人教版（2024）六年级全一册第17课《设计我的种植园》

义务教育信息科技（2024）六年级　　　　　　　　　　 第1课时 第五单元　智能种植有方法 六年级下册 第17课 设计我的种植园 1 01 学会设计小型的控制系统。 能熟练绘制控制系统工作过程示意图。 初步具备统筹规划的意识，逐步提升创新能力。 02 03 CONTENTS 第17课 学习目标 第17课　设计我的种植园 我们已经对智能种植大棚的功能有了一定的了解，接下来可以设计一个符合自己需求的小型种植控制系统（种植园）。 3 第17课 课堂导入 小夏妈妈每年都在院子里种西红柿，她都是春天时购买幼苗，然后种到院子里。但每年都会因为土壤过于潮湿、倒春寒，导致不少幼苗烂根或冻死。小夏今年决定给妈妈设计和搭建一个小小种植园，让西红柿幼苗顺利度过成长期，提高存活率，并且能有个小丰收。 现在正是春播好时节，大家也来设计自己想要的种植园吧！ 问题情境 第17课 学习活动 学习活动 一 明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 三 补充各个子系统工作过程示意图 二 明确要播种的植物及其种植条件 5 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 第17课 学习活动 1．小组合作，明确本小组的种植园搭建的环境。 2．明确种植园控制系统主要包含的子系统名称和功能。 3．列出搭建这个种植园所需要的主要器材，包括传感器。 4．简单描述种植园控制系统的工作过程。 先来看看活动的任务。 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 第17课 学习活动 活动过程中，要注意填写这份表格。 分析项目 描述 任务主题 子系统名称和功能 主要设备 种植园控制系统工作过程简要描述 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 第17课 学习活动 1．小组合作，明确本小组的种植园搭建的环境。 提示： （1）4位同学组成一个小组，选出组长，明确成员的任务； （2）选定种植园搭建的环境，例如，本小组要在其中一位成员家里的小院子搭建，或者在学校小花园里搭建，或者在一个带土的大花盆上搭建； （3）要在轻松开放的氛围中进行小组讨论，大家积极发言，建言献策；其中一位组员要做好记录，为最后的成果汇报做好准备。 8 第17课 学习活动 我们小组想设计一个“花盆上的种植园”。 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 我们小组设计的是“学校小花园里的种植园”。 1．小组合作，明确本小组的种植园搭建的环境。 第17课 学习活动 2．明确种植园（控制系统）主要包含的子系统名称和功能。 提示：把本小组希望种植园具备哪些子系统（功能）都写上，即使实现不了，也可以提前进行设计规划。例如，有的小组希望具备视频监控功能，保证种植园不被破坏。 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 第17课 学习活动 3．列出搭建这个种植园所需要的主要器材，包括传感器。 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 提示：本单元设计的种植园，类似种植大棚，因此都需要有支架、覆盖膜、传感器、喷灌器等。 第17课 学习活动 4．简单描述种植园（控制系统）的工作过程。 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 提示：把整个种植园看作一个控制系统，按“输入—计算—输出”的计算模式来描述。 一、明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程 第17课 学习活动 这是小智他们小组填写的表格。 分析项目 描 述 任务主题 设计“花盆上的种植园” 子系统名称和功能 1．土壤湿度控制系统，监控湿度情况；2．光照控制系统，监控园内光照强度；3．温度控制系统，监控园内温度；4．视频监控系统，监控种植园的安全 主要设备 1．大花盆和养殖土；2．支架和覆盖膜；3．湿度传感器、光线传感器、温度传感器；4．红外线传感器；5．能上网的手机 种植园控制系统工作过程简要描述 种植园控制系统通过传感器获取土壤湿度、光照、温度、人像或物象等数据（输入），在处理装置中进行数据分析处理（计算），通过传感器显示屏或网络呈现给种植园管理者（输出） 1．确定本小组计划要播种的植物。 2．分析该植物生长初期对土壤湿度、环境温度和光照的要求。 第17课 学习活动 二、明确要播种的植物及其种植条件 正值春耕好时节，大家想在种植园里种什么呢？ 我们小组想种西红柿。 我们小组想种月季。 14 3月，选择适合这个时间播种的一些蔬菜或花卉的幼苗，了解幼苗生长阶段的习性，记录它对土壤湿度、温度和光照的要求，并填写任务单，为后面设置检测环节的阈值作准备。 第17课 学习活动 二、明确要播种的植物及其种植条件 第17课 学习活动 学习任务表 小组编号 播种的植物名称 对土壤湿度的要求 对光照的要求 对温度的要求 活动过程中，要注意填写这份表格。 二、明确要播种的植物及其种植条件 这是小智他们小组填写的表格。 第17课 学习活动 学习任务表 小组编号 第4组 播种的植物名称 西红柿（幼苗） 对土壤湿度的要求 幼苗期要求土壤相对湿度在65%~70% 对光照的要求 幼苗每天需要8小时以上的光照，适宜的光照强度为6 000到8 000勒克斯 对温度的要求 幼苗的生长温度范围是20℃~30℃ 二、明确要播种的植物及其种植条件 第17课 学习活动 三、补充各个子系统工作过程示意图 输入 输出 计算 检测 反馈 检测到的 当前土壤湿度 　　1．补充完整土壤湿度控制系统工作过程示意图。 ？ ？ ？ 　　土壤湿度控制系统工作过程示意图如下。 第17课 学习活动 输入 输出 计算 检测到的湿度与阈值比较；根据结果生成指令 检测 反馈 检测到的 当前土壤湿度 土壤湿度 阈值 喷灌器 工作 土壤湿度 三、补充各个子系统工作过程示意图 输入 输出 计算 检测 反馈 检测到的 当前光照强度 第17课 学习活动 　　2．补充完整光照控制系统工作过程示意图。 ？ ？ ？ 三、补充各个子系统工作过程示意图 输入 输出 计算 检测到的光照强度与阈值比较；根据结果生成指令 检测 反馈 检测到的 当前光照强度 光照强度 阈值 补光灯 工作 光照强度 第17课 学习活动 　　光照控制系统工作过程示意图。 三、补充各个子系统工作过程示意图 第17课 学习活动 输入 输出 计算 检测 反馈 检测到的 当前温度 　　3．补充完整温度控制系统工作过程示意图。 ？ ？ ？ 三、补充各个子系统工作过程示意图 第17课 学习活动 　温度控制系统工作过程示意图。 输入 输出 计算 检测到的温度与阈值比较；根据结果生成指令 检测 反馈 检测到的 当前温度 温度阈值 暖风机 工作 温度 三、补充各个子系统工作过程示意图 第17课 学习活动 1．输入端的一个重要数据是当前环境因素数据，如土壤湿度、光照强度、温度等数据；另一个重要数据是阈值，如湿度阈值、光照阈值和温度阈值，但这个数据一般是提前设置好的。 2．输出端填的是执行命令的设备在工作，如喷灌器、遮光帘、补光灯、制暖机等。 3．由示意图还可以发现，控制系统中的一些设备，本身也是一个小型控制系统，例如喷灌器，它本身也是控制系统，因此它也包含输入、计算和输出三个环节。 三、补充各个子系统工作过程示意图 1．种植园控制系统与智能种植大棚类似，其中土壤湿度控制系统、光照控制系统和温度控制系统能够改变种植环境的状态。 2．土壤湿度控制系统、光照控制系统、温度控制系统在工作过程中，能自动检测环境数据获得输入，经过计算产生输出，控制相应设备自动进行工作，因此属于自动控制。 3．土壤湿度控制系统、光照控制系统、温度控制系统在工作过程中存在反馈，产生新的输入，经过计算产生新的输出，因此属于闭环控制。 第17课 课堂总结 25 在控制系统中，四则运算作为基本的数学运算有着广泛的应用，很多控制系统都需要根据输入数据实时进行计算和调整。例如，在土壤湿度控制系统中，通过比较土壤中的湿度值与阈值的大小来判断土壤湿度是否在规定的范围内；在水泵系统中，通过对水流速度的测量与流量设定值的比较（减法运算），系统可以根据差值调整水泵的转速（乘法运算），以实现精确的流量控制。 第17课 拓展与提升 读一读以上这段资料，进一步了解控制系统中“计算”的含义。 26 下课啦！ $$