第16课 智能种植初体验（教学设计）信息科技人教版六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦智能种植大棚的子系统组成及控制系统运行逻辑，通过“枯萎星球”故事导入引发兴趣，结合视频了解植物生长要素，再分组讨论子系统功能，搭建从生活情境到技术原理的学习支架。 以新课标核心素养为导向，融合科学、数学学科，利用视频、音频（绘声美音工具）、动画等资源直观呈现。任务驱动与小组讨论培养计算思维（分析控制系统输入-处理-输出流程），环保讨论强化信息社会责任，帮助学生建立技术与社会联系，为教师提供丰富资源和清晰流程，提升课堂效率。

第16课《智能种植初体验》教学设计 一、教学设计理念 新课标理念：以核心素养为导向，围绕信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个维度，通过真实情境（智能农业）引导学生理解技术与社会的关系。结合科学（植物生长条件）、数学（数据分析）等学科，提升综合素养。 二、教学内容分析 1、知识主线 智能种植大棚的功能与意义：解决传统农业的局限性，提高生产效率。 2、子系统分类：环境监测系统（空气温湿度感知系统、光照强度感知系统、二氧化碳浓度检测系统、土壤墒情感知系统）、控制系统（自动灌溉、通风）、数据处理系统（云端分析） 3、控制系统的运行逻辑：传感器采集数据→控制器处理→执行器响应（如自动开关天窗）。 4、学科价值：通过物联网技术案例，让学生理解“感知—分析—决策—执行”的智能化流程。 三、教学对象分析 六年级学生具备初步的逻辑思维能力和信息技术基础（如传感器概念、简单编程），但对系统化工程思维较陌生；对智能设备（如智能家居）有好奇心，但对农业科技的应用场景缺乏直观体验；理解多子系统协同工作的逻辑关系，以及控制系统的反馈机制。 四、教学目标(核心素养) 1、信息意识：能举例说明智能种植大棚如何通过数据优化农业生产，感知技术对社会的价值。 2、计算思维：能用采用算法流程的三个步骤去分析不同的控制系统运行逻辑（输入→处理→输出）的具体内容 3、数字化创新与实践 通过观看智能种植大棚视频，体验技术实现的具体过程。 4、信息社会责任：讨论智能农业对环境的影响、提升环保意识，形成技术应用需服务可持续发展的意识。 五、教学重难点 重点：智能种植大棚的子系统组成及功能；控制系统的运行流程。 难点：理解“数据驱动决策”的闭环逻辑（如传感器数据如何触发设备动作）。 六、教学策略 1、情境导入：创设“枯萎星球”植物生病的故事，引发学生的学习兴趣。 2、任务驱动：分组讨论，找出智能种植大棚有哪些由智能设备控制的系统。 七、教学资源准备 教学PPT、智能大棚工作原理动画 八、教学过程（详案） （一） 情境导入（5分钟） 1、主题思路：通过创设故事引入主题 2、教师讲解：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！！ 3、学生活动：认真听讲、积极思考 4、过渡：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？下面我们通过一个视频来了解一下。 （二）智能种植大棚（15分钟） 1、主要思路:通过视频让同学们知道影响植物生长的基本要素，为后面分析智能种植大棚的子系统奠定基础。 2、教师讲解：请同学们带着下面的问题一起观看视频【播放视频】--那个同学来告诉老师，植物生长的四要素分别是什么？（土壤、阳光、空气、水）--此外植物的生长还会受到哪两个因素的影响？（温度和空间）3、学生活动：观看视频、积极回答、认真思考4、过渡：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~ 1、主要思路：通过图文的方式初步展示智能种植大鹏的初步模型，让同学们有初步的认识；利用配音工具将文字转成音频，学生不会觉得枯燥【用了绘声美音将文字转成音频，可以附件的使用文档】 2、教师讲解：我们一起先来听听大熊多多的分享吧【播放左边音频】--听完多多的分享，你发现他的智能种植大棚有什么特点？（实时监控温度和土壤的湿度）--听说还有比大熊多多的大棚更加智能，我们一起来听听小熊贝贝的分享【播放右边的音频】--贝贝的大棚又什么特点呢?（安装了灌溉技术、肥料控制技术和通风系统，还能通过手机App远程检测植物的生长状况）3、学生活动：认真聆听、积极回答 4、过渡：那么接下来我们一起来总结一下它们的智能种植大棚的技术吧 1、主要思路：通过总结前面的智能种植大棚技术，加深理解，通过设问：你希望你的魔法种植屋是怎样的问题，培养学生的创新思维。 2、教师讲解：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)--你希望你的魔法种植屋是怎样的呢？【邀请学生回答】3、学生活动：总结发言、认真聆听、积极思考 4、过渡：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！ （三）智能种植大棚子系统（10分钟） 1、主要思路：通过结合植物生长的印象因素，分析智能种植大棚的子系统 2、教师讲解：下面请同学们结合这个图片，一起和小组的同学讨论一下：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？讨论的过程中可以结合植物的生长影响因素，找出对应的硬件设备，并按照你的理解说说他的作用【这里老师在讲解的时候播放第10页的PPT，然后演示一边是如何找出来的，阳光那一栏是没有动画的，方便讲解】--时间到，那个小组的同学愿意上台分享你们小组讨论的结果？【老师引导他们回答】3、学生活动：小组讨论、头脑风暴 4、过渡：影响植物的生长因素除了阳光、空气、土壤和水分，还有哪两个因素？我们一起来看看着两个因素是如何体现在智能种植大棚中的吧 1、教师讲解引导：此外，我还找到了(加热器)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（服务器），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。2、学生活动：积极回答、认真思考3、过渡：刚刚我们只是通过图片的形式分析智能种植大棚的子系统，接下来我们通过一个视频来进一步认识这些系统是如何运作的吧 1、主要思路：通过视频进一步讲解智能种植大棚中各个系统是如何运作的 2、教师总结：智能种植大棚并不是靠单一的系统运作而是需要结合多个控制系统进行运作。3、学生活动：观看视频、认真思考4、过渡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！ （四）智能种植大棚的控制系统（5分钟） 1、教师讲解：在分析智能种植大棚的控制系统前，我们先来回顾一下闭环控制系统和开环控制系统的区别，哪个同学来说说你的理解？【邀请学生回答】--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而开环控制系统：对输出的结果不做反馈，只会按照固定的程序进行工作；那么在刚刚的视频中，都提及到了哪些控制系统？【邀请学生回答】2、学生活动：认真思考、积极回答 3、过渡：那么下面我们一空气温湿度感知系统为例，分析它的工作过程 1、主要思路：通过工作过程分析属于开环控制还是闭环控制，并且通过使用的传感器+算法的三大流程输入、计算和输出理解控制过程的逻辑 2、教师讲解：对于空气温湿度感知系统，它的工作过程是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。这个过程属于开环控制还是闭环控制？(闭环控制)--使用到的传感器是？(温湿度传感器)--既然是温湿度传感器，那么需要输入的数据是？（大棚内空气的温湿度）--在计算过程中，实时接收数据检测空气温度是否低于地温，如果低于低温，会发出什么指令？(关窗指令)如果高于地温，又会发出什么指令？（开窗指令）--最后将对应的指令发送带输出端口，输出端做出哪两种反应？（打开天窗或者关闭天窗） 3、过渡：那么下面同学们根据老师提供的思路，一起来分析一下光照强度感知系统是如何运作的，把你的分析结果记录在活动探究单上 1、学生分析完成之后，老师邀请同学一边回答一遍公布答案【后面还有两页PPT没有展示，根据自行情况调整】 2、过渡：快乐的时光总是短暂的，我们今天的课程也接近了尾声，下面我们一起来总结今天的学习内容吧 （五）课堂总结 （5分钟） 1、教师讲解：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 ，并且在智能种植大棚的子系统中，我们认识了那些系统？ （六）课堂练习 （2分钟） （七）拓展提升 九、教学评价 过程性评价：活动探究单完成度。 总结性评价：能否用技术语言描述系统协作关系。 素养评价：是否在讨论中体现环保意识（如节水节电设计）。 10、 教学反思 在本次智能种植大棚技术的教学中，课堂氛围活跃，学生对现代农业技术表现出浓厚兴趣。但部分学生在分析子系统的运作过程遇到困难，反映出逻辑思维能力有待提升。今后需加强训练，并设计更多贴近生活的案例，帮助学生更好地理解与应用技术。 学科网（北京）股份有限公司 $