【核心素养目标】主题一 任务五《反馈控制有算法》教案-【桂科版2025】《信息科技》八下

中小学教育资源及组卷应用平台 第1.5课《反馈控制有算法》教学设计 课题 反馈控制有算法 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 核心素养目标 信息意识：理解物联网技术在农业中的应用，以简易蔬菜灌溉系统为例，体验智能化管理的便利和高效性，培养科技种植的意识。计算思维：通过分析灌溉系统的工作流程，掌握用编程解决实际问题的方法，提高逻辑思维和动手实践能力。数字化学习与创新：使用传感器和程序学习创新应用，探索如何利用技术优化资源利用，创造智能化农业解决方案。信息社会责任：认识科技对农业的深远影响，理解智能灌溉系统在节约水资源和环境保护中的责任，培养可持续发展的意识。 教学重点 理解通过土壤湿度传感器检测与程序控制实现自动灌溉的物联网系统原理。 教学难点 精准设定湿度阈值并协调传感器、程序与水泵的实时响应，排查误灌溉问题。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第1.5课 反馈控制有算法壮壮已经实现了简易蔬菜灌溉物联系统的基本功能，但他还想进一步完善系统设计，最终实现自动灌溉功能。让我们一起来帮助他吧！想一想： 为什么智能灌溉相较人工调节更高效可靠？因为它能根据实时环境条件进行自动调整，确保每个作物得到适量的水分，减少人为误差。思考：如何确保灌溉系统正确执行操作？灌溉系统通过高精度传感器实时监测土壤湿度和其他环境条件，数据会不断传输到控制程序中。程序对比实际数据与预设标准，自动调节水泵的开关状态。自动灌溉系统利用高精度传感器实时监测土壤湿度，并将数据反馈给控制中心，根据植物的具体需求自动调节浇水量。这样可以确保植物始终获得所需的水分，同时避免过度灌溉，保护植物的健康生长，进一步提高水资源利效率。物联网技术在农业中实现了智能化精准管理，通过实时数据优化资源配置，提高生产效益。播放视频《喝完的饮料瓶子做成自动灌溉神器》 课程新知导入完成思考题。观看教学视频。 帮助学生理解为什么智能灌溉更可靠通过问题导入引发学生思考。通过视频吸引学生的注意力。 讲授新课 新知讲解：一、思考在生活中，扫地机器人是通过内置的传感器检测地面的污垢和障碍物，再利用预设的清扫路径和算法来识别需要清扫的区域。思考一下，简易蔬菜灌溉物联系统是如何判断土壤需要补充水分的？它是如何控制浇水量的？以哪种形式去反馈和控制才最合适呢？这个系统用一个小探测器（插土里）检查干湿。如果土太干了，探测器就告诉主机“该浇水啦！”。主机接着开阀门放水，干得厉害就多浇一会儿，不太干就少浇点。最聪明的办法是让它“自己管自己”———探测器一直盯着湿度，够了就关水，不够又开，和手机自动调亮度一样方便！二、马上行动基于简易蔬菜灌溉物联系统自动灌溉功能的需求，请用线段将左右两侧进行匹配。三、思考简易蔬菜灌溉物联系统应该在哪种情况下执行灌溉呢？请结合以下选项说一说你的想法。A.根据土壤湿度自动开启灌溉B.定时开启灌溉，不管土壤是否干燥C.使用滴灌系统代替喷灌系统D.根据天气预报调整灌溉计划我觉得选A最合适！因为系统用土壤湿度探测器（像插在土里的小手指）判断是否缺水，干了才自动浇水，不浪费水。B选项不管土干不干都浇，可能浇太多或不够；C说的是怎么浇（比如慢慢滴水），不是什么时候浇；D靠天气预报，万一不准呢？还是直接测土壤更靠谱，就像手机自动调亮度比手动调更聪明！四、小贴士豆角生长情况与生长条件对照表见表 1-5-1。五、探究结合上面的思考，和小组成员讨论简易蔬菜灌溉物联系统的灌溉策略，并将表1-5-2和图1-5-1补充完整。六、讨论目前系统已完成“决策”灌溉的算法设计，接下来就该设计“执行”灌溉部分。这部分在硬件和程序上分别需要哪些支持？小组内展开讨论，尝试将 ... ...