第16课 智能种植初体验（教学课件+交互程序）信息科技人教版六年级全一册

该小学信息科技课件以“智能种植大棚”为核心，涵盖组成、子系统及开环闭环控制系统等知识点。通过“枯萎星球求救”情境导入，引导学生思考植物生长因素，结合科学家案例引出智能大棚智能性，逐步分解子系统与控制类型，构建从情境到抽象的学习支架。 其亮点在于以情境教学激发信息意识，通过小组讨论子系统培养计算思维，结合传感器、服务器等设备体现数字化学习与创新。采用问题驱动和案例分析，学生能提升信息感知与问题解决能力，教师可通过互动和练习高效教学。

第16课 智能种植初体验 教学指南版 1 目 录 智能种植大棚 智能种植大棚子系统 智能种植大棚控制系统 2 Part 01 智能种植大棚 3 智能种植大棚 同学们，今天老师收到一条来自外星球的求救信号！“枯萎星球”的植物都生病了，阳光、水分全乱了套……需要地球小科学家们设计一种‘魔法种植屋’拯救它们！！ 各位地球小科学家们，你们都知道植物的生长都会受到哪些因素的影响嘛？ 4 智能种植大棚 此外，植物生长还有受到___________两个因素的影响. 植物生长的四要素分别是：______________________ 土壤、阳光、空气、水 温度、空间 听说有两个小科学家已经建造好了魔法种植屋，我们一起去看看这两个小科学家的魔法种植屋，谁的植物长得最好吧~ 5 智能种植大棚 这是我的魔法种植屋，可以实时得监控植物生长需要的温度，让温度一直保持在最适合它生长的温度里！并且还安装的湿度传感器实时监测土壤的湿度，及时为植物的生长提供水分 我的魔法种植屋，安装了一整套的灌溉控制系统、肥料控制系统、通风系统，通过手机的App或者电脑网页就可以实现躺在家里也能给植物浇水、施肥、通风了！ 6 他们的魔法种植屋都有哪些智能的地方呢？ 能够实时监测温度，不用担心植物太冷或者太热； 能够实时监测湿度，不用人工去浇水，节省人力； 能够通过手机App给植物施肥、浇水、通风。 智能种植大棚的智能性需要结合多种控制系统，我们一起去找找这个智能种植大棚都包含哪些子系统吧！ 智能种植大棚 你希望你的魔法种植屋是怎样的呢？ 7 Part 02 智能种植大棚子系统 8 小组讨论 在智能种植大棚中，你能找到哪些由智能设备控制的系统呢？ 智能种植大棚子系统 9 智能种植大棚子系统 植物生长 影响因素 硬件设备 安装方式 子系统 子系统功能 阳 光       土 壤       水 分 空 气 遮阳网 加湿器 鼓风机 无线智能插座 无线智能插座 无线智能插座 传感器 无线传感器 光照系统 监测土壤的湿度，确保植物不会缺水 监测植物的水分，及时补水 土壤湿度 控制系统 为植物生长提供阳光 控制二氧化碳浓度 助力植物光合作用 水分控制系统 空气检测系统 10 智能种植大棚子系统 此外，我还找到了________,为植物的生长提供了适合 的温度； 找到了可以连接手机、平板和电脑的________，可以帮助我们实时监测到大棚内植物的生长状况，不需要人经常跑到大棚去， 节省了人力成本。 加热器 服务器 11 智能种植大棚子系统 在智能种植大棚的各种控制系统当中，有哪些控制系统属于开环控制，哪些属于闭环控制呢?我们一起继续探索吧！ 12 Part 03 智能种植大棚控制系统 13 智能种植大棚控制系统 闭环控制系统：在输出和输入之间存在反馈，使输出对工作过程产生影响 开环控制系统：对输出的结果不做反馈，只会按照固定的程序进行工作 在上述的智能种植大棚中，都提到了哪些控制系统？ 空气温湿度感知系统 二氧化碳浓度 感知系统 光照强度 感知系统 视频检测 系统 土壤墒情 感知系统 14 空气温湿度感知系统 智能种植大棚控制系统 工作过程：大棚内空气气温低于地温时，土壤放热，棚外温度低，大棚处于散热过程，系统自动关闭天窗，自动保温。 开环控制 ？ 闭环控制 闭环控制 输 入 计 算 输 出 大棚内空气的温度 传感器？ 温湿度传感器 实时接收数据检测空气温度是否低于地温， 打开天窗 或者 关闭天窗 低于:发送关窗指令 高于:发送开窗指令 15 光照强度 感知系统 智能种植大棚控制系统 工作过程：日出后天气晴朗，最高温度出现在中午12-13点，系统自动拉开卷帘，保护植物免受极端高温和阳光直射；低温、阴天等光照不足时，系统自动给植物补光，延长光照时间。 开环控制 ？ 闭环控制 闭环控制 输 入 计 算 输 出 光照强度 传感器？ 光照强度传感器 实时接收数据检测光照是否充足， 充足:发送拉下卷帘指令 不充足:发送开启补光指令 拉下卷帘或 开启灯光进行补光 16 二氧化碳浓度 感知系统 智能种植大棚控制系统 工作过程：白天有日光照射植物进行光合作用，吸收二氧化碳，排除氧气，打开通风口，及时通风，避免出现二氧化碳不足 开环控制 ？ 闭环控制 闭环控制 输 入 计 算 输 出 二氧化碳浓度 传感器？ 二氧化碳浓度传感器 实时接收数据检测二氧化碳浓度是否充足， 充足:发送关闭通风口指令 不充足:发送打开通风口指令 打开通风口或者 关闭通风口 17 土壤墒情 感知系统 智能种植大棚控制系统 工作过程：通过对土壤温度、水分含量、酸碱度、肥力和农药残留数据的实时检测，云数据中心下达自动控制设备的指令，比如雾化灌溉，有效保持空气及土壤中水、肥、气热等各种 开环控制 ？ 闭环控制 闭环控制 输 入 计 算 输 出 土壤的湿度 传感器？ 土壤温湿度传感器 实时接收数据检测土壤湿度， 不充足时发送打开通雾化管刚的指令 开启雾化灌溉模式 18 智能种植大棚：利用现代信息技术和自动化设备来优化农作物种植过程的技术。它通过传感器、物联网、人工智能等手段，实时监测和控制大棚内的环境条件，从而提高作物的产量和质量 空气温湿度感知系统 二氧化碳浓度 感知系统 光照强度 感知系统 视频检测 系统 土壤墒情 感知系统 课堂总结 19 知识拓展 你认为智能农业的发展对环境有什么影响？ 20 练一练 1、植物生长可能会收到哪些因素的影响？（ ）【多选】 A、土壤 B、空气 C、水分 D、阳光 E、温度 F、空间 2、在智能种植大棚中，中午的阳光非常猛烈，此时________会______________ A、光照强度感知系统、发送关闭卷帘指令 B、光照强度感知系统、发送打开卷帘指令 C、空气温湿度感知系统、发送关闭卷帘指令 D、空气温湿度感知系统、发送打开卷帘指令 ABCDEF A 21 练一练 3、在智能种植大棚系统中，不会涉及到的控制系统是（ ） A、空气温湿度感知系统 B、光照强度感知系统 C、二氧化碳浓度感知系统 D、车流量检测系统 D 4、下列对智能种植大棚理解不正确的是（ ） A、只要有了智能种植大棚技术，植物一定可以生长得非常好 B、智能种植大棚技术可以帮助人们实时监测植物生长状况 C、不能过渡依赖智能种植大棚技术 A 22 下节课见！ 23 Lavf58.46.101 "clonevoice.net" null 15072.0 "clonevoice.net" null 16776.0 Lavf58.46.101 $植物需要四样主要的东西，我们叫它们核心四要素。这三要素分别是土壤、阳光空气水。接下来我们来分别了解一下这四样东西是如何帮助植物成长的。首先是土壤，植物需要的许多营养成分都来自土壤，包括氮磷和钾。那么这些营养有什么作用呢？但帮助植物的叶子变绿林，帮助植物开出大花朵并形成强壮的根系，而贾帮助植物抵御疾病，所有这些营养都保持土壤健康，给植物提供了一个理想的生长环境。此外，土壤还能支撑植物，防止它们倒下。接下来是阳光，阳光在植物生长中非常重要，植物利用太阳的能量来制造自己的食物。一个有趣的事实是，这个制造食物的过程叫做光合作用。虽然阳光很重要，但它必须适量。太多的阳光会让植物枯萎，太少则会影响它们的生长。植物从空气中获取二氧化碳，这有助于光合作用，也就是说空气中的二氧化碳和阳光一起帮助植物制造食物，从而帮助植物生长。另一个有趣的事实是，植物在光合作用过程中会释放氧气，这些氧气被动物和人类吸入。因此植物对维持地球的健康至关重要。最后一个核心要素是水，水对于植物的生存和生长同样必不可少，水帮助植物把土壤中的养分通过根茎运输到叶子中去，和阳光一样，水也需要适量，太多或太少都不利于植物生长。除了核心四要素，还有两个因素也帮助植物保持健康。第一是温度，大多数植物喜欢白天温暖、夜晚凉爽的温度，如果太热，植物会干枯，如果太冷，植物可能会冻死。第二是空间，植物需要足够的空间来生长，如果没有足够的空间，它们的根就不能长得足够深，植物就无法健康成长。如果植物生长的太拥挤，他们可能会生病或者无法获得足够的空气。 夜间大棚内气温低于低温时，土壤放热，棚外温度低，大棚处在持续散热过程，系统自动控制天窗关闭进行保温。2、光照强度感知系统。白天日出后，气温迅速上升，在密闭不透风条件下，一小时可升高5至8摄氏度，一天之内最高气温出现在12至13时。系统自动拉开卷帘，保护植物免受极端高温和阳光直射、低温、阴天、雾霾、雨雪等天气导致棚内光热条件不足，植株生长缓慢，产量大幅下降。根据植物生长需要的光源给蔬菜供光，可破解弱光难题，达到延长光照时间、增产增效的目的。3、二氧化碳浓度感知系统白天有日光照射时，植物进行光合作用，吸收二氧化碳，排出氧气，10至11时降到100克每米左右，要及时通风，避免出现二氧化碳饥饿，为植物塑造平衡的生长环境，同时有效避免温棚造成的农业损失。4、土壤墒情感知系统，通过对土壤温度、水分含量、酸碱度卑劣和农药残留数据的实时监测，云数据中心下达自动控制设备的指令。比如雾化状态来达到植物对补水降温的环境需求，有效保持空气及土壤中水肥、气热等各项的良好状态，以最低限速用水量达到均衡的覆盖率，获得最大的产量或收益。5、视频监控系统实时监控大排量的环境，远程诊断病虫害原因，实施对农作物病虫害的早期预警，有效减少病虫害发生，提高产量。