任务三 模拟大棚温度报警器教学设计小学信息技术（信息科技）六年级上册桂科版（信息科技）

任务三模拟大棚温度报警器教学设计小学信息技术（信息科技）六年级上册桂科版（信息科技）授课专业和授课专业和年级授课章节题目授课时间设计思路一、设计思路以真实大棚温度监测需求为情境，结合课本传感器与编程知识，采用“任务拆解—实践探究—总结应用”模式。通过组装简易温度传感器模块、编写阈值报警程序，让学生理解数据采集与控制逻辑，在动手操作中培养工程思维与信息素养，实现从知识到能力的迁移。核心素养目标二、核心素养目标通过模拟大棚温度报警器任务，培养学生信息意识（感知数据采集与控制价值），发展计算思维（分析温度阈值与报警逻辑），提升数字化学习与创新（动手实践传感器编程），增强信息社会责任（体会科技在农业中的作用）。学习者分析三、学习者分析1.学生已掌握传感器基础知识、简单编程逻辑（如条件判断语句）及基本电路连接方法，为本任务奠定基础。2.学生对动手实践兴趣浓厚，喜欢情境化任务，具备小组协作能力，学习风格偏向直观体验，但抽象逻辑思维有待提升。3.可能面临传感器数据读取误差处理、温度阈值设定逻辑理解及编程调试中的故障排查等困难，需教师引导解决。教学方法与手段四、教学方法与手段教学方法：1.实验法：学生分组组装温度传感器模块，动手实践电路连接。2.讨论法：围绕温度阈值设定逻辑展开小组讨论，明确报警条件。3.任务驱动法：以完成大棚温度报警器制作为任务，驱动学习进程。教学手段：1.多媒体设备：展示大棚温度监测应用场景，激发学习兴趣。2.教学软件：利用图形化编程软件辅助程序调试，降低编程难度。3.实物教具：提供传感器、开发板等器材，支持学生操作体验。教学过程设计**（一）导入环节（5分钟）**

教师播放农民大棚蔬菜因高温受损的新闻视频，提问：“如果大棚温度超过35℃蔬菜会枯萎，怎样让农民第一时间知道温度异常？”引导学生思考“温度报警器”的作用。展示提前组装好的简易温度报警器实物，按下按钮后蜂鸣器响起，提问：“这个报警器是怎么感知温度并报警的？”激发学生探究欲望，板书课题“模拟大棚温度报警器”。

**（二）讲授新课（15分钟）**

1.**复习旧知，承上启下（3分钟）**

提问：“上节课我们学过哪些传感器？”学生回答“温度传感器、湿度传感器”，教师肯定并强调：“今天用温度传感器采集数据，通过编程实现报警。”

2.**传感器数据采集（5分钟）**

教师拿出温度传感器模块，连接开发板，打开图形化编程软件（如Scratch3.0），演示读取温度数据：拖拽“传感器读取温度”模块，点击“运行”，屏幕显示当前温度值。请2名学生上台操作，观察温度变化（如用手捂传感器，数据上升），提问：“温度数据是怎么变化的？”学生回答“温度升高，数值变大”，教师总结：“传感器能将温度转化为电信号，电脑读取数值。”

3.**报警逻辑设计（7分钟）**

教师出示“温度超过35℃报警”的条件，提问：“用什么编程模块判断温度是否超过35℃？”学生回答“如果...那么...”（条件判断语句）。教师演示：拖拽“如果温度>35℃”模块，添加“播放声音”模块，测试报警效果。提问：“如果温度≤35℃，蜂鸣器会响吗？”学生回答“不会”，教师强调：“条件语句是报警器的‘大脑’，只有满足条件才执行报警。”

**（三）巩固练习（20分钟）**

1.**分组实践，组装报警器（8分钟）**

学生4人一组，领取材料（温度传感器、开发板、蜂鸣器、导线、USB线），按照课本步骤连接电路：传感器“S”口接开发板“A0”口，蜂鸣器“+”接“数字3”口，“-”接“GND”。教师巡视，指导学生检查电路（如正负极是否接反），提醒“导线接触不良会导致数据读取失败”。

2.**编写程序，调试报警（7分钟）**

学生打开编程软件，按照教师演示步骤编写程序：读取温度→判断是否>35℃→如果是，播放声音；否则，停止声音。教师重点关注“阈值设定”，提问：“为什么设定35℃？”学生联系课本“蔬菜适宜温度”，回答“超过35℃会受损”。教师引导学生调整阈值（如30℃、40℃），测试报警灵敏度，记录不同阈值下的报警效果。

3.**小组互评，优化方案（5分钟）**

小组内展示作品，互评“电路连接是否正确”“报警是否灵敏”“阈值是否合理”。教师选取2组典型作品（如阈值设定合理但电路接触不良，或电路正确但阈值过高），组织全班讨论：“怎样改进？”学生提出“检查导线”“降低阈值”，教师总结：“报警器需要兼顾准确性和实用性。”

**（四）课堂总结与拓展（5分钟）**

提问：“今天我们学会了用温度传感器和编程制作报警器，生活中还能用在哪里？”学生回答“家庭火灾报警器、鱼缸水温监控”。教师联系课本“信息科技服务农业”，强调：“科技能帮助我们解决实际问题，未来可以用更智能的技术保护农作物。”布置课后任务：“回家观察家里的电器，思考哪些地方可以用到温度报警？”教学资源拓展拓展资源：

1.传感器类型与应用：介绍教材中温度传感器的原理（热敏电阻），拓展其他常见传感器如湿度传感器（电容式）、光照传感器（光敏电阻）的工作原理，说明其在农业大棚中监测土壤湿度、光照强度的作用，联系课本“信息采集”知识点，丰富学生对传感器多样性的认知。

2.编程逻辑进阶：基于课本图形化编程的条件判断语句，拓展嵌套判断（如“如果温度>35℃且湿度<60%，则报警”）和变量使用（记录温度变化趋势），通过简单示例展示如何优化报警逻辑，提升学生对“计算思维”中算法设计的理解。

3.农业智能设备案例：结合课本“信息科技服务农业”主题，介绍智能大棚中的实际应用，如自动通风系统（温度超阈值时启动风扇）、滴灌控制器（湿度不足时自动浇水），说明传感器与编程结合如何实现自动化管理，强化学生对信息科技价值的认同。

4.电路连接安全规范：补充课本电路连接的注意事项，如导线颜色对应（红正黑负）、接口防短路方法、电压匹配要求（传感器工作电压3.3V/5V），结合实验中常见故障（如接触不良、正负极接反）的排查方法，提升学生动手操作的规范性。

5.数据可视化基础：引入课本未提及的温度数据图表绘制（如折线图显示一天温度变化），说明如何通过编程将传感器数据转化为直观图表，帮助学生理解“数据处理”环节，为后续学习数据统计奠定基础。

拓展建议：

1.生活中的传感器观察：让学生记录家庭或学校中的传感器应用（如空调温度感应、手机亮度调节），拍照并说明其作用，结合课本“信息意识”素养，体会传感器在日常生活中的普及。

2.大棚监控系统设计：以小组为单位，设计包含温度、湿度、光照三种传感器的简易大棚监控系统，绘制结构图（传感器→开发板→执行设备），尝试编写多条件判断程序，拓展课本“报警器”功能，培养工程思维。

3.传感器对比实验：用相同温度传感器（如DS18B20）和不同材料（金属、塑料）包裹，测量同一热源下的温度数据，分析误差原因，记录实验过程并撰写报告，深化对传感器精度影响因素的理解。

4.农业科技文献查阅：通过书籍或科普文章（如《智能农业入门》），了解我国农业大棚智能化的发展历程（从人工监测到物联网系统），摘录关键数据（如智能大棚增产比例），制作手抄报，体现信息社会责任。

5.编程挑战任务：在课本报警器基础上，增加“温度异常记录”功能（用列表存储报警时的温度值和时间），或设计“温度恢复提示”（报警停止后显示“温度正常”），通过Scratch3.0实现，提升数字化创新能力。课后拓展拓展内容：阅读《青少年信息科技实践手册》中“温度传感器的日常应用”章节，了解热敏电阻工作原理；观看科普视频《智能大棚里的“电子管家”》，记录视频中提到的温控系统组成（传感器、控制器、执行设备）。

拓展要求：1.在家中找出3个含温度感应功能的设备（如空调、冰箱），观察其工作状态，记录温度变化与设备反应，撰写100字观察日记；2.用课本图形化编程软件，尝试为报警器增加“温度过高时开启风扇模拟”功能（添加“数字输出”模块控制虚拟风扇），下节课分享设计思路；3.小组合作绘制“校园温室大棚温度监控系统”概念图，标注传感器、开发板、报警器等组件位置，体现信息采集与控制流程。教师提供传感器原理答疑及编程调试指导。反思改进措施（一）教学特色创新

1.情境贯穿始终：以大棚温度监控为真实任务，将传感器、编程、电路知识串联，体现课本“信息科技解决实际问题”理念。

2.双线能力培养：动手操作（电路连接）与思维训练（逻辑设计）同步推进，强化计算思维与工程实践融合。

（二）存在主要问题

1.电路连接错误率较高：部分学生正负极接反、接口松动，影响数据读取效率。

2.阈值设定缺乏依据：部分学生随意设定报警值，未结合课本“农业适宜温度”知识。

（三）改进措施

1.增设“故障诊断卡”：设计常见电路错误示意图（如反接、虚接），学生对照自查，减少基础错误。

2.引入农业数据参考：提供课本附录的蔬菜温度区间表，要求学生标注阈值依据，强化知识应用。

3.优化小组分工：明确“电路工程师”“逻辑设计师”角色，责任到人提升协作效率。板书设计①传感器原理

温度传感器（热敏电阻）→温度→电信号→数据读取

②电路连接

传感器S口→开发板A0口

蜂鸣器+口→数字3口-口→GND口

③编程逻辑

如果温度>35℃→播放报警声音

否则→停止声音

阈值设定依据：课本农业适宜温度区间作业布置与反馈作业布置：1.基础作业：绘制大棚温度报警器电路连接图，标注传感器、蜂鸣器与开发板的接口对应关系；完善课本中“温度超过阈值报警”的图形化程序，添加“温度恢复正常时停止报警”功能。2.拓展作业：以小组为单位，设计一个包含温度、湿度两种传感器的简易大棚监控系统方案，说明各组件作用及控制逻辑，200