shuō)明“反饋信號(hào)”的傳遞路徑，教師重點(diǎn)標(biāo)注教材中的“反饋箭頭”位置。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)教材示意圖對(duì)比和生活化類比，化解“反饋原理”這一難點(diǎn)，借助模型搭建活動(dòng)深化學(xué)生對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)“動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)”的理解，提升計(jì)算思維。4.探究溫度閾值的“關(guān)鍵作用”教材內(nèi)容講解：解讀教材“不同作物溫度閾值表”,說(shuō)明閾值是控制器判斷的“標(biāo)準(zhǔn)線”,且因作物種類不同而變化：如黃瓜適宜溫度閾值22-28℃,生菜適宜溫度閾值15-20℃,教材強(qiáng)調(diào)“閾值設(shè)定直接影響控制效果”。師生互動(dòng)：提出教材思考問(wèn)題：“如果給種植草莓的大棚設(shè)定番茄的溫度閾值，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題?”學(xué)生結(jié)合教材表格分組討論，分享結(jié)論。開展“閾值調(diào)試”模擬實(shí)驗(yàn)：給出“大棚實(shí)際溫度變化曲線”,學(xué)生根據(jù)教材閾值表，判斷何時(shí)啟動(dòng)加熱器/通風(fēng)扇，填寫“控制動(dòng)作記錄表”。設(shè)計(jì)意圖：依托教材實(shí)例和問(wèn)題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)閾值的實(shí)用性和針對(duì)性，通過(guò)模擬(三)鞏固提升：應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題1.小組合作：排查系統(tǒng)故障教材內(nèi)容銜接：結(jié)合教材“實(shí)踐與探索”欄目中的“故障情境”:“大棚溫度持續(xù)低于閾值，加熱器卻不工作，可能是什么原因?”學(xué)生分組結(jié)合教材系統(tǒng)組成知識(shí)，列出可能的故障點(diǎn)(如傳感器損壞、控制器指令錯(cuò)誤、加熱器斷電),并說(shuō)明排查思路。教師扮演“農(nóng)技員”,對(duì)小組方案進(jìn)行提問(wèn)：“如何驗(yàn)證是傳感器的問(wèn)題?這和教材中傳感器的功能有什么關(guān)系?”設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)教材故障情境反向鞏固系統(tǒng)組成知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生“基于原理分析問(wèn)題”的能力，強(qiáng)化信息意識(shí)。教材內(nèi)容拓展：基于教材“拓展思考”:"除了加熱器和通風(fēng)扇，還能增加哪些設(shè)備優(yōu)化溫度控制?”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和教材知識(shí)，分組設(shè)計(jì)“智慧大棚溫度優(yōu)化方案”,畫出系統(tǒng)示意圖并標(biāo)注新增設(shè)備(如地?zé)?、水?的作用。各組展示方案，說(shuō)明設(shè)計(jì)依據(jù)，教師引導(dǎo)："這個(gè)方案如何體現(xiàn)教材中的閉環(huán)控制原理?”設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)拓展設(shè)計(jì)激活學(xué)生創(chuàng)新思維，將教材知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合，落實(shí)“數(shù)(四)課堂小結(jié)：梳理知識(shí)，升華認(rèn)知教師引導(dǎo)學(xué)生回顧：“今天我們跟著教材認(rèn)識(shí)了智慧大棚溫度控制系統(tǒng)的‘三個(gè)部件‘三個(gè)環(huán)節(jié)’和‘一個(gè)原理’,誰(shuí)能結(jié)合教材示意