教科版2024-八年级上册信息科技 第三单元第2课 采集土壤湿度 课件+教案+同步练习

教学教案设计 总第 10 课时 课 题 名 称 采集土壤湿度 学习目标 （包含学科核心素养） 认识到土壤湿度是影响植物生长的关键数据，理解精准采集数据在智能栽培中的重要性。 通过对比土壤湿度传感器与环境温湿度传感器的异同，迁移上节课的数据采集逻辑，构建通用的物联网数据采集模型。 动手制作土壤湿度采集器，并能通过数据可视化（折线图）分析湿度变化规律，评估设备灵敏度。 形成通过技术手段进行科学种植、节约水资源的责任意识。 问 题 类 型 学生问题 为什么检测土壤湿度需要一个专门的传感器，而不能用上节课的环境温湿度传感器？ 为什么要把那两个“小叉子”插进土里才能测出湿度？它在土里是怎么工作的？ 我们怎么知道采集到的数据是准的？什么样的土壤湿度对植物来说才是“好”的？ 学科问题 土壤湿度传感器的工作原理是什么？其电阻值如何随土壤水分含量变化？ 在编程实现上，土壤湿度采集器与环境温度采集器的主要区别是什么？（提示：传感器初始化与变量定义） 如何通过实验数据（记录表与折线图）分析并确定自然条件下土壤湿度的正常范围（上界值与下界值）？ 教师问题 1.如果我们把传感器放在空气中和插入不同干湿程度的土壤中，显示屏的读数会有什么不同？这说明了什么？ 2.观察我们绘制出的两条湿度变化折线图，你能解释为什么在人为加水后，湿度曲线的变化趋势和波动情况与自然条件下不同吗？ 问题系统 （星号标出核心问题） 1.土壤湿度传感器的工作原理是什么？其电阻值如何随土壤水分含量变化？ 2.在编程实现上，土壤湿度采集器与环境温度采集器的主要区别是什么？（提示：传感器初始化与变量定义） 3.如何通过实验数据（记录表与折线图）分析并确定自然条件下土壤湿度的正常范围（上界值与下界值）？ 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）： 情境创设： （展示两组植物对比图）一组根系健康、枝叶茂盛；另一组叶片萎蔫，土壤要么干裂要么积水烂根。 教师提问（核心问题）：“上节课我们为植物装上了‘体温计’，成为了合格的‘温度守护神’。但现在，我们如何判断土壤下的植物是‘口渴’了还是‘溺水’了？我们怎样才能为它们安装一个‘口渴’警报器？” 知识点：土壤湿度对植物健康的关键影响；引入土壤湿度采集的需求。 引导过程： 学生基于生活经验讨论。 教师追问：“用手摸能准确知道土壤深处的湿度吗？环境温湿度传感器能插进土里吗？”———引导学生认识到需要一种能深入土壤内部进行检测的专用工具，从而引出土壤湿度传感器。 衔接：今天，我们的使命升级———制作土壤湿度采集器，洞察土壤的秘密！ 学（自主探究）： 任务驱动：每位学生化身“传感器专家”，对比分析土壤湿度传感器与环境温湿度传感器的异同，探究其工作原理。 知识点：土壤湿度传感器的结构、工作原理（电阻式）；与环境温湿度传感器的区别。 自主探究任务清单： 观察与对比：观察土壤湿度传感器实物或图片，找出它与DHT11环境温湿度传感器最显著的不同。（答案：有两个裸露的叉形探针） 阅读与理解：阅读“能量加油站：土壤湿度传感器的工作原理”，完成“做一做”选择题。 答案：B. 湿润的土壤 具有更好的导电率。因为水分含量高，导电率高，对电路的阻力小。 原理阐述：请用自己的话解释：当土壤变湿时，传感器两个探针之间的电阻会发生什么变化？为什么？（参考答案：电阻会变小。因为土壤水分增加，导电性变好，电流更容易通过，相当于阻力变小了。） 教师角色：巡视指导，确保所有学生理解“电阻随湿度增加而减小”这一核心原理。 探（合作探究）： 任务驱动：小组合作，完成土壤湿度采集器的搭建、编程，并开展科学的数据采集与分析，绘制 ... ...