中小学教育资源及组卷应用平台 采集土壤湿度教学设计 课题 采集土壤湿度 单元 物联网数据采集———温湿度采集器 学科 初中信息技术 年级 八年级 教材分析 本课围绕土壤湿度采集展开，实用性、操作性突出。聚焦部分以植物栽培实验室需求引入，明确学习目标。探索环节，通过对比土壤湿度传感器与环境温湿度传感器，让学生清晰认识工具特点。能量加油站阐述传感器工作原理，深化知识理解。实践部分，详细介绍硬件准备、连接、编程及运行调试步骤，逻辑清晰，利于学生动手操作。写一写环节通过数据记录与图表呈现，培养学生数据分析能力。拓展部分引导学生用环境温湿度传感器测量环境湿度，进一步拓展知识，激发探索兴趣，全面提升学生信息技术实践能力与科学思维。 学习目标 信息意识：通过数据记录与分析土壤湿度信息，可以了解自然条件下土壤湿度范围，以及人为干预对土壤湿度的影响。计算思维：理解土壤湿度采集器的工作流程，包括传感器采集数据、传输到主控板、数据处理与显示等环节，形成问题解决的整体思路。数字化学习与创新：尝试将记录的数据用折线图进行可视化呈现，分析折线图变化原因，探索新的数据分析与展示方式，激发创新思维。信息社会责任：在分组实验中，明确分工，相互协作，共同完成数据记录与分析任务，培养团队合作精神和社会责任感。 重点 让学生理解土壤湿度传感器的工作原理，明确其与环境温湿度传感器的区别，能正确选择使用。指导学生完成土壤湿度采集器的硬件连接，包括传感器与主控板、主控板与电脑的连接。带领学生编写采集土壤湿度的程序，掌握初始化传感器、定义变量、设置循环采集数据及显示等关键编程步骤。 难点 编程过程中，依据土壤湿度传感器特性，合理编写初始化和定义变量的程序，与采集环境温湿度程序做好区分。引导学生对采集到的土壤湿度数据进行有效分析，通过绘制折线图理解数据变化原因，明确自然状态下土壤湿度范围。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 在湖南某中学的植物栽培实验室中，管理员老师正在思索如何能及时准确地采集土壤湿度。如果土壤湿度过高，植物根系难以呼吸，最终会导致烂根；而如果土壤湿度过低，又会直接导致植物缺水，最终渴死。本课我们就来学习做一个土壤湿度采集器，利用土壤湿度传感器每3秒采集一次植物生长的土壤的湿度。 了解本课的学习主题、学习目标、学习成果等。 通过教师简要介绍，让学生知晓本课的学习主题。 讲授新课 一、认识土壤湿度传感器要实现对土壤湿度的采集，我们需要用传感器采集数据，将数据传输到主控板，再控制主控板进行数据的处理与液晶显示屏的显示，最后将湿度数据输出。接下来，我们来认识一下将土壤湿度数据进行转化的工具———土壤湿度传感器。土壤湿度传感器和环境温湿度传感器的区别在于，土壤湿度传感器的下方有两个裸露的可变电阻器，可以将这两个导体插入土壤中探测土壤湿度。而用环境温湿度传感器检测环境的温湿度时，只需要将其放置于空气中检测即可，不能将其放入土壤中。能使用土壤湿度传感器采集到土壤湿度以后，再通过硬件连接将传感器与主控板相连，便可开始编写程序。在编写程序的过程中，要注意我们此次采用的传感器与环境温湿度传感器有所不同，采集的数据也有区别，因此初始化和定义变量的程序需要和采集环境温湿度的程序进行区分，不变的是土壤湿度采集器也是要每3秒采集一次，因此循环的周期也是3秒。能量加油站土壤湿度传感器的工作原理土壤湿度传感器有两个裸露的叉形探针，这两个导体实际上是可变电阻器，其电阻因土壤中水分含量的变化而变化。土壤中水分含量的变化影响的是土壤的导电率，导电率越高对电路的阻力越小，导电率越低对电路的阻力越大。做一做右图中哪一种土壤 ... ...
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