第24课 农业生产新模式+教学设计 2025-2026学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

《第5单元物联网应用探索：24农业生产新模式》教案学科初中信息技术年级册别八年级下册共1课时教材人教版授课类型新授课第1课时教材分析教材分析

本课聚焦于物联网技术在农业生产中的实际应用。教材通过展示智慧农业的典型场景，引导学生理解传感器、数据采集、远程控制等核心技术如何实现精准化管理。内容涵盖智能灌溉系统、环境监测平台、自动播种装置等案例，体现了信息技术与传统农业融合的趋势。该课不仅拓展了学生对物联网应用场景的认知，还为后续学习“数据驱动决策”和“系统集成设计”奠定基础，具有较强的实践性与前瞻性。

学情分析

八年级学生已具备基本的计算机操作能力和网络使用经验，对手机APP、智能家居等生活化物联网产品较为熟悉，但对农业领域中的技术应用缺乏直观认知。部分学生可能认为农业科技距离日常生活较远，存在兴趣不足的问题。同时，学生在逻辑思维与系统分析能力方面尚处发展阶段，对多设备协同工作的原理理解存在一定困难。为此，教学中应借助真实情境任务，以“数字农场主”角色代入的方式激发探究欲望，并通过分组协作、模拟实验等方式突破抽象概念的理解障碍，提升信息素养与技术应用意识。课时教学目标信息意识

1.能识别物联网在农业生产中的典型应用场景，如温湿度监测、自动灌溉、病虫害预警等，初步建立“万物互联”的技术感知。

2.能主动关注身边的技术变革，思考物联网如何改善传统农业效率与可持续性，形成积极的信息技术价值认同。

计算思维

1.能分析智慧农业系统中传感器数据流的逻辑路径，理解“感知—传输—处理—反馈”的闭环运行机制。

2.能根据给定问题（如干旱预警），设计简单的条件判断流程图，体现初步的算法思维。

数字化学习与创新

1.能运用模拟平台或软件工具构建简易农业监控模型，尝试调整参数观察结果变化，发展试错与优化能力。

2.能提出一项基于物联网的农业改进设想，如“智能大棚通风系统”，并在小组内进行创意表达。

信息社会责任

1.能讨论物联网在农业中带来的隐私与数据安全风险，如农田数据被滥用的可能性，增强责任意识。

2.能反思技术依赖可能导致的生态失衡问题，倡导绿色、可持续的技术使用理念。教学重点、难点重点

1.理解物联网在农业中实现“精准管理”的核心机制，掌握其基本组成结构（感知层、网络层、应用层）。

2.能结合实例说明传感器如何采集环境数据，并通过平台实现远程监控与自动化响应。

难点

1.理解“数据驱动决策”的深层含义，从“看到现象”到“做出判断”之间的思维跃迁。

2.在无真实硬件支持的情况下，构建虚拟系统的逻辑链条，完成从问题提出到方案设计的完整思维过程。教学方法与准备教学方法

议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法

教具准备

多媒体课件、智慧农业模拟软件、小组任务卡、实物传感器模型、投影设备教学环节教师活动学生活动情境导入，激活认知

一、创设“数字农场主”挑战任务（一）、播放短视频：《未来农场的一天》

1.教师播放一段约2分钟的动画短片，画面呈现一位少年通过手机APP实时查看温室内的温度、湿度、光照强度，并远程启动喷灌系统；当土壤湿度低于阈值时，系统自动开启灌溉；夜间，LED补光灯根据作物生长周期定时开关。

2.观看后提问：“你认为这个农场最特别的地方是什么？它和你印象中的传统农田有什么不同？”

3.引导学生发现关键词：无人值守、自动响应、远程操控、数据说话。

4.教师总结：“这不是科幻电影，而是真实发生的‘智慧农业’。今天我们将化身‘数字农场主’，揭开物联网如何改变中国农业的秘密。”

5.板书课题：《24农业生产新模式——走进智慧农业》

6.提出核心议题：“如果让你负责一个百亩蔬菜大棚，你会用哪些技术让农作物长得更好、更省心？”

二、初识物联网架构，搭建知识框架（一）、展示三层次模型图

1.教师在黑板上绘制三层结构图：最底层为“感知层”（含温湿度传感器、光照传感器、土壤水分仪等），中间为“网络层”（无线传输、云平台），顶层为“应用层”（手机端APP、电脑后台系统）。

2.逐一讲解各层功能：

-感知层：像“眼睛”和“耳朵”，收集环境数据；

-网络层：像“神经中枢”，将数据传送到云端；

-应用层：像“大脑”，分析数据并发出指令。

3.举例说明：当土壤湿度传感器检测到低于40%时，会向平台发送信号，平台判断后自动打开水泵。

4.强调：整个系统就像一个“活的生态系统”，每一个环节都不可或缺。

5.提问互动：“假如没有网络层，会发生什么？如果感知层坏了，系统还能正常工作吗？”

6.学生讨论后回答，教师补充：系统必须稳定可靠，否则可能造成作物死亡或资源浪费。1.观看视频，思考差异，发表看法。

2.聚焦关键词，参与讨论。

3.记录关键信息，理解“数字农场主”角色任务。

4.画出三层结构草图，尝试标注各层功能。评价任务情境理解：☆☆☆

关键词捕捉：☆☆☆

结构认知：☆☆☆设计意图通过真实场景视频激发兴趣，利用“角色代入”策略调动学生参与感；借助可视化三层模型降低抽象概念理解门槛，帮助学生建立完整的知识框架，为后续深入探究打下基础。探究实践，深化理解

一、小组合作：破解“大棚危机”事件（一）、发布任务卡：一场突如其来的暴雨导致大棚内湿度过高，番茄出现霉变迹象

1.教师分发任务卡，内容如下：

>【紧急通知】某智慧农业基地接到报警：A区番茄大棚湿度持续高于90%，已连续两天未通风。若不及时干预，将引发大规模真菌感染！请各小组作为“应急指挥中心”，立即制定应对方案。

>任务要求：

>①分析问题根源：为何湿度超标？是否属于异常？

>②明确解决方案：需要哪些设备联动？如何设置触发条件？

>③绘制系统响应流程图：从“数据异常”到“自动开窗通风”的全过程。

>④准备1分钟陈述：解释你们的设计思路。

2.将全班分为6个小组，每组4人，指定组长、记录员、发言人、协调员角色。

3.教师巡视指导，提示思考方向：

-湿度传感器是否准确？是否有误报？

-除了开窗，还可以采取哪些措施？如启动除湿机、关闭加湿器？

-如何设定合理的阈值？过高或过低分别会造成什么后果？

-是否需要人工确认再执行？还是完全自动化？

4.鼓励学生使用纸笔绘制流程图，也可用白板贴图方式展示。

5.教师随机抽取两组进行现场汇报，其他组可提问或补充。

6.汇报结束后，教师点评：

-优点：能结合数据判断问题，有逻辑链；

-改进建议：建议增加“人工复核”环节，防止误操作；

-补充：可引入AI算法预测趋势，提前干预。

7.展示标准流程图范例：

“湿度＞90%→平台报警→启动通风模块→实时更新状态→发送短信至管理员”

二、模拟体验：操作智慧农业平台（一）、教师演示智慧农业模拟软件操作

1.教师打开预装好的模拟平台（可为网页版或本地程序），展示界面布局：

-左侧：实时数据显示面板（温度、湿度、光照、土壤pH值）

-中间：大棚三维模型，带可点击区域

-右侧：控制按钮区（手动/自动切换、设定阈值、查看历史曲线）

2.演示操作步骤：

-将“湿度”滑块调至85%，观察系统是否报警；

-点击“自动模式”，设定“湿度＞80%时自动通风”；

-模拟暴雨场景，将湿度升至95%，观察系统自动开启通风口动画；

-查看后台日志，了解指令下发时间与执行结果。

3.提问引导：

-为什么不能把阈值设得太高？比如95%才报警？

-如果平台崩溃了，还能继续运行吗？

-数据存储在哪里？如何保证安全？

4.学生分组轮流上台操作，每人3分钟，其余成员观察并记录操作效果。

5.教师强调：所有操作都基于真实数据，每一次点击都在影响作物命运。1.领取任务卡，明确分工。

2.讨论问题原因，制定解决方案。

3.绘制系统响应流程图，标注关键节点。

4.准备口头陈述，练习表达逻辑。评价任务流程设计：☆☆☆

协作能力：☆☆☆

表达清晰：☆☆☆设计意图以“突发事件”为驱动，创设真实问题情境，促使学生从被动接受转向主动建构；通过流程图绘制训练逻辑思维能力；借助模拟软件实现“看得见、摸得着”的交互体验，弥补硬件缺失的短板，增强技术可信度与学习沉浸感。拓展延伸，升华主题

一、案例分享：中国智慧农业的崛起之路（一）、讲述浙江“数字稻田”项目

1.教师展示一张照片：浙江省某县万亩水稻田，无人机巡检、水肥一体化系统、AI病虫害识别摄像头遍布田间。

2.介绍背景：

-该地区曾因劳动力短缺导致抛荒严重，政府投入资金建设“智慧农业示范区”。

-每亩地安装多个传感器，数据上传至省级农业云平台，农民可通过手机查看种植建议。

-2023年，平均增产18%，化肥减少23%，节水30%。

3.提问引导：

-这项技术带来了哪些好处？

-如果你是当地农民，你会愿意用这种技术吗？为什么？

4.学生自由发言，教师归纳：

-技术赋能：减轻劳动强度，提高产量质量；

-可持续发展：减少污染，保护耕地；

-社会意义：助力乡村振兴，缩小城乡差距。

5.引出新话题：“我们能不能也设计一套适合家乡的小型智慧农业系统？”

二、伦理思辨：技术背后的隐忧（一）、抛出矛盾情境：数据泄露事件

1.教师讲述一则新闻：某地智慧果园系统被黑客入侵，外部人员获取了全部果树生长数据，用于低价收购果实或恶意压价。

2.提问引发思考：

-农民的数据是否属于个人隐私？

-谁应该拥有这些数据？平台公司？政府？农户本人？

-如何防止数据被滥用？

3.组织“小小法庭”辩论活动：

-正方观点：数据应归农户所有，平台不得擅自使用；

-反方观点：平台投入巨大成本，应享有合理使用权。

4.教师总结：

-技术发展必须伴随伦理规范；

-建议设立数据授权机制，农户可选择开放范围；

-倡导负责任地使用技术，做有良知的数字公民。1.观看案例图片，聆听故事。

2.参与讨论，表达个人观点。

3.参与“小小法庭”辩论，锻炼思辨能力。

4.思考自身未来的科技责任。评价任务观点表达：☆☆☆

思辨深度：☆☆☆

责任意识：☆☆☆设计意图通过真实案例拉近技术与生活的距离，强化家国情怀与社会责任；借助思辨活动培养批判性思维，引导学生超越工具理性，关注技术背后的价值导向，落实信息社会责任的核心素养。总结提炼，迁移应用

一、构建知识树，回顾核心要点（一）、师生共同梳理知识脉络

1.教师引导学生回忆本节课内容，用思维导图形式逐步构建：

-中心词：“智慧农业”

-第一层分支：技术组成（传感器、网络、平台）

-第二层分支：应用场景（灌溉、通风、病虫害预警）

-第三层分支：核心价值（高效、节能、环保、可持续）

2.教师提问检验掌握情况：

-感知层的作用是什么？

-为什么说物联网让农业“聪明起来”？

-如果没有云平台，系统还能工作吗？

3.学生抢答，教师给予正向反馈。

4.板书最终版本的知识树，张贴于教室墙面上。

二、发布课后挑战任务（一）、布置“我的智慧农场”创意设计作业

1.教师说明任务：

>请每位同学设计一个“未来智慧农场”模型，要求包含：

>①一个具体的农业场景（如草莓种植园、养鸡场、茶园）

>②至少三种传感器及其用途

>③一种自动化控制动作（如自动喂食、自动遮阳）

>④一个创新点（如AI识别病虫害、太阳能供电系统）

>⑤用文字+简单示意图描述你的设计

2.提供参考模板：

-场景名称：______

-传感器1：_________→功能：_________

-传感器2：_________→功能：_________

-控制动作：_____________________________

-创新亮点：_____________________________

3.强调：鼓励大胆想象，不必拘泥于现实可行性，重在体现技术整合思维。1.回顾知识点，参与知识树构建。

2.抢答问题，巩固记忆。

3.记录课后任务要求，准备动手设计。评价任务知识整合：☆☆☆

创意表达：☆☆☆

任务清晰：☆☆☆设计意图通过结构化总结强化记忆，形成系统性认知；以开放性作业延续探究热情，推动从“理解”到“创造”的跃迁，实现知识迁移与素养落地。作业设计一.填空题

1.物联网在农业中的应用主要包括__________、__________、__________和__________等。

2.智慧农业系统的三个核心层级分别是：__________、__________和__________。

3.当土壤湿度低于__________%时，智能灌溉系统通常会自动启动。

4.传感器被称为农业物联网的“__________”，负责采集环境数据。

5.为了防止数据被非法访问，智慧农业平台应采取__________等安全措施。

二.选择题

1.下列哪项不属于智慧农业的典型应用场景？（）

A.自动播种机器人

B.手动施肥

C.无人机喷洒农药

D.AI病虫害识别系统

2.以下关于“网络层”的描述，正确的是？（）

A.负责直接操作农具

B.将传感器数据传输到云端

C.仅用于显示图像

D.由农民手动输入数据

3.若某大棚湿度长期超过95%，最可能的原因是？（）

A.通风系统故障

B.湿度传感器被雨水浸泡

C.系统设定阈值过高

D.以上都有可能

4.关于“信息社会责任”，下列说法错误的是？（）

A.农民有权决定自己的数据是否公开

B.平台可以随意出售用户数据以盈利

C.技术应用应兼顾效率与公平

D.应警惕技术依赖带来的生态风险

三.简答题

1.请简述“感知—传输—处理—反馈”这一闭环流程在智慧农业中的作用。

__________________________________________________

__________________________________________________

2.你认为未来智慧农业的发展会对农村生活带来哪些积极影响？请列举两点。

__________________________________________________

__________________________________________________【答案解析】

一.填空题

1.智能灌溉、环境监测、自动播种、病虫害预警

2.感知层、网络层、应用层

3.40（或具体数值，依据教材