5.18 土壤湿度控制好（教案）2025-2026学年六年级全一册信息科技人教版

该小学信息科技教学设计聚焦土壤湿度控制系统的“感知-判断-执行”闭环原理，通过衔接学生上节课的种植园设计方案，以“自动浇水如何判断启停”的问题导入，引导学生探究阈值在控制中的核心作用，构建前后知识脉络。 以实验探究为核心特色，学生通过小组采集湿度数据推断阈值（计算思维），绘制算法流程图实现问题形式化建模（计算思维），结合农田精准灌溉案例深化技术价值认知（信息社会责任）。学生在动手实践中理解数据驱动决策，教师可依托结构化活动高效落实核心素养，提升教学实效。

学科 信息科技 年级 六年级 教学内容 课 题 18 土壤湿度控制好 课 型 新授课 课时 1课时 教材分析 本课是“智能系统初体验”单元中从系统设计迈向具体实践的关键一环。教材聚焦于“土壤湿度控制”这一典型且易于理解的子系统，引导学生从宏观的系统设计深入到微观的控制原理分析。课程围绕“工作原理探究”和“算法流程分析”两条主线，通过观察、数据采集、流程图绘制等活动，让学生亲身体验从数据感知到设备执行的全过程，深刻理解“阈值”在闭环控制中的核心作用。这既是对前序课程知识的应用与验证，也为后续更复杂的系统学习奠定了坚实的实践基础。 学情分析 学生在上一节课中已经完成了“我的种植园”的整体设计，对土壤湿度控制系统有了宏观的规划，但对于其内部具体的工作机制，尤其是“阈值如何决策”、“数据如何驱动设备”等细节仍处于模糊状态。六年级学生具备了一定的逻辑思维能力，对动手实验充满兴趣。因此，本课通过搭建简易控制系统、采集真实数据、绘制算法流程图等环节，将抽象的控制原理转化为可观测、可操作、可思考的学习任务，符合学生从具象感知到抽象概括的认知规律。 学科核心素养目标 1. 信息意识 能通过实验认识到土壤湿度数据是控制系统实现自动决策的关键依据，理解精准数据采集对于智能系统的重要性。 2. 计算思维 能通过分析实验数据，推断出控制系统的阈值，并理解其决策逻辑。 能运用流程图的规范符号，绘制出土壤湿度控制的算法流程，将实际问题转化为形式化的计算模型。 3. 数字化学习与创新 能通过操作简易的硬件设备或仿真软件，亲身体验数据采集与控制执行的过程，在实践中验证和深化理论认知。 4. 信息社会责任 在实验过程中形成严谨、求实的科学态度，理解自动化技术在现代农业中对于节约水资源、提高生产效率的积极意义。 教学重点 理解土壤湿度控制系统“感知-判断-执行”的工作全过程。 掌握土壤湿度控制算法的分析与流程图的绘制方法。 教学难点 通过实验数据准确分析和设定“阈值”，并理解其在闭环控制中的核心作用。 教学方法 情境教学法、互动探究法、案例分析法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 设计意图 (一) 问题导入，聚焦核心（5分钟） 1.展示上节课学生设计的种植园方案，提问：“在我们的设计中，土壤湿度控制系统承诺‘自动浇水’，它究竟是如何判断‘该浇水了’还是‘该停止了’的呢？” 2.引出本课核心问题：“今天，我们就化身系统工程师，通过实验来揭开‘土壤湿度控制’的秘密。 回顾自己的设计，思考教师提出的问题。 明确本课学习目标：探究自动控制的判断逻辑。 从学生已有的设计成果出发，创设真实的问题情境，激发探究欲望，使学习目标清晰聚焦。 (二) 实验探究，理解原理（20分钟） 探究一：观察系统，初识组成 1.展示一个简易的土壤湿度控制系统（实物或仿真环境），讲解其三大核心组成部分：土壤湿度传感器（感知）、控制器（计算机）（判断）、浇灌设备（执行）。 2.强调：“传感器是系统的‘眼睛’，控制器是‘大脑’，执行设备是‘手脚’。 探究二：采集数据，探寻阈值 1.组织学生以小组为单位，运行控制系统。 2.发布任务：在土壤从干到湿的变化过程中，采集至少5组土壤湿度数据，并同步记录每次喷灌器的工作状态（开启/关闭）。 2. 巡视指导，引导学生观察数据与设备状态之间的对应关系。 观察系统组成，聆听讲解，在笔记本上记录三大组成部分及其功能。 就设计中的困惑进行组内或组间交流。 小组合作，动手操作，认真记录数据。 分析数据记录表，尝试回答：“喷灌器是在湿度高于某个值，还是低于某个值时启动的？这个临界值大约是多少？” 建立对控制系统的物理构成与功能角色的直观认识，为理解工作原理打下基础。 通过亲手采集和分析数据，让学生自己发现和推断出“阈值”，将抽象概念转化为具体的、可发现的规律，体验科学探究的过程。 (三) 思维提升，绘制算法（10分钟） 1.引导学生将发现的规律进行形式化表达。提问：“我们能用一种更直观、更标准的方式，把刚才发现的自动决策过程画出来吗？” 2.讲解并示范算法流程图的绘制方法，强调开始/结束框、判断框、处理框的使用。 3.以学生推断的阈值为例，带领学生共同完成流程图框架的绘制。 学习流程图的基本符号和绘制规范。 根据本组的实验数据和推断的阈值，独立或小组合作补充完成完整的土壤湿度控制算法流程图。 将具体的实验发现提升为抽象的算法模型，培养学生的计算思维和逻辑表达能力。流程图是将问题解决过程形式化的重要工具。 (四) 总结升华，关联现实（5分钟） 1.邀请学生分享绘制的流程图，并用自己的语言描述整个控制系统的工作过程。 2.总结强调：“阈值是自动控制的‘决策线’，而‘感知-判断-执行-再感知’的循环，就是闭环控制的精髓。” 3.关联生活：“正是这样的智能控制，才能在大规模农田中实现精准灌溉，为我们节约宝贵的水资源。” 分享学习成果，聆听总结，理解技术背后的社会价值。 巩固所学知识，形成完整的认知闭环。将课堂所学与广阔的现实世界相联系，培养学生的技术情怀与社会责任感。 板书 第18课 土壤湿度控制好 一、系统组成 传感器（感知） → 控制器（判断：阈值） → 执行器（动作） 二、工作原理（闭环控制） 采集数据 → 与阈值比较 → 执行命令 → （反馈）再次采集... 三、核心：算法流程图 [开始] → [采集土壤湿度] → [湿度 < 阈值?] → (是) → [启动喷灌] → [结束] ↓(否) [结束] 作业设计 任务名称：我是家庭植物“养护师” 1.生活观察：观察你家里的一盆植物。如果用今天学到的知识让它实现“自动浇水”，你需要一个什么传感器？ 2.简单设计：为这盆植物设定一个浇水的“规则”。 规则：当土壤湿度 ______（填“高于”或“低于”） ______ % （由你为植物设定一个合理的湿度值）时，自动浇水系统就应该 ______（填“启动”或“关闭”）。 教学反思 本节课以探究土壤湿度控制系统为主线，通过实验观察、数据分析和流程图绘制，引导学生理解闭环控制原理。整体教学效果良好，学生参与积极，成功地将抽象的“阈值”、“算法”等概念转化为可操作的探究任务，有效培养了学生的计算思维和实践能力。 本节课以探究土壤湿度控制系统为主线，通过实验观察、数据分析和流程图绘制，引导学生理解闭环控制原理。整体教学效果良好，学生参与积极，成功地将抽象的“阈值”、“算法”等概念转化为可操作的探究任务，有效培养了学生的计算思维和实践能力。 然而，教学中也暴露出一些问题。一是实验环节时间分配略显紧张，部分小组数据分析不够深入；二是小组合作中个体差异关注不足，存在“能者多劳”现象；三是知识与生活的联系还可加强，学生对技术应用价值的感受不够深刻。 今后的教学中，我将进一步优化实验指导，提供更结构化的记录表格和分层任务；完善小组合作机制，明确分工确保全员参与；同时引入更多真实农业案例，让学生更直观地感受智能控制技术的实际价值。信息技术教学不仅要传授知识，更要培养学生的思维方式和实践能力，这需要我们在教学设计上不断精益求精。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $