第24课 农业生产新模式 教学设计 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级 全一册

义务教育《信息技术（科技）》八年级下 第五单元 物联网应用探索　 第24课 农业生产新模式 1、 教学内容 本节课是人教版《初中信息技术八年级(下册)》第五单元《物联网应用探索》第 25 课，课题为《学习探究新工具》。本单元聚焦物联网应用探索,本课以农业生产新模式为主题,介绍物联网在农业生产中的作用通过奶牛产奶系统检测这一具体实例,让学生直观感受物联网技术给农业带来的变革。教材内容紧密联系实际生活，有助于培养学生的创新思维和实践能力。 2、 学情分析 学生在之前的学习中已经对物联网有了一-定的了解，具备基本的信息技术操作能力。这个阶段的学生对新科技充满好奇,乐于探索和实践,但对于物联网在健康生活中的具体应用可能认识还不够深入。 3、 教材分析 本课以农业生产新模式为主题,介绍物联网在农业生产中的作用通过奶牛产奶系统检测这一具体实例,让学生直观感受物联网技术给农业带来的变革。教材内容紧密联系实际生活，有助于培养学生的创新思维和实践能力。 4、 核心素养教学目标 【信息意识】学生能够认识到物联网在农业生产中的重要性，主动关注信息技术在农业领域的应用发展。 【计算思维】学会分析物联网在农业生产中的数据传输和处理过程，理解其工作原理。 【数字化学习与创新】过探究活动，培养学生利用信息技术解决农业生立问题的创新能力。 【信息社会责任】了解物联网技术对农业可持续发展的积极影响，增强学生的社会责任感。 5、 教学重、难点 教学重点：了解物联网在农业生产中的作用。掌握奶牛产奶系统检测的工作原理。 教学难点：理解物联网技术在农业生产中的数据处理和应用。培养学生运用物联网思维解决实际农业问题的能力。 6、 教学准备（课件、资源、导学案） 具备上网条件的信息科技实验室、多媒体课件 7、 教法学法 【教学方法】情境教学法、任务驱动法、分组合作法、示范讲解法。 【学习方法】自主探究法、合作学习法、实践操作法。 8、 教学流程图 结束下课 课堂小结 拓展巩固 探究任务 趣味导入 开始上课 9、 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 趣味导入 展示物联网在农业生产中的应用成果图片或视频，如智能灌溉、精准养殖等，提问学生对这些应用的认识和感受，引导学生思考物联网如何提升农业生产效率和质量，从而引出本节课主题——探索物联网在农业中的更多应用及设计奶牛产奶监测系统。 倾听老师讲解 激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容 知识新授 农业在我国国民经济和社会发展中占据举足轻重的地位，正迎来一场由物联网技术驱动的深刻变革。物联网技术不仅提升了农业生产效率，更使农业发展迈向智能化、精准化，助力我国农业实现可持续发展。。 一、探索物联网在农业生产中的应用 在传统的农业生产方式中，人们主要依靠经验和人力来进行种植和养殖，通常根据季节、天气和经验来判断何时播种、施肥和灌溉。这不仅效率不高，而且容易受到自然环境和气候的影响。然而，随着物联网技术的发展，农业生产方式正在经历一场革命。 以灌溉为例，过去人们主要依靠自己的感觉和经验决定何时浇水。现在通过物联灌溉系统，可以实时监测土壤湿度和天气情况，自动调节水量，保证农作物得到适量的水。这不仅避免了水资源的浪费，而且保证了农作物的健康生长，提高了生产效率。 在养殖业方面，过去人们主要通过自己的观察和经验判断动物的健康状况和生长情况。现在，通过物联养殖管理系统，在动物身上佩戴传感器，人们不仅可以随时查看动物的体温、呼吸频率等生理指标，还可以实时追踪动物的位置和行为，以便更好地照顾它们。 此外，物联网技术还可以实时监测空气温度和湿度、光照强度、土壤养分含量等数据。人们利用智能终端就能实时掌握农田的情况，农业生产从“跟着感觉走”转变为“数据说了算”。 通过学习，探索物联网在农业生产中的应用等相关知识内容 通过几个学习活动让学习开始掌握本节课的重点及难点 探究任务 奶牛产奶监测系统实践 在奶牛养殖中已经使用了物联网技术。奶牛耳朵上的黄色标签(图24.1)是牛耳标，是奶牛的“身份证”。物联系统可以通过牛耳标识别奶牛的身份，并记录奶牛产奶量等数据。如果某头奶牛的日产奶量骤减，可以根据牛耳标找到它，并进行观察分析。 如何利用物联网技术设计一个奶牛产奶监测系统呢? 1.通过互联网查找物联网奶牛养殖的场景和传统奶牛产奶工具，并进行对比，思考基于物联网的奶牛产奶系统的优势。 2.分析奶牛产奶监测系统要实现的功能。 3.按照物联系统的四个工作环节，细化奶牛产奶监测系统的功能，并选择相应的软硬件。 通过硬件搭建，让学生明确利用传感器采集数据，并通过主控板将数据传输到MQTT服务器。 在牛耳朵上固定一个电子标签，记录奶牛的基本信息。将RFID读卡器装在奶牛产奶处，当奶牛走到产奶处时，自动识别奶牛的身份。 通过在产奶桶顶部安装超声波传感器，获取产奶前后的液面差，计算出奶牛产奶量。 在之前的学习中，学生已经学习并体验过配置物联网服务平台和无线网络，教师可以引导学生自主操作。 等硬件，连接硬件。 如何模拟实现奶牛产奶监测系统呢? 下面模拟实现奶牛身份识别和产奶量统计功能：在牛耳朵上固定一个电子标签，记录奶牛的基本信息；把RFID 读卡器装在奶牛产奶棚，当奶牛走进产奶棚时，自动识别奶牛的身份；通过在奶桶顶部安装的超声波传感器，获取产奶前后的液面差，计算出奶牛的产奶量。 1.搭建硬件。在物联实验设备中找出主控板、RFID 模块、超声波传感器 2.配置物联网服务平台。记录主题名称、主题ID 和设备名称、设备ID、用户名、密码等信息。 3.编写程序。实时识别奶牛身份，计算产奶量，通过按键确认后把奶牛编号和产奶量上传至物联网服务平台。 4.调试验证。把程序烧录到主控板中，观察系统运行情况。 通过学习，探索物联网在农业生产中的应用等相关知识内容 通过学习探究活动让学习开始掌握本节课的重点及难点 课堂小结 与学生一起回顾本节课的重点内容，包括物联网在农业生产中的应用实例、奶牛产奶监测系统的功能需求分析（采集、传输、存储、分析处理、反馈与控制）、电子标签和读卡器的工作原理、超声波传感器测量产奶量的方法、利用MQTT协议实现数据传输以及数据可视化分析的初步方法和意义等。强调物联网技术在农业现代化进程中的重要推动作用，以及通过实践项目学生所掌握的系统设计与开发能力，帮助学生梳理知识脉络，加深对所学内容的理解和记忆。 引导学生总结自己本节课的学习收获 对本节课的学习进行总结 拓展巩固 1．按照采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节分析奶牛产奶监测系统的功能需求。 2．利用电子标签和读卡器采集奶牛编号，利用超声波传感器检测奶牛的产奶量；通过按键传感器手动控制数据是否发送到物联网服务平台；通过网络远程呈现奶牛产奶数据。 10、 板书设计 第24课 农业生产新模式 一、探索物联网在农业生产中的应用 二、奶牛产奶监测系统实践 11、 导学案设计 （1） 思考并回答 农业生产在我国国民经济和社会发展中占据举足轻重的地位。通过智能化的养育管理系统，农民可以实时监控动植物的健康状况、生长情况等，从而提高养殖效率和质量。你在农场游览的过程中，有没有发现物联网技术？它们在哪些方面减轻了农民的工作负担呢？ （二）探索物联网在农业生产中的应用 1.探究奶牛产奶系统的功能实现 某农场的工作人员了解到物联网技术可以应用在奶牛养殖领域后，十分心动，你能利用所学知识帮他设计一套牧场奶牛产奶监测系统吗？ 探究实践一、探究奶牛产奶系统的功能实现 同学们想想奶牛的产奶量和哪些因素相关？ _________________________________________________________ 本小组探究的核心问题是：_________________________________ 确定主题：_______________________________________________ 想一想：如何测量奶牛产奶量的数据? 确定本小组探究的主题：_________________________________________ 如何搭建奶牛产奶系统呢？ 结合第四单元16课，按环节需求分析。 2.分析奶牛产奶系统的功能需求 填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？（可以采用文字、简笔画等形式） 试一试：根据需求分析和功能实现，拖动右边的模块，完成流程图。 3.模拟实现奶牛产奶系统功能 做一做：从工具箱中选择所需器材，完成硬件搭建与网络配置。 同学们，你们的设计非常好，但是你们的系统能实时显示奶牛的产奶量数据吗？ 采集数据 试一试：用传感器获取奶牛编号、产奶量，开关状态等数据并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在表格中。 试一试：用传感器获取实验场所的奶牛编号、产奶量等数据并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在表格中。 试一试：用传感器获取当前实验环境中产奶的液面高度并在主控板上一直实时显示。 为什么在智能终端不能查看这些数据呢？采集到的数据被保存在哪里？又会被传递到哪里呢？ 4.成果展示 请老师根据教学实情，展示学生作品成果。 12、 教学反思 学生对本课知识较为感兴趣，在实验探究过程中，大部分学生能主动参与到实验探究活动中，少数学生基础还不够扎实，需要加强指导，另外，在课时方面可适当延长，让学生有更充裕的时间开展实践探究。 4 学科网（北京）股份有限公司 $