第第頁人教版（2024）六年級全一冊信息科技第18課土壤濕度控制好教案教學設計基本信息主題18.土壤濕度控制好學科信息科技老師年級六年級教學內(nèi)容分析《土壤濕度控制好》是小學六年級信息科技學科的一節(jié)重要課程，旨在通過引導學生了解土壤濕度控制系統(tǒng)的基本組成、工作原理以及控制算法，培養(yǎng)其信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力，并增強信息社會責任。本課內(nèi)容設計注重理論與實踐相結(jié)合，采用生動有趣的教學方式，確保學生能夠理解并掌握相關知識，同時激發(fā)他們對農(nóng)業(yè)科技的興趣和熱情。學情分析六年級學生正處于好奇心旺盛、求知欲強的年齡階段，對自然界和科學現(xiàn)象充滿好奇。他們已經(jīng)具備了一定的信息技術(shù)基礎，能夠熟練使用計算機進行基本操作，并有一定的邏輯思維能力和問題解決能力。然而，在復雜系統(tǒng)分析和算法設計方面，他們?nèi)孕柽M一步培養(yǎng)和提升。因此，本課將通過直觀的演示、生動的講解和動手實踐相結(jié)合的方式，幫助學生理解土壤濕度控制系統(tǒng)的復雜性和重要性，并引導他們參與到設計簡單控制算法的過程中來。學習目標信息意識：增強學生對信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域應用的認識，理解土壤濕度控制對農(nóng)作物生長的重要性。計算思維：培養(yǎng)學生的邏輯思維和問題解決能力，通過分析和設計控制土壤濕度的算法，鍛煉其計算思維能力。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：鼓勵學生運用所學信息技術(shù)知識，結(jié)合創(chuàng)意，設計并模擬簡單的土壤濕度控制系統(tǒng)，培養(yǎng)其數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力。信息社會責任：引導學生關注農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，思考科技應用對環(huán)境和社會的影響，培養(yǎng)其信息社會責任感和環(huán)保意識。教學重點1．理解土壤濕度控制系統(tǒng)的工作原理。2．分析土壤濕度控制系統(tǒng)計算環(huán)節(jié)的算法。教學難點1．采集土壤濕度，根據(jù)數(shù)據(jù)分析設定閾值。2．理解閾值作用與閉環(huán)控制特點。教學準備具備上網(wǎng)條件的信息科技實驗室、濕度傳感器、系統(tǒng)控制器、噴灌設備（電機、水泵、裝有水的水杯）、濕度不同的5份泥土、課件、學習任務單。教學實施過程情境導入教師活動學生活動設計意圖【教師活動1】展示一盆因土壤水分過多導致爛根的花，提問：為什么花會爛根？【教師活動2】引出“適當?shù)耐寥罎穸葘χ参锷L的重要性”，導入本課的學習主題：土壤濕度的控制?！緦W生活動1】學生根據(jù)自己想法回答?！緦W生活動2】聽老師講解?！驹O計意圖】從生活中實際問題出發(fā)，引出課題，激發(fā)學生探究濕度控制系統(tǒng)的興趣。教學活動一了解土壤濕度控制系統(tǒng)的基本組成教師活動學生活動設計意圖【教師活動3】引導學生快速閱讀文字內(nèi)容，了解土壤濕度控制系統(tǒng)的基本組成?！窘處熁顒?】播放土壤濕度控制視頻，組織學生討論、交流：土壤濕度傳感器是怎樣工作的呢？【教師活動5】引導學生認識到土壤濕度數(shù)據(jù)可以用百分比表示，組織學生通過搜索資料認識到每種植物都有其土壤濕度要求，并記錄小組養(yǎng)護植物的土壤適宜濕度?！緦W生活動3】學生閱讀、發(fā)言。【學生活動4】討論、交流?！緦W生活動5】上網(wǎng)檢索、交流、記錄?！驹O計意圖】引導學生通過對文字資料、視頻資料的學習和分析，了解土壤濕度傳感器的工作原理，及土壤濕度傳感器控制系統(tǒng)的基本組成。教學活動二分析濕度控制系統(tǒng)的工作原理教師活動學生活動設計意圖【教師活動6】為每個小組提供一個簡易土壤濕度控制系統(tǒng)，并提供五種濕度的泥土，分別放在一次性紙杯中（里面放入小植物，以便學生后期持續(xù)觀察土壤濕度對植物生長的影響）。首先引導學生分析系統(tǒng)的硬件組成，回顧上節(jié)課對子系統(tǒng)工作過程示意圖，理解開展實驗的目的；組織各小組同學設計實驗步驟，分析注意事項，填寫任務單；組織開展實驗：運行控制系統(tǒng)，利用傳感器采集5個土壤濕度數(shù)據(jù)，觀察噴水情況，據(jù)此估算土壤濕度控制系統(tǒng)中設定的濕度閾值的取值范圍?！窘處熁顒?】在實驗基礎上，深化理解原理：通過提問“土壤濕度改變了，相當于改變了控制系統(tǒng)的什么？導致控制系統(tǒng)發(fā)生什么變化？”引導學生分析土壤濕度控制系統(tǒng)的工作原理，使學生認識到：濕度的改變，相當于改變了控制系統(tǒng)的輸入；經(jīng)過計算，輸出會發(fā)生相應的變化，導致噴灌器的狀態(tài)也隨之變化，從而實現(xiàn)對土壤濕度的控制；閾值是控制系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的一個重要條件，改變了閾值，就改變了控制系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的條件。【學生活動6】各小組設計實驗方案，開展實驗，填寫實驗任務單。【學生活動7】分析、理解土壤濕度控制系統(tǒng)的工作原理?！驹O計意圖】通過實驗，使學生真實地體驗到濕度傳感器的作用，土壤濕度數(shù)據(jù)、閾值、噴灌器狀態(tài)三者之間的聯(lián)系，進一步理解濕度控制系統(tǒng)的工作原理。教學活動三完善控制土壤濕度的算法流程圖教師活動學生活動設計意圖【教師活動8】組織各小組進行閾值換算：把“學生活動5”中記錄的本組養(yǎng)護植物適宜濕度（百分比）換算為濕度傳感器顯示的數(shù)值?！窘處熁顒?】提出問題并組織學生討論：我們以前接觸到的閾值都是一個具體的值，植物適宜濕度多為一個區(qū)間（如土壤濕度60%～70%），設定系統(tǒng)閾值時，采用一個具體值還是一個區(qū)間更好呢，應如何填寫任務單中算法流程圖？教師尊重學生的選擇，建議學生通過實踐得出結(jié)論?！窘處熁顒?0】組織學生根據(jù)上節(jié)課繪制的土壤濕度控制系統(tǒng)工作過程示意圖及本節(jié)實驗，小組合作，自行填寫“土壤濕度控制計算環(huán)節(jié)算法流程圖”、“土壤濕度與噴灌器狀態(tài)真值表”?！窘處熁顒?1】組織各小組展示填寫結(jié)果，并說明填寫的理由。教師對有問題的地方進行指正，并引導學生認識到，計算環(huán)節(jié)是一個連續(xù)量（土壤濕度值）轉(zhuǎn)換為開關量的過程（控制噴灌器工作的指令）。【教師活動12】提出問題，要求學生結(jié)合工作過程示意圖進行分析：“檢測土壤濕度→判斷濕度與閾值的差值→發(fā)出啟動或停止噴灌的指令→噴灌器狀態(tài)”這個過程是否屬于閉環(huán)控制？如果要結(jié)束控制系統(tǒng)的工作，是否要斷開電源開關？結(jié)合學生發(fā)言進行分析，借此機會復習閉環(huán)控制的特點?！窘處熜〗Y(jié)】1．土壤濕度控制系統(tǒng)要用到濕度傳感器。2．土壤濕度數(shù)據(jù)屬于連續(xù)量，把數(shù)據(jù)與閾值進行判斷，產(chǎn)生開關量，生成指令，控制噴灌器的狀態(tài)。3．改變土壤濕度，相當于改變了系統(tǒng)的輸入，導致系統(tǒng)的輸出（狀態(tài)）發(fā)生了相應的變化，中間經(jīng)歷了計算的環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)了對系統(tǒng)的控制。4．土壤濕度的控制屬于閉環(huán)控制，正常情況下不會停止運行，需要人工干預才能停止閉環(huán)控制的過程?！緦W生活動8】小組合作完成換算?！緦W生活動9】小組內(nèi)討論，小組間交流，確定本組閾值設定方式（單個值或區(qū)間）?！緦W生活動10】小組合作討論、