第二十四课 农业生产新模式 教学设计 2024—-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

中小学教育资源及组卷应用平台 八年级信息技术义务教育版教学设计 课题 农业生产新模式 单元 第五单元 学科 信息技术 年级 八年级 学习目标 1.了解物联网在农业生产中的应用形式及优势，能列举实例阐述其作用。2.掌握奶牛产奶监测系统的设计、搭建与实现，包括功能需求分析、硬件软件选型、程序编写及物联网平台应用。3.学会运用电子标签、读卡器、超声波传感器等采集数据，掌握MQTT协议进行数据传输，能在主控板和物联网平台上进行数据处理与展示。 重点 1.物联网在农业生产中的应用实例及奶牛产奶监测系统功能分析。2.电子标签、超声波传感器等硬件工作原理及系统实现流程。3.数据传输（MQTT协议）、存储（物联网平台）及系统反馈控制机制。 难点 1.奶牛产奶监测系统的整体优化设计，确保数据准确稳定获取与传输。2.理解和解决数据传输、存储中的复杂问题，保障数据安全与有效利用。3.依据农业生产需求拓展系统功能，培养创新应用与实践能力。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 展示物联网在农业生产中的应用成果图片或视频，如智能灌溉、精准养殖等，提问学生对这些应用的认识和感受，引导学生思考物联网如何提升农业生产效率和质量，从而引出本节课主题———探索物联网在农业中的更多应用及设计奶牛产奶监测系统。 倾听老师讲解 激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容 讲授新课 一、探索物联网在农业生产中的应用1.教师详细介绍物联网在农业生产不同方面的应用，如物联灌溉系统如何根据土壤湿度和天气自动调节水量，物联养殖管理系统如何实时监测动物生理指标和行为，以及农产品追溯系统如何保障食品安全。组织学生分组讨论这些应用的原理和优势，鼓励学生分享自己在农场游览或生活中了解到的相关实例，如智能温室中自动控制温度、光照和通风的设备，或者通过手机APP查看农产品生长环境数据等。2.教师对学生讨论结果进行总结和补充，强调物联网技术在提高农业资源利用效率、提升农产品质量、降低生产成本等方面的重要作用，如精准灌溉避免水资源浪费，实时监测动物健康减少疾病传播风险，追溯系统增强消费者对食品安全的信心。通过这一环节，拓宽学生对物联网农业应用的视野，为后续奶牛产奶监测系统设计提供思路和背景知识。二、奶牛产奶监测系统实践1.提出任务与确定主题教师提出设计奶牛产奶监测系统的任务，引导学生思考影响奶牛产奶量的因素，如牛舍环境（温度、湿度）、饲料配比、奶牛健康状况等，组织学生分组讨论确定本小组的探究核心问题，进而确定主题，如“基于物联网的奶牛产奶量实时监测系统”。2.分析功能需求结合学生确定的主题，引导学生按照采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节分析系统功能需求。在采集数据环节，明确需要采集奶牛编号（通过电子标签和读卡器）、产奶量（利用超声波传感器或压力传感器）等数据；传输与存储数据环节，讨论如何将采集到的数据通过网络发送到物联网服务平台，并确保数据的安全存储；分析处理数据环节，根据本节课教学重点，简单提及数据处理的方向，如统计产奶量趋势、分析不同因素对产奶量的影响等（可引导学生课后深入探究）；反馈与控制环节，思考如何在主控板上实时显示奶牛编号和产奶量，以及是否需要设置报警功能（如产奶量异常时提醒工作人员）。3.硬件搭建教师展示奶牛产奶监测系统所需硬件设备，包括电子标签、读卡器、超声波传感器、按键传感器、主控板、显示屏等，详细介绍各硬件的功能和使用方法。例如，讲解电子标签如何存储奶牛个体信息，读卡器如何读取标签数据，超声波传感器如何通过测量液面高度或距离变化计算产奶量，按键传感器的作用（如用于手动触发数据传输或控制其他 ... ...