教科版（2024）八年级下册信息科技 1-设计自动浇水器方案 课件(共9张PPT)+教案(表格式)

(课件网) 第 1 课 设计自动浇水器方案 本课的任务是设计自动浇水器方案，实现给绿植定时定量浇水，为制作智能盆栽浇水器做铺垫。 导入： 日常生活中，小区或校园内的绿植都有专门人员养护，能及时浇水、施肥、除草，保证植物健康生长。但是家中或者办公室里的绿植，经常由于人们工作忙或长时间外出，不能及时浇水，而水是植物进行光合作用的必要条件，缺水会影响植物生长，严重时甚至会导致植物干旱而死。 探索： 如果同学们观察过公园或校园内的绿地，一定会发现这些地方一般都会配备自动浇水装置，以解决自动化、大面积浇水的问题，节省人力。请思考这些自动浇水装置的外形特征和工作原理，并总结它们的共同特点。 议一议： 请查阅资料，了解公园或学校中给绿地浇水的自动浇水装置，并分组讨论它的工作原理。 提示：上网搜索生活中的自动浇水装置的原理。 能量加油站: 自动灌溉装置 感知层 无线土壤温湿度传感器、无线空气温湿度传感器等采集环境数据。 应用层 云中心对数据进行分析，用户可通过手机或计算机进行浇灌控制。 写一写 功能 1 检测土壤湿度值。 功能 2 比较设定的土壤湿度值和检测到的土壤湿度值，启动浇水功能。 功能 3 当土壤湿度达到设定的值时，停止浇水。 设 计 1 土壤湿度传感器 采集土壤湿度数据。 2 主控板 分析处理接收到的土壤湿度数据。 3 水泵 根据数据对盆栽中的土壤湿度进行调控。 能量加油站: 闭环控制系统 控制器根据偏差值，控制执行器做出反应。 检测装置检测到的环境的实际值。 执行器执行一定动作，对被控对象进行操作。 实 践 以小组为单位，设计一款简易自动浇水器，在班级展示方案，并根据方案准备硬件和材料。教学教案 总第 01 课时 课 题 名 称 设计自动浇水器方案 学习目标 （包含学科核心素养） 知识与技能：了解自动浇水器的感知、判断、调控三个核心环节，掌握其工作原理及所需硬件设备。 过程与方法：通过观察、讨论和小组合作，设计简易自动浇水器方案，培养分析问题和实践探究能力。 核心素养：培养科学思维、技术应用和实践创新能力，体验物联网技术解决实际问题的价值。 问 题 类 型 学生问题 自动浇水器是如何感知土壤湿度的？传感器的工作原理是什么？ 如果设定的湿度值与实际值不一致，系统如何判断并控制浇水？ 如何通过互联网实现远程监测和控制盆栽的浇水？需要哪些技术支持？ 学科问题 自动浇水器中的反馈控制是如何实现的？它与开环控制有什么区别？ 在物联网系统中，数据从采集到处理再到反馈控制的整个流程是如何运作的？ 3.如何通过编程实现传感器数据的采集和执行器（如水泵）的控制？需要哪些算法支持？ 教师问题 1.自动浇水器的三个核心环节（感知、判断、调控）分别对应哪些硬件设备？它们是如何协同工作的？ 2.如果土壤湿度传感器的数据不准确，可能会对自动浇水器的运行产生什么影响？如何解决这个问题？ 3.在设计自动浇水器时，为什么要设定一个湿度阈值？这个阈值的作用是什么？ 问题系统 （星号标出核心问题） 1. 自动浇水器中的反馈控制是如何实现的？它与开环控制有什么区别？ 2. 在物联网系统中，数据从采集到处理再到反馈控制的整个流程是如何运作的？ 3.如何通过编程实现传感器数据的采集和执行器（如水泵）的控制？需要哪些算法支持？ 问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展） 导（问题引导）： 教师提问： “你们有没有遇到过忘记给植物浇水，导致植物枯萎的情况？” “如果让你设计一个自动浇水器，你会如何实现？” 展示情境： 展示一张植物因缺水枯萎的图片，以及一张智能盆栽浇水器的图片，引导学生思考如何用科技解决生活中 ... ...