第16课 智能种植初探秘（教学设计）信息科技人教版六年级下册（新教材)

第16课 智能种植初探秘 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 16.智能种植初探秘 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“冬天种西瓜”的真实案例，感知现代科技对传统农业的赋能，认识到智能种植大棚是一个复杂的控制系统，初步建立对农业信息化的认识。 计算思维：能通过查阅资料、小组讨论，将复杂的智能种植大棚控制系统分解为多个子系统（如土壤湿度、光照、温度等控制系统），并能描述各子系统的功能。能分析并举例说明智能种植大棚中的自动控制与闭环控制过程。 数字化学习与创新：能利用网络资源搜索并整理影响植物生长的环境因素及智能种植大棚的“智能”表现；能通过小组合作，以任务单、演示文稿等形式展示学习成果，提升数字化学习与协作能力。 信息社会责任：了解智能种植在提高产量、质量及应对特殊环境（如太空）方面的应用前景，感受信息技术对保障粮食安全、推动可持续发展的重要作用。 教学重点 1.了解智能种植大棚的基本概念、组成设备（传感器、计算机和网络等）及其核心目标。 2.掌握将智能种植大棚这一复杂控制系统按环境因素分解为多个子系统的方法。 3.能识别并描述智能种植大棚中的自动控制与闭环控制实例。 教学难点 1.理解“子系统”的概念，并能从功能角度对复杂系统进行合理分解。 2.区分自动控制与闭环控制，并能结合具体实例（如土壤湿度控制）描述其工作过程。 教学方法 任务驱动法、小组合作探究法 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. 创设情境：展示课件中“隆冬时节，黄河故道畔西瓜大棚”的图文，描述反季节种植的景象。 2.提出问题：“西瓜在冬天上市需要关注哪些环境因素？”引导学生思考温度、光照、土壤湿度等。 3.引出课题：传统农业靠经验，现代科技让种植更“智能”。揭示本课主题——走进“智能种植大棚”，探秘其如何工作。 1.观察图片，感受科技农业的神奇。 2.思考并回答影响植物生长的关键环境因素。 3.明确本课学习目标：了解智能种植大棚。 通过真实、生动的案例激发学生兴趣，从生活经验出发，自然引出对“环境智能控制”的需求，为后续学习做铺垫。 环节2 初识智能大棚 1.布置任务（学习任务单活动1）： (1)上网搜索补充“影响植物生长的环境因素”思维导图。 (2)搜索了解智能种植大棚的“智能”表现，并举例说明。 2.讲解概念：结合课件，讲解智能种植大棚是一种基于现代科技的农业控制系统，通过对土壤、阳光、空气等环境因素进行实时监控和调节，来提高生产效率与农作物质量。 3.分析组成：引导学生思考，要实现上述功能，大棚需要哪些设备？结合课件总结三大类： (1)传感器（如土壤湿度、光照、温度传感器）：采集数据。 (2)计算机和网络：处理数据，生成控制指令。 (3)其他设备（如喷灌器、补光灯、暖风机）：执行指令。 1.完成学习任务单活动1： 利用网络，查找并补充环境因素（如土壤酸碱度、肥料浓度、二氧化碳浓度等）。 搜索关键词（如“智能大棚”、“自动控制”），查找智能表现案例（如自动浇水、自动补光）并记录。 2. 聆听讲解，理解智能种植大棚的核心概念和目标。 通过资料检索任务，培养学生信息获取与整理能力，为后续系统分解积累素材。让学生从整体上认识智能种植大棚，理解其“感知-决策-执行”的基本逻辑。 环节3 分析主要子系统 1.引入“子系统”概念：功能复杂的控制系统可以划分为多个实现不同功能的子系统。对于智能大棚，可以从植物生长环境因素来划分子系统。 2.展示示意图：课件展示智能种植大棚组成示意图（含传感器、执行设备等）。 3.发布小组任务（学习任务单活动2）：小组根据搜索的资料和示意图，交流讨论，找出大棚中的几个子系统，填写“子系统及其功能分析表”。 4.巡视指导：引导学生从功能角度思考，如“哪个部分专门负责控制土壤湿度？” 5.归纳核心子系统：总结并强调土壤湿度、光照、温度等是核心子系统。 1.理解“子系统”是对复杂系统按功能进行的划分。 2.学习任务单活动2：小组合作，分析示意图和资料，识别并填写子系统，如： (1)土壤湿度控制系统：检测湿度，缺水时浇水。 (2)光照控制系统：调节光照强度和时长。 (3)温度控制系统：检测并调节温度。 这是本课重点环节。引导学生运用“分解”的思维方法，将宏观的“智能大棚”分解为若干个可理解的、功能具体的“子系统”，培养其系统化分析问题的计算思维。 环节4 辨析控制方式 1.回顾与关联：联系第三单元知识，提问：“智能大棚的‘智能’中，哪些体现了‘自动控制’？哪些属于‘闭环控制’？” 2.分析实例：以学习任务单活动3为例，引导学生分析： (1)根据土壤湿度控制喷灌：属于自动控制（无需人干预），也是闭环控制（有检测、比较、执行的反馈循环）。 (2) 管理员启动系统：属于人工控制。 3.描述闭环过程：要求学生选择其中一个闭环控制系统（如土壤湿度控制），描述其工作过程、用到的传感器和采集的数据。 4.讨论计算机与网络的作用：引导学生思考并列举计算机和网络在大棚中的作用（如处理数据、发出指令、存储数据、远程控制等）。 1.回忆自动控制与闭环控制的特点。 2.学习任务单活动3： 完成控制方式分类题。 选择并描述一个闭环控制系统的工作过程。 3.小组讨论并列举计算机和网络在智能种植中的作用。  将已学的“过程与控制”核心概念（自动控制、闭环控制）应用于新的复杂场景（智能大棚），实现知识的迁移与综合应用，加深对控制系统工作原理的理解。 环节5 展示与评价 1.组织成果展示：各小组选择一种方式（呈现任务单、结合PPT介绍、播放视频等），展示本组三个学习活动的成果。 2.引导评价与反思：展示后，引导小组依据课件中的评价项（展示方式、满意度、改进方向）进行自评和互评。 1.学习任务单活动4：小组合作，准备并完成展示。 2.根据评价表进行自评，并聆听他组展示。 通过展示交流，锻炼学生的数字化表达与协作能力。评价环节促进元认知发展。 环节6 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：智能种植大棚的组成、系统分解思想、以及通过自动与闭环控制实现环境监测与调节。 2.完成“智慧挑战”：巩固核心概念，如区分核心子系统（B. 交通导航控制系统不属于）、理解“智能”体现（D. 能自动调节环境，保持稳定）。 1.跟随教师回顾本课知识脉络。 2.独立完成选择题。 总结与练习帮助学生构建完整知识体系，巩固学习重点。 环节7 兴趣园地 1.展示“太空菜园”：播放相关视频，介绍智能种植技术在太空等极端环境下的应用。 2.激发想象：引导学生畅想未来智能种植还可能应用于哪些场景（如沙漠、海岛、城市阳台）。 1.观看“太空菜园”资料，感受智能种植技术的广阔前景。 2.自由发言，分享对未来农业的想象。 拓宽学生视野，将课堂知识与科技前沿、国家重大战略（如航天）相联系，激发民族自豪感和科学探索精神，体现信息科技课程的育人价值。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出智能种植大棚的基本组成及其作用 2.能通过小组合作，将智能种植大棚分解为至少3个子系统，并能描述其功能 3.能结合具体实例，正确区分自动控制与闭环控制，并描述其工作过程 4.能利用网络资源有效搜索并整理相关信息，完成学习任务单 ☆☆☆☆☆ 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 $