第17课 设计我的种植园 教学设计 2025-2026学年六年级全一册信息科技人教版

第17课《设计我的种植园》教案一、教学目标分析知识与技能1.能够学会设计小型的控制系统。2.能够熟练绘制控制系统工作过程示意图。3.能够初步具备统筹规划的意识，逐步提升创新能力。过程与方法1.通过小组合作完成种植园设计任务，提升团队协作能力和沟通能力。2.通过在设计过程中，学会分析植物生长需求，制定相应的控制策略，培养逻辑思维能力。3.通过借助绘制示意图，将抽象的控制系统工作过程具象化，增强信息转化与表达能力。情感态度价值观1.学生通过参与智能种植技术的实践活动，培养了探索创新精神。2.学生通过参与系统设计的实践活动，强化了统筹规划意识，并深刻体会到了系统设计在实际应用中的重要性。二、教学内容及重点教学重点1.明确种植园控制系统的功能设计，涵盖各子系统如何协同满足植物生长需求。2.精准绘制主要子系统（土壤湿度、光照、温度）工作过程示意图，清晰展示信息传递与控制流程。教学难点1.理解各子系统之间的相互关联和协同工作原理，如土壤湿度变化对温度、光照控制的影响。2.根据植物生长需求，合理设定各子系统的阈值，并能解释其对控制系统运行的影响。三、教学过程设计教学过程教学内容教学方法情景导入（5分钟）师：同学们，今天我们将探索一个科技与农业融合的奇妙世界。想象一下，传统的农业大棚经过高科技的改造，变成了一个能够精准调控环境的智慧农业系统。这样的系统为植物提供了一个理想的生长环境，就像为它们打造了一个“智能小窝”。你们知道智慧农业系统中最关键的技术是什么吗？生：是传感器技术。师：那么这些系统是如何运作的呢？如果由你来设计一个个性化的种植园，你会如何规划？在这节课上，我们将成为小小设计师，一起动手设计我们自己的种植园。师：这节课我们要学会设计小型控制系统。熟练绘制控制系统工作过程示意图，能帮我们看清信息传递与设备运行，助力理解优化系统。本节课中我们要初步有统筹规划意识，综合考虑土壤湿度等因素，同时发挥创意，让种植园更智能高效。希望大家都能学有所获，向目标奋进。师：我们要明确种植园基本信息，了解要播种的植物及其条件，补充子系统工作示意图，借此看清运行流程。师：同学们，今天探索两个关键问题。一是种植园控制系统功能设计，它如同小型生态城市管理者，要调控各项要素满足植物生长。二是主要子系统工作过程示意图绘制，需清晰呈现各子系统流程及信息传递，我们开始出发找答案！问题导向学习师生互动合作探究（实践操作）（10分钟）师：同学们，我首先进入学习活动1，明确种植园的基本信息。这可是设计种植园的基础环节，就像盖房子要先了解地基和所需建材一样。我们需要明确种植园的硬件组成，比如都有哪些传感器、控制器和执行设备等；还要确定有哪些子系统，像土壤湿度控制子系统、光照控制子系统等；以及梳理出整个种植园的工作过程。师：同学们，现在我们开始设计种植园，小组合作交流讨论，明确其搭建环境。要知道，种植园的温度、湿度、光照这些环境参数，对后续设计以及植物生长起着关键作用。所以大家得依据实际情况与需求，一起讨论确定是把种植园搭建在智能大棚，还是其他地方。这就如同给种植园选个合适的“家”，只有选好了，后续设计才能顺畅推进。各小组现在就开始讨论吧！生：讨论交流得出结果。师：同学们，接下来我们要明确种植园主要包含的子系统名称和功能。种植园通常涵盖土壤湿度控制系统、光照控制系统、温度控制系统这三大关键子系统。其中，土壤湿度控制系统就像一位“浇水小能手”，能精准把控土壤水分，确保植物“喝饱水”；光照控制系统如同“光线魔法师”，巧妙调节光照强度与时长，让植物尽享适宜光照；温度控制系统恰似“智能小空调”，为植物打造舒适的生长温度区间。师：下面我们根据以上需求功能，列出主要设备及传感器。主控板是控制系统“大脑”，处理信息并下达指令；土壤湿度、温湿度和光线传感器像“侦察兵”，实时探测信息并传送给主控板；电机风扇调节空气和温度，水泵控制浇水，LED灯补充光照，4pin连接线连接各设备使其相互“沟通”。这些设备对搭建完备种植园很关键，大家要记住它们的样子和用途，想想实际搭建中如何协同运行。师：下面尝试简单描述种植园控制系统的工作过程。首先，传感器能够感知环境数据，实时采集环境数据，然后把这些数据交给主控板。主控板会仔细分析数据，并和我们提前设定好的阈值对比。要是发现数据有偏差，就会触发执行设备开始工作。最后，这些数据还会通过显示屏或者云端平台实时展示出来，方便我们随时掌握种植园的情况。师：同学们最后将我们讨论交流得到的结果填写表格中。这个任务分析表有几个关键项目，任务主题要概括这次设计种植园的核心内容；子系统名称和功能，就填写之前了解的如土壤湿度控制等子系统及其作用；主要设备，列出主控板、各类传感器等搭建种植园要用的东西；种植园控制系统的工作过程，按照之前学的，从传感器采集数据到最终数据展示的流程来写。大家认真回顾前面内容，准确填好表格。讲授法实践操作合作讨论师生互动合作探究（实践操作）（10分钟）师：我们完成了明确种植园基本信息的学习活动，对种植园的搭建环境、子系统等有了了解。现在进入学习活动2，我们要明确计划播种的植物及其种植条件。大家以小组为单位，确定好想种的植物，然后仔细分析这种植物在生长初期对土壤湿度、环境光照和温度的具体要求。这一步很关键，因为只有了解植物的“喜好”，我们才能更好地利用之前学到的种植园知识，为它们创造合适的生长环境。师：同学们，在前面的学习中我们对种植园有了一定认识，现在开启新环节。我们要决定种植园里面种什么，小组合作确定计划播种的植物。就像这里以白菜为例，大家可以结合实际情况，确定好植物，才能接着去了解它的种植需求，为后续设计合适的种植环境打基础。师：决定完种植的植物后，我们要分析植物生长初期对土壤湿度、环境光照和温度等的要求，并完成表格。像白菜，发芽期湿度超90%，不同生长阶段对湿度、光照、温度都有特定要求，比如长日照且每天8-10小时光照，忌强光直射，不同时期温度要求也不一样。大家要依据所选植物，细致分析并准确填写，这对后续种植园设计很关键。师：同学们，之前我们研究了植物生长初期对湿度、光照和温度的需求，不过影响植物生长可不只这些哦。大家想想，还有别的因素吗？生：回答。师：（补充）病虫害会侵蚀植物，造成生病甚至死亡；土壤酸碱度不合适，植物吸收养分就会受影响；土壤微生物参与营养循环，对植物生长也很重要。讨论法合作学习实践操作师生互动合作探究（实践操作）（10分钟）师：同学们，前面我们确定了种植园的基本信息、播种植物及其种植条件。现在我们要根据小组的设计，补充三个控制系统的工作过程示意图。师：同学们，我们开始设计种植园的新一步啦，要补充土壤湿度控制系统工作过程示意图。首先，输入设定的土壤湿度阈值，接着系统检测实际湿度数据，计算模块会将检测值与阈值比较，然后生成指令。要是湿度不够，就会触发喷灌器喷水，这是输出环节。而检测模块还会实时反馈当前土壤湿度，形成一个循环，确保土壤湿度维持在合适范围。师：同学们，现在来看光照控制系统。首先要输入设定的光照阈值，系统会检测当前的光照强度数据，然后在计算环节，将检测到的数据与阈值对比，进而生成指令。要是光照强度不足，就会触发补光灯亮起，这就是输出。同时，检测模块会实时反馈当前光照强度，形成循环，保证植物能获得合适的光照。大家按照这个思路，来补充完善这个示意图。师：同学们，现在轮到温度控制系统。一开始，先输入设定好的温度阈值，接着系统对当前温度进行检测。在计算环节，会把检测到的温度数据和阈值作比较，从而生成指令。当实际温度低于设定值时，就会启动暖风机来升温，这便是输出。与此同时，检测模块会不断反馈当前温度，形成一个持续的循环，以此保障种植园内温度适宜植物生长。大家就依据这个流程，把示意图补充完整。师：同学们，来一起做个实验总结。首先，输入端要输入土壤湿度、光照、温度这些阈值，大家得复习下阈值的含义和作用，它可是控制的关键参考。在输出端，横线上要填像喷灌器喷水、补光灯亮这样按指令执行任务的设备状态，而且这些设备本身也都是控制系统。另外，从示意图能看出，像喷灌器这种，自身也包含输入、计算和输出环节，这说明在复杂控制系统里，一个子系统的输出，很可能是另一个子系统的输入，大家要理解这种系统间的关联。实践操作合作讨论拓展深化，回归生活（5分钟）师：同学们，接下来我们看看拓展与提升的内容。在控制系统里，四则运算可以说是应用广泛。就像我们研究的种植园控制系统，很多时候都要依据输入的数据，实时做计算和调整。比如土壤湿度控制系统，要通过比较判断湿度是否达标；水泵系统中，先测量水流速度，和流量设定值相减比出差值，再用乘法运算，根据这个差值去调整水泵转速，这样就能精准控制流量啦。大家要理解四则运算在其中的关键作用哦。问题导向学习课后作业（1分钟）课后请同学们选择一个自己感兴趣的植物，设计一个简单的智能种植园控制系统。课堂小结与评价（4分钟）本节课我们围绕“设计我的种植园”展开了学习。首先，我们了解了控制系统的工作过程，知道了传感器如何采集数据、控制器怎样分析处理以及执行设备如何运作。接着，我们学习了绘制控制系统工作过程示意图，这能帮助大家更清晰直观地理解系统运行逻辑。最后，通过一系列的设计活动，同