第17课 设计我的种植园（教学设计）信息科技人教版六年级下册（新教材)

第17课 设计我的种植园 教学设计 学科 信息科技 年级 6年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 17.设计我的种植园 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 通过观察身边的真实案例，了解一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。 学科核心素养目标 信息意识：通过设计专属种植园的任务，感知小型智能控制系统在生活中的应用潜力，认识到通过技术手段可以优化和管理生活环境。 计算思维：能通过小组合作，完成一个小型智能种植控制系统的规划设计，包括确定植物、环境、设备、子系统及描述工作过程。能根据植物生长需求，查找并记录其环境阈值要求。能绘制土壤湿度、光照、温度三个核心子系统的工作过程示意图，理解“输入-计算-输出”模式及反馈在复杂系统中的作用。 数字化学习与创新：能利用网络资源查找植物生长环境数据；能运用示意图清晰表达控制系统的工作逻辑；在设计过程中初步具备统筹规划的意识和创新能力。 信息社会责任：在设计过程中考虑植物生长的真实需求，培养科学、严谨的态度；理解复杂系统中子系统间的协作关系，初步建立系统协同的观念。 教学重点 1.学会规划设计一个小型智能种植控制系统（种植园）。 2.能熟练绘制控制系统（特别是子系统）的工作过程示意图。 3.明确植物生长对环境的要求（阈值），并理解其在控制系统中的作用。 教学难点 1.将抽象的“输入-计算-输出”模式，结合具体设备（传感器、执行器）和阈值，绘制成清晰的工作过程示意图。 2.理解“在一个相对复杂的控制系统内部，一个子系统的输出，可能就是另一个子系统的输入”。 教学方法 项目式学习法、小组合作探究法、范例分析法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1. 回顾与承接：简要回顾上节课对智能种植大棚的了解，提问：“如果请你们设计一个小组专属的小型智能种植园，要如何设计呢？” 2.展示范例：课件展示“小智同学”的设计方案范例，引导学生观察其结构（植物、环境、设备、子系统、工作过程）。 3.分析范例优劣：引导学生讨论该方案的优点（结构完整、设备贴合）与不足（忽略了光照要素）。 4.明确本课任务：各小组将完成一份完整的“我的种植园”设计方案。如何工作。 1.回忆智能种植大棚的组成与原理。 2.观察范例，了解设计方案的基本框架和内容。 3.参与讨论，指出范例忽略光照的问题，理解设计需考虑周全。 4.明确本课核心任务：小组合作完成种植园设计。 承接上节课内容，将学习从“了解”推向“设计”。通过分析范例，既明确了任务形式，也强调了设计的严谨性（需考虑全面要素），激发学生的设计热情。 环节2 搭建种植园 1.讲解设计框架：结合课件“学习任务单 活动1”，讲解设计方案需要包含的要素：播种植物、搭建环境、所需设备、子系统名称与功能、系统工作过程。 2.组织小组讨论：发放任务单，指导各小组围绕以上要素展开讨论，初步形成设计方案，填写在任务单框架中。 3.提供支持：展示课件中“智能种植大棚环境监控”图，为学生提供设备（传感器、执行器）和子系统（温、光、水、风）的灵感参考。 4.初步分享：邀请1-2个小组分享初步构思。 1.学习任务单 活动1：小组合作，讨论并确定： 播种的植物名称（如西红柿、土豆）。 搭建环境（带土花盆、学校小花园等）。 所需主要设备（传感器、执行器、网络等）。 子系统名称和功能（如土壤湿度控制）。 简要描述整个种植园控制系统的工作过程。 这是设计的主体部分。通过提供清晰的框架和参考，引导小组进行系统性的规划讨论，将创意转化为具体、可执行的设计方案，培养学生项目规划与协作能力。 环节3 明确植物对生长环境的要求 1.强调阈值重要性：提问：“控制系统如何知道什么时候该浇水、补光？”引出阈值的概念——控制系统中的标准值或参考值。 2.对比案例分析：课件展示第1组和第5组对“土豆”环境要求的记录。引导学生对比，发现第5组（如“土壤相对湿度65%-70%”）的记录更恰当，因为它提供了具体的、可量化的阈值，便于控制系统设定和判断。 3.布置查找任务：指导各小组根据本组选择的植物，上网查找资料，填写“植物生长环境要求记录表”，重点记录对土壤湿度、光照强度、温度的具体数值要求（阈值）。 4.知识拓展：简要介绍其他环境因素，如土壤酸碱度对蓝莓的重要性。 1.理解“阈值”是控制系统中判断和执行的关键依据。 2.学习任务单 活动2： 对比两组记录，理解用具体数据描述环境要求的重要性。 上网查找本组所选植物的生长初期（或关键期）对环境因素的具体阈值要求，并填写记录表。 将设计从“硬件搭建”深化到“规则制定”。通过对比案例，让学生深刻理解用精确数据（阈值）定义需求的重要性，这是实现“智能”控制的基础。查找资料任务培养了学生的信息素养。 环节4 补充各个子系统工作过程示意图 1.回顾与聚焦：指出土壤、阳光、空气是主要因素，因此土壤湿度、光照、温度控制是核心子系统。要求各组为本组设计的这三个子系统绘制工作过程示意图。 2.讲解示意图绘制要点：结合课件中不完整的示意图，讲解并强调： 输入：包括“设置阈值”和“检测到的当前数据”。 计算：核心是“检测数据与阈值比较，生成指令”。 输出：是设备执行的动作（如打开喷灌器）。 反馈：检测环节将输出结果（当前环境数据）再次作为输入。 3.揭示复杂系统关系：通过分析示意图指出，喷灌器、暖风机等执行设备本身也是控制系统。因此，“一个子系统的输出，可能就是另一个子系统的输入”。 4.指导绘制：各小组根据本组设计，在任务单上补充完成三个子系统的示意图。 1.学习任务单 活动3： 根据本组设计方案，分别为土壤湿度、光照、温度三个控制系统绘制工作过程示意图。 在示意图中准确标注输入、计算、输出环节，并体现反馈回路。 2.聆听讲解，理解示意图各部分的含义，以及子系统间可能存在的输入输出关系。  这是将抽象原理可视化的关键环节，也是本课技能培养的重点。通过绘制示意图，学生能将设备、阈值、控制逻辑整合成一个动态模型，深化对闭环控制系统工作原理的理解，并为后续单元学习（如数学运算在控制中的应用）做铺垫。 环节5 总结与巩固 1.课堂总结：利用课件“知识总结”部分，梳理本课核心：设计智能控制系统需明确植物阈值、划分核心子系统、理解工作过程（含反馈），并认识复杂系统内部子系统的关联性。 2.完成“智慧挑战”：通过选择题巩固关键概念，如关于“阈值”的错误说法（B. 不同植物的阈值一定不同）、土壤湿度控制系统“输入”环节不包含的内容（C. 喷灌器浇水的动作）。 1.跟随教师回顾本课知识脉络。 2.独立完成选择题。 总结环节帮助学生构建知识体系。练习则针对易错点进行强化，巩固对“阈值”和“输入”环节的准确理解。 环节6 兴趣园地 1.简要介绍：在控制系统的“计算”环节，广泛运用着比较、加减、乘除等数学运算，以实现精确控制（如根据流量差值调整水泵转速）。 2.激发兴趣：鼓励学生课后思考，在自己设计的种植园控制系统中，可能用到了哪些数学运算 1.了解数学运算在实现精确控制中的重要作用。 2.产生跨学科思考的兴趣。 建立信息科技与数学学科的联系，体现课程的综合性，拓宽学生视野，为后续学习埋下伏笔。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能通过小组合作，完成一份结构完整的“小型智能种植园”设计方案 2.能根据所选植物，准确查找并记录其关键环境因素（土壤湿度、光照、温度）的具体阈值要求 3.能为本组设计的种植园，正确绘制土壤湿度、光照、温度三个子系统的工作过程示意图，并体现反馈环节。 4.能理解“阈值”在控制系统中的作用，并能辨析关于“输入”环节的正确组成。 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.积极参与小组学习成果的展示交流 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $