第第頁人教版（2024）八年級全一冊信息科技第20課《反饋控制有算法》教案第1課時：讓系統(tǒng)“自主決策”——反饋控制算法的設計一、課時基本信息學科：信息科技年級：八年級課時主題：讓系統(tǒng)“自主決策”——反饋控制算法的設計課時時長：45分鐘對應教材內容：第四單元第20課20.1根據數據設計算法新課標核心素養(yǎng)對接：聚焦“數字思維”與“信息意識”，以物聯(lián)花盆自動灌溉為載體，掌握基于數據分析設計算法的方法，理解數據、算法、反饋的邏輯關系，建立“條件—決策”的算法思維。二、課時教學目標（一）核心素養(yǎng)目標數字思維：能結合物聯(lián)花盆土壤濕度、光照、天氣預報等數據，梳理灌溉的關鍵條件，能將自然語言描述的灌溉規(guī)則轉化為“條件—決策”表格，初步形成“數據輸入—邏輯判斷—結果輸出”的算法思維。信息意識：能說出反饋控制算法的核心要素（數據依據、判斷條件、決策結果），能列舉生活中2種以上反饋控制算法的應用場景（如空調溫控、自動洗手液機），理解算法在物聯(lián)系統(tǒng)中的“決策核心”作用。信息社會責任：在小組設計算法過程中，能結合植物生長需求合理設定條件閾值，培養(yǎng)“技術服務生活”的責任意識；尊重他人的算法設計思路，在討論中完善方案。（二）知識與技能目標掌握反饋控制算法的設計步驟：明確控制目標→梳理影響因素（數據依據）→設定條件閾值→制定“條件—決策”規(guī)則→優(yōu)化規(guī)則邏輯。能基于物聯(lián)花盆歷史數據（前兩課時可視化分析成果），確定土壤濕度的合理上下限閾值，能考慮天氣預報、光照強度等附加條件完善灌溉規(guī)則。能將初步的“條件—決策”規(guī)則優(yōu)化為層次清晰的邏輯結構（如先判斷核心條件“土壤濕度”，再判斷附加條件“天氣”“光照”），能繪制簡單的算法流程圖。（三）過程與方法目標通過“目標拆解—條件梳理—規(guī)則制定—優(yōu)化迭代”的遞進式活動，掌握算法設計的基本方法，提升邏輯歸納和問題拆解能力。通過“小組討論—成果展示—互評完善”的合作學習模式，提升算法方案的優(yōu)化能力和團隊協(xié)作能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標感受算法從“模糊需求”到“清晰規(guī)則”的轉化過程，體會“邏輯嚴謹性”在技術設計中的重要性，激發(fā)對算法設計的探究興趣。培養(yǎng)“用數據支撐決策”的思維習慣，在閾值設定中結合可視化分析成果，避免主觀臆斷，提升技術設計的科學性。三、課時教學重難點類別內容突破策略教學重點1.反饋控制算法的設計步驟及核心要素；2.基于物聯(lián)花盆數據設定合理的條件閾值（土壤濕度上下限）；3.“條件—決策”規(guī)則的制定與梳理。1.提供“算法設計步驟卡”，結合教材案例拆解每個環(huán)節(jié)；2.回顧前兩課時濕度趨勢可視化圖表，用“平均值±標準差”法確定閾值；3.發(fā)放“規(guī)則梳理表”，引導按“核心條件→附加條件”分層記錄。教學難點1.多條件疊加時的規(guī)則邏輯優(yōu)化（避免條件沖突或遺漏）；2.將自然語言規(guī)則轉化為結構化的算法邏輯（如層次化判斷）。1.用“優(yōu)先級排序法”明確條件權重，核心條件優(yōu)先判斷；2.提供“算法流程圖模板”，用圖形化方式梳理邏輯關系；3.開展“規(guī)則找茬”活動，通過案例辨析沖突場景。四、課時教學準備素材準備：算法設計步驟卡、規(guī)則梳理表、算法流程圖模板、物聯(lián)花盆濕度趨勢可視化圖表（每組1份，前兩課時成果）、生活中反饋控制案例集（含空調、自動門等視頻）、“規(guī)則沖突”案例卡片、植物適宜濕度參考表。工具準備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一套“條件卡片”（土壤濕度、天氣、光照等）、實物投影（展示規(guī)則表和流程圖）、小組任務單（明確設計目標）。前置任務：1.回顧前兩課時物聯(lián)花盆濕度數據的可視化分析結果，記錄“土壤濕度的平均值、常見范圍、異常值”；2.觀察生活中1種自動控制設備（如空調），思考“它根據什么數據做決策？有哪些控制規(guī)則？”。教師準備：提前整理學生前置任務中的設備觀察案例，篩選典型案例融入課件；制作“規(guī)則優(yōu)化”微視頻備用；準備不同植物的適宜濕度數據，供學生參考；培訓2名“邏輯小助手”（提前掌握算法梳理方法）。五、課時教學過程（一）情境導入：系統(tǒng)“自主決策”靠什么？（5分鐘）教學活動：教師講解“人工給花盆澆水，反復查看濕度計”和“簡易自動灌溉系統(tǒng)，無需人工操作自動出水”場景。提問：“對比兩種澆水方式，自動系統(tǒng)為什么能‘自己判斷’何時澆水？它需要知道哪些信息才能做對決策？”（需要濕度數據、知道“干到什么程度澆”“濕到什么程度不澆”等規(guī)則）。教師小結：“自動系統(tǒng)的‘判斷力’來自‘算法’——根據數據制定的一套決策規(guī)則。前兩課時我們讓數據‘可視化’，今天我們讓數據‘驅動決策’——設計物聯(lián)花盆的反饋控制算法?！币霰菊n主題。設計意圖：通過“人工vs自動”的直觀對比，凸顯算法的核心作用，銜接前兩課時的數據成果，用“數據驅動決策”的邏輯激發(fā)學生興趣，自然引出教學內容。（二）核心探究一：反饋控制算法的核心——“數據→決策”的邏輯（10分鐘）環(huán)節(jié)1：生活案例解析——算法的“三大要素”（6分鐘）：

學生分享前置任務觀察的自動設備案例（如空調），描述：“它根據什么數據決策？有什么規(guī)則？最終做什么動作？”教師選取“空調溫控”案例，引導全班拆解：“空調的控制目標是‘保持室溫穩(wěn)定’，數據依據是‘當前室溫’，決策規(guī)則是‘室溫＞設定值→制冷，室溫＜設定值→制熱’，最終動作是‘啟動壓縮機’——這就是反饋控制算法的三大要素：數據依據、判斷規(guī)則、執(zhí)行決策?！苯處熣故窘滩母拍睿骸拔锫?lián)系統(tǒng)中的反饋與控制是基于算法實現的，算法就是根據數據制定的一套明確的決策規(guī)則，讓系統(tǒng)能自主做出反應?！卑l(fā)放“算法核心要素表”，學生填寫空調案例的三要素，教師點評。環(huán)節(jié)2：物聯(lián)花盆關聯(lián)——我們的算法要解決什么問題？（4分鐘）：

教師明確物聯(lián)花盆的控制目標：“實現‘自動灌溉’，既不能讓花干死，也不能澆水過多爛根。”引導學生討論：“要實現這個目標，我們的算法需要哪些數據依據？”（土壤濕度、天氣預報、光照強度等，結合前兩課時數據）。小組認領核心數據：每組結合前置任務中的濕度可視化成果，確定“本組最關注的2個數據依據”（如土壤濕度+天氣預報），教師匯總：“土壤濕度是核心數據，天氣、光照是輔助數據，共同支撐精準決策?！痹O計意圖：從學生熟悉的生活案例切入，拆解算法核心要素，降低抽象概念的理解難度；再關聯(lián)物聯(lián)花盆目標，明確數據依據，為后續(xù)規(guī)則制定鋪墊基礎。（三）核心探究二：算法設計實操——從“規(guī)則”到“邏輯”（25分鐘）環(huán)節(jié)1：閾值設定——核心條件“定標準”（8分鐘）：

教師引入：“算法的規(guī)則需要‘量化標準’，比如‘土壤濕到什么程度不澆水’——這就是‘閾值’。前兩課時我們分析過濕度數據，現在就用數據定標準。”學生實操：每組拿出本組物聯(lián)花盆濕度趨勢折線圖（前兩課時成果），結合教師提供的“植物適宜濕度參考表”，用“平均值+常見波動范圍”設定閾值：

計算濕度平均值（如45%）；根據植物適宜濕度，設定下限值（低于此值需澆水，如20%）和上限值（高于此值不澆水，如70%）；記錄閾值并說明理由：“我們設定下限20%，因為折線圖中低于20%時植物葉片發(fā)蔫；上限70%，因為參考表中該植物適宜濕度不超過70%?！苯處熯x取3組閾值展示，點評：“閾值設定不能憑感覺，要結合歷史數據和實際需求，這就是‘數據驅動設計’的科學性?！杯h(huán)節(jié)2：規(guī)則制定——“條件→決策”列清單（10分鐘）：

教師發(fā)放“規(guī)則梳理表”，明確任務：“以土壤濕度為核心條件，結合天氣預報、光照強度等輔助條件，制定灌溉決策規(guī)則，填入表格?！笔纠?/p>

核心條件（土壤濕度）輔助條件（天氣/光照）決策結果（灌溉/不灌溉/調整閾值）＞上限值（70%）無不灌溉介于上下限之間（20%-70%）天氣預報下雨不灌溉天氣預報不下雨灌溉光照強度大（＞1200）提高下限值（如25%）＜下限值（20%）無灌溉小組合作：用“條件卡片”擺放組合，討論不同條件下的決策，填寫規(guī)則表。“邏輯小助手”巡回協(xié)助，重點指導：“輔助條件要服務于核心目標，比如光照大時植物耗水快，可適當提高下限值，避免頻繁澆水?！毙〗M展示規(guī)則表，其他小組提問：“如果濕度介于上下限，天氣預報陰天且光照小，你們怎么決策？”展示組補充規(guī)則，教師引導完善。環(huán)節(jié)3：規(guī)則優(yōu)化——邏輯“變清晰”（7分鐘）：

教師提出問題：“剛才的規(guī)則表中，‘介于上下限之間’的情況有3種，直接羅列容易混亂，能不能按‘先核心后輔助’的順序優(yōu)化？”發(fā)放“算法流程圖模板”（含開始、判斷、決策、結束等圖形）。教師演示優(yōu)化邏輯：“第一步：判斷核心條件‘土壤濕度＞上限？’→是→不灌溉；否→第二步：判斷‘土壤濕度＜下限？’→是→灌溉；否→第三步：判斷輔助條件‘天氣/光照’→對應決策?！庇昧鞒虉D圖形在白板上繪制簡化版。學生分組優(yōu)化：將本組規(guī)則表轉化為流程圖，用不同顏色標注“核心條件”和“輔助條件”。完成后，小組間交換流程圖“找茬”：“有沒有遺漏的條件？邏輯順序是否合理？”教師小結：“算法優(yōu)化的核心是‘邏輯分層’——先判斷最關鍵的條件，再逐步細化輔助條件，這樣既避免沖突，又清晰易懂，為后續(xù)寫代碼打下基礎?！痹O計意圖：從“閾值量化”到“規(guī)則羅列”再到“邏輯優(yōu)化”，層層遞進落實算法設計步驟；用“條件卡片”和“流程圖模板”降低操作難度，通過“找茬”活動強化邏輯嚴謹性，兼顧基礎和提升。（四）核心探究三：算法與數據的關聯(lián)——可視化成果的“再利用”（3分鐘）教學活動：教師引導回顧：“我們設定的濕度閾值（20%-70%），不是憑空想的，而是來自前兩課時的濕度趨勢圖——平均值45%，常見范圍20%-70%，異常值低于15%或高于80%。這說明什么？”（算法的條件來自數據分析，數據越準確，算法越科學）。學生翻看本組的濕度可視化圖表，確認閾值的合理性，若有偏差及時調整流程圖中的閾值。設計意圖：強化“數據→算法”的邏輯關聯(lián)，讓學生體會可視化成果的實用價值，避免算法設計的主觀性，培養(yǎng)科學的設計思維。（五）課堂小結+作業(yè)布置（2分鐘）小結：算法設計“三步法”：師生共同梳理：“1.定閾值（用數據量化標準）；2.列規(guī)則（條件→決策）；3.優(yōu)邏輯（分層梳理，畫流程圖）”，強調：“算法的核心是‘用數據說話，用邏輯落地’，讓系統(tǒng)的決策有依據、不混亂。”分層作業(yè)：

基礎作業(yè)：1.完善本組的“規(guī)則表”和“流程圖”，在流程圖上標注數據來源（如“濕度數據來自傳感器”）；2.用自己的話描述算法流程，錄制1分鐘講解視頻。拓展作業(yè)：1.為算法增加1個新條件（如“溫度＞30℃時降低上限值”），補充規(guī)則表和流程圖；2.調查家中另一種自動設備（如自動洗衣機），嘗試繪制它的簡易算法流程圖。預習作業(yè)：閱讀教材20.2內容，思考“算法寫出來就是代碼，如何讓代碼控制水泵澆水？”，記錄不理解的術語（如“執(zhí)行器”“引腳”）。設計意圖：基礎作業(yè)鞏固算法設計成果，拓展作業(yè)提升邏輯遷移能力，預習作業(yè)為下節(jié)課“代碼實現”和“執(zhí)行器控制”鋪墊認知，形成“設計—實現”的銜接。六、課時板書設計第1課時：讓系統(tǒng)“自主決策”——反饋控制算法的設計

一、核心問題：算法怎么設計？邏輯怎么梳理？

二、算法三大要素

1.數據依據：土壤濕度（核心）、天氣、光照（輔助）

2.判斷規(guī)則：條件→決策（如濕度＜下限→灌溉）

3.執(zhí)行決策：灌溉/不灌溉/調整閾值

三、算法設計三步法

1.定閾值：用可視化數據量化（如20%-70%）

2.列規(guī)則：填“條件—決策”表（核心→輔助）

3.優(yōu)邏輯：畫流程圖（分層判斷，避沖突）

四、關鍵思維：數據驅動決策，邏輯保障準確

第2課時：讓系統(tǒng)“動手行動”——執(zhí)行器控制與系統(tǒng)整合一、課時基本信息學科：信息科技年級：八年級課時主題：讓系統(tǒng)“動手行動”——執(zhí)行器控制與系統(tǒng)整合課時時長：45分鐘對應教材內容：第四單元第20課20.2控制執(zhí)行器、20.3對系統(tǒng)進行整合、20.4探索功能擴展新課標核心素養(yǎng)對接：聚焦“實踐創(chuàng)新”與“工程思維”，以物聯(lián)花盆自動灌溉系統(tǒng)實現為載體，掌握執(zhí)行器控制的代碼編寫和硬件連接方法，能完成系統(tǒng)整合與測試，培養(yǎng)“設計—實現—調試”的工程思維。二、課時教學目標（一）核心素養(yǎng)目標實踐創(chuàng)新：能根據算法流程圖編寫簡單的分支結構代碼，能獨立連接水泵（執(zhí)行器）與主控板，能通過代碼控制水泵啟停；能完成傳感器、執(zhí)行器、主控板的硬件整合，實現“數據采集—算法決策—執(zhí)行動作”的閉環(huán)。工程思維：能識別系統(tǒng)整合中的常見問題（如硬件接線錯誤、代碼邏輯漏洞），能通過“硬件檢查—代碼調試—動態(tài)測試”的流程排查問題；能提出1-2種系統(tǒng)功能擴展方案（如報警、手動控制），培養(yǎng)系統(tǒng)優(yōu)化思維。信息社會責任：在硬件連接中養(yǎng)成“斷電操作、規(guī)范接線”的安全習慣；在小組協(xié)作整合系統(tǒng)時，能分工配合（如接線、寫代碼、測試），培養(yǎng)團隊協(xié)作中的工程素養(yǎng)。（二）知識與技能目標掌握執(zhí)行器控制的核心知識：知道執(zhí)行器是“算法決策的執(zhí)行者”，能區(qū)分傳感器（輸入設備）與執(zhí)行器（輸出設備）；掌握水泵與主控板的連接方法（如連接電機接口M1）。掌握控制執(zhí)行器的代碼編寫：能在分支結構中添加執(zhí)行器控制代碼（如M1.speed(100)啟動水泵，time.sleep(5)控制時長），能解決簡單的代碼邏輯問題（如順序錯誤）。掌握系統(tǒng)整合的步驟：硬件連接（傳感器、執(zhí)行器、主控板）→軟件整合（數據采集代碼+算法決策代碼+執(zhí)行器控制代碼）→系統(tǒng)測試（硬件檢查、網絡測試、動態(tài)測試）。（三）過程與方法目標通過“硬件連接—代碼編寫—系統(tǒng)整合—問題調試”的任務驅動流程，掌握執(zhí)行器控制和系統(tǒng)整合的方法，提升實操能力和問題解決能力。通過“小組分工—成果展示—問題復盤”的合作模式，提升系統(tǒng)整合的團隊協(xié)作能力和工程復盤能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標感受從“算法設計”到“系統(tǒng)落地”的完整過程，體會“理論指導實踐”的技術價值，增強技術創(chuàng)新的成就感。培養(yǎng)“嚴謹細致”的工程習慣，在硬件連接中關注接線規(guī)范，在代碼編寫中注重邏輯嚴謹，在測試中重視問題排查。三、課時教學重難點類別內容突破策略教學重點1.水泵與主控板的正確連接；2.執(zhí)行器控制代碼的編寫與整合；3.系統(tǒng)整合的步驟與基礎測試。1.提供“硬件接線示意圖”（彩色標注正負極和接口）；2.給出“代碼模板”（標注需修改的關鍵部分）；3.設計“整合步驟卡”，明確每一步的操作和檢查要點。教學難點1.系統(tǒng)整合中的問題排查（如水泵不轉是接線還是代碼問題）；2.代碼邏輯與執(zhí)行器動作的精準匹配（如“灌溉5秒”的時間控制）。1.提供“問題排查流程圖”（先查硬件再查軟件）；2.采用“分段測試法”（先測試數據采集、再測試算法決策、最后測試執(zhí)行動作）；3.培訓“硬件小師傅”和“代碼小師傅”協(xié)助排查。四、課時教學準備素材準備：硬件接線示意圖、執(zhí)行器控制代碼模板、系統(tǒng)整合步驟卡、問題排查流程圖、系統(tǒng)測試清單（含硬件、網絡、動態(tài)測試項）、功能擴展方案參考表、優(yōu)秀系統(tǒng)案例視頻。工具準備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一套硬件（主控板、土壤濕度傳感器、水泵、杜邦線、電源）、編程軟件（如Mind+）、實物投影（演示接線和代碼）、萬用表（檢測線路通斷）、絕緣膠帶（固定接線）、小組分工表（接線員、程序員、測試員）。前置任務：1.回顧第1課時繪制的算法流程圖，用自然語言寫出“代碼執(zhí)行步驟”（如“第一步：讀取濕度數據”）；2.觀看“主控板接線安全操作”視頻，記錄3個安全要點（如“斷電接線”）；3.提前在電腦上安裝編程軟件，熟悉“引腳選擇”“代碼塊拖拽”功能。教師準備：提前調試每組硬件，確保主控板、水泵、傳感器能正常工作；制作“接線+代碼”分步演示視頻；準備備用硬件（如額外的水泵、杜邦線）；劃分“硬件調試區(qū)”和“代碼調試區(qū)”，配備應急工具；培訓4名“小師傅”（2名硬件、2名代碼）。五、課時教學過程（一）回顧導入：算法“怎么落地”？（5分鐘）教學活動：教師回顧舊知：“上節(jié)課我們?yōu)槲锫?lián)花盆設計了自動灌溉算法，繪制了流程圖，明確了‘濕度＜20%→灌溉’等規(guī)則。但算法只是‘想法’，怎么讓水泵真的轉起來？這就需要兩個關鍵步驟：一是讓‘執(zhí)行者’（水泵）和主控板配合，二是把算法變成代碼‘指揮’它們。今天我們就完成這兩件事：先控制執(zhí)行器，再整合整個系統(tǒng)，讓自動灌溉真正實現?！闭故颈竟?jié)課目標：“1.硬件連接（執(zhí)行器+主控板）；2.代碼編寫（算法轉代碼）；3.系統(tǒng)整合與測試。”設計意圖：用“想法→落地”的邏輯銜接舊知和新知，明確本節(jié)課的實操核心是“執(zhí)行器控制”和“系統(tǒng)整合”，結合學生對“水泵轉動”的期待激發(fā)學習動力。（二）核心探究一：硬件連接——執(zhí)行器“接對路”（10分鐘）環(huán)節(jié)1：執(zhí)行器認知——誰來“動手”？（2分鐘）：

教師展示硬件：主控板、水泵、傳感器，提問：“上節(jié)課我們用傳感器采集濕度數據，它是‘輸入設備’——給系統(tǒng)送信息；水泵要執(zhí)行灌溉動作，它是什么設備？”（輸出設備）。教師講解教材概念：“執(zhí)行器是物聯(lián)系統(tǒng)的‘輸出模塊’，是反饋控制的載體，負責把算法決策變成實際動作，比如水泵灌溉、指示燈亮、蜂鳴器報警?！睂W生快速分類：“小組桌上的硬件中，哪些是輸入設備？哪些是執(zhí)行器？”（傳感器是輸入，水泵是執(zhí)行器），教師確認。環(huán)節(jié)2：水泵接線——安全“接到位”（8分鐘）：

教師強調安全準則：“接線前必須斷電！接完后請‘小師傅’檢查，確認無誤再通電！”發(fā)放“硬件接線示意圖”，用實物投影演示：

第一步：識別水泵接口——水泵有正負極（紅色線為正極，黑色線為負極）；第二步：連接主控板電機接口——將水泵正極接M1接口的“+”，負極接M1接口的“-”（示意圖中標注位置）；第三步：連接傳感器——將土壤濕度傳感器的VCC、GND、AO分別接主控板的對應引腳（如VCC接5V，GND接GND，AO接A0）；第四步：檢查——用萬用表檢測線路通斷，確保無虛接、錯接。學生分組接線：按“接線員→小師傅檢查→教師復檢”的流程操作，接線員佩戴絕緣手套，“硬件小師傅”巡回指導，重點檢查：

水泵正負極是否接反（接反會導致不轉或燒毀）；傳感器引腳是否接對（VCC接5V，避免接3.3V導致供電不足）。通電測試：復檢通過的小組，接通主控板電源，教師發(fā)放“簡易測試代碼”（僅控制水泵轉3秒），運行后觀察水泵是否轉動，若不轉，由“小師傅”協(xié)助排查（如接線松動、電源電壓不足）。設計意圖：先明確執(zhí)行器的角色，再強調安全準則，用“示意圖+分步演示”降低接線難度，通過“三級檢查”和“簡易測試”確保硬件連接正確，為后續(xù)代碼調試排除硬件隱患。（三）核心探究二：代碼編寫——算法“變指令”（15分鐘）環(huán)節(jié)1：代碼框架搭建——算法“轉結構”（5分鐘）：

教師引導：“我們的算法是‘先判斷濕度，再決策動作’，對應代碼中的‘分支結構’（如果…就…否則…）?！贝蜷_編程軟件，演示搭建框架：

第一步：初始化——在“啟動時”代碼塊中，設置傳感器引腳（如A0）為“模擬輸入”，M1接口為“電機輸出”；第二步：循環(huán)執(zhí)行——拖拽“重復執(zhí)行”代碼塊，將后續(xù)判斷和動作代碼放入其中（確保系統(tǒng)持續(xù)工作）；第三步：讀取數據——在循環(huán)中添加“讀取A0引腳模擬值”代碼塊，命名為“濕度值”（對應傳感器數據）。學生分組搭建框架，“代碼小師傅”協(xié)助檢查：“是否正確選擇了引腳？循環(huán)結構是否包含所有核心代碼？”教師強調：“初始化和循環(huán)是系統(tǒng)持續(xù)工作的基礎，缺一不可?！杯h(huán)節(jié)2：決策與執(zhí)行代碼——規(guī)則“變指令”（7分鐘）：

教師發(fā)放“代碼模板”，結合上節(jié)課的算法流程圖，演示編寫核心邏輯：

#讀取濕度值（0-1023，對應實際濕度反向，值越小越濕）

hum=analogRead(A0)

#轉換為上節(jié)課設定的閾值（20%對應數值800，70%對應數值300）

ifhum>800:#對應濕度＜20%

motorRun(M1,100)#水泵以100%速度啟動

delay(5000)#持續(xù)5秒

motorStop(M1)#水泵停止

elifhum<300:#對應濕度＞70%

oledPrint("不灌溉")#顯示屏顯示

else:#介于上下限之間

#讀取天氣預報數據（簡化為讀取D2引腳高低電平模擬）

tq=digitalRead(D2)

iftq==0:#模擬有雨

oledPrint("不灌溉")

else:#模擬無雨

motorRun(M1,100)

delay(3000)

motorStop(M1)教師重點講解：“濕度值的轉換是關鍵——傳感器輸出的0-1023數值和實際濕度是反向的，我們要根據上節(jié)課的閾值對應轉換；motorRun(M1,100)是啟動水泵，delay(5000)控制灌溉時長，這兩個代碼塊要配合使用?！睂W生分組編寫代碼：結合本組的算法流程圖，修改模板中的閾值（如有的組下限設為25%，對應數值750）和灌溉時長，“代碼小師傅”巡回指導，重點解決：

閾值轉換錯誤：引導對照“傳感器數值-實際濕度對照表”調整；代碼順序錯誤：如“啟動水泵”后忘記“停止”，導致持續(xù)運轉。環(huán)節(jié)3：代碼分段測試——指令“沒問題”（3分鐘）：

學生按“三段測試法”調試：

測試數據讀?。簡为氝\行“讀取濕度值”代碼，用手捏傳感器探頭模擬干濕，觀察數值是否變化；測試決策邏輯：修改代碼讓顯示屏顯示判斷結果（如“濕度＜20%→顯示‘灌溉’”），驗證邏輯是否正確；測試執(zhí)行動作：完整運行代碼，模擬低濕度場景，觀察水泵是否啟動并按時停止。測試通過的小組舉手示意，教師記錄，未通過的小組由“小師傅”協(xié)助排查問題。設計意圖：從“框架搭建”到“核心代碼”再到“分段測試”，層層遞進落實代碼編寫步驟；用“代碼模板”和“小師傅協(xié)助”降低難度，分段測試確保代碼邏輯正確，避免后續(xù)整合時問題疊加。（四）核心探究三：系統(tǒng)整合與測試——“閉環(huán)”真實現（13分鐘）環(huán)節(jié)1：系統(tǒng)整合——硬件軟件“合為一”（5分鐘）：

教師講解整合要點：“系統(tǒng)整合就是把‘數據采集（傳感器）→算法決策（代碼）→執(zhí)行動作（水泵）’串聯(lián)起來，形成閉環(huán)。整合時要注意：硬件接線牢固，代碼包含所有模塊，電源供電穩(wěn)定。”發(fā)放“系統(tǒng)整合步驟卡”。學生分組整合：

硬件檢查：重新確認傳感器、水泵接線，用膠帶固定松動的杜邦線；軟件整合：將“數據采集”“顯示屏顯示”“執(zhí)行器控制”代碼塊整合到同一個“重復執(zhí)行”結構中；電源連接：確保主控板供電充足（若使用電池，更換新電池）?！坝布煾怠焙汀按a小師傅”聯(lián)合巡查，協(xié)助各組解決整合中的問題（如整合后傳感器數值異常，可能是接線松動）。環(huán)節(jié)2：系統(tǒng)測試——“實戰(zhàn)”驗效果（6分鐘）：

教師發(fā)放“系統(tǒng)測試清單”，明確測試項目和標準：測試項目測試方法合格標準硬件檢查通電后觀察指示燈主控板、傳感器指示燈正常亮數據采集干濕傳感器探頭顯示屏顯示濕度值隨干濕變化決策執(zhí)行1.模擬低濕度（捏干探頭）

2.模擬高濕度（沾水）1.低濕度時水泵啟動5秒

2.高濕度時顯示“不灌溉”穩(wěn)定性測試連續(xù)測試3次不同場景每次決策和執(zhí)行都準確無誤學生分組測試：按清單逐項測試，記錄測試結果，遇到問題時對照“問題排查流程圖”排查：“水泵不轉→先查接線（是否松動）→再查代碼（是否有啟動指令）→最后查電源（是否供電）”。教師巡視指導，重點協(xié)助解決：

穩(wěn)定性問題：如第一次測試正常，第二次不轉，可能是電源電壓不足，更換電源；決策錯誤：如濕度介于上下限卻不執(zhí)行，可能是代碼中天氣判斷邏輯錯誤，協(xié)助修改條件。環(huán)節(jié)3：成果展示——閉環(huán)“秀出來”（2分鐘）：

選取2組測試合格的小組展示：“模擬土壤干燥（捏干探頭）→顯示屏顯示‘濕度低，灌溉’→水泵啟動5秒后停止→顯示屏顯示‘灌溉完成’”。展示組講解：“我們整合時遇到的問題是水泵轉不停，后來發(fā)現是代碼中忘記加‘停止’指令，修改后就好了?！苯處燑c評：“優(yōu)秀的系統(tǒng)不僅要能實現功能，還要能排查和解決問題，‘發(fā)現問題—解決問題’的過程就是工程思維的體現?！痹O計意圖：用“