第17课 设计我的种植园（教学设计）-2025-2026学年信息科技六年级全一册人教版

该小学信息科技教学设计聚焦智能种植园控制系统设计，涵盖子系统划分、“输入-计算-输出”模式、阈值与闭环控制等核心知识点。通过回顾《智能种植初探秘》旧知，展示种植园图片创设情境，明确硬件组成、植物条件、绘制示意图三个递进任务，以任务单和填空式示意图为学习支架。 此资料以核心素养为导向，计算思维通过模块化设计子系统培养，数字化学习与创新体现在绘制示意图和资料查阅，信息社会责任渗透智能技术应用价值。采用任务驱动与小组合作，如西红柿幼苗案例助理解阈值，小组分工设计子系统协同。助力学生提升系统思维和创新能力，为教师提供清晰教学流程与难点突破策略。

《设计我的种植园》教学设计 学情分析 （一）认知基础 • 已学习第16课《智能种植初探秘》，初步了解智能种植系统的组成和工作原理 • 具备基本的系统分解能力，能够识别子系统及其功能 • 对传感器、执行器等硬件有初步认识 （二）能力特点 • 六年级学生具备一定的抽象思维能力，能够理解"输入-计算-输出"的逻辑模式 • 动手实践能力较强，喜欢参与设计和创作活动 • 小组合作意识较好，能够进行分工协作 （三）学习困难预判 • 难点1：理解阈值的概念及其在控制系统中的作用 • 难点2：准确绘制控制系统工作过程示意图，特别是反馈环节的表示 • 难点3：统筹规划多个子系统的协同工作 教学目标 基于核心素养和课程标准，制定以下教学目标： （一）信息意识 1. 能够识别智能种植园中的控制系统，感知信息技术在现代农业中的应用价值 （二）计算思维 2. 学会设计小型控制系统，能够进行模块化设计，将种植园划分为土壤湿度、光照、温度、视频监控等子系统 3. 能够按照"输入-计算-输出"模式描述控制系统的工作过程 4. 理解阈值的概念，能够根据植物生长条件设定合理的阈值参数 5. 理解自动控制和闭环控制的概念，认识反馈机制在控制系统中的作用 （三）数字化学习与创新 6. 能够熟练绘制控制系统工作过程示意图，准确表示输入、计算、输出及反馈环节 7. 初步具备统筹规划的意识，能够综合考虑多个子系统的协同工作，逐步提升创新能力 （四）信息社会责任 8. 认识智能技术在解决实际问题中的积极作用，培养利用技术服务社会的责任感 教学重难点 （一）教学重点 1. 明确种植园的硬件组成、子系统划分及其功能 2. 按照"输入-计算-输出"模式描述控制系统工作过程 3. 根据植物生长条件设定阈值参数 （二）教学难点 1. 准确绘制控制系统工作过程示意图，特别是反馈环节的表示 2. 理解阈值在控制系统中的作用及其设定方法 3. 统筹规划多个子系统的协同工作 （三）突破策略 难点 突破策略 绘制示意图 提供填空式示意图模板，引导学生逐步补充；通过对比完整示意图，理解各环节的逻辑关系 理解阈值 结合具体植物（如西红柿幼苗）的生长条件，用实例说明阈值的含义和作用；通过对比"测量值与阈值"的关系，理解控制决策 统筹规划 采用小组合作学习，分工完成不同子系统的设计；通过展示交流，引导学生思考子系统之间的关联 教学方法与策略 1. 任务驱动法：以"设计我的种植园"为主线任务，分解为三个递进的子任务，引导学生逐步完成系统设计 2. 小组合作学习：通过小组讨论、分工协作，完成种植园的规划设计和示意图绘制 3. 案例教学法：以西红柿幼苗为案例，具体分析植物生长条件和阈值设定 4. 直观演示法：通过示意图展示控制系统的工作过程，帮助学生理解抽象概念 5. 对比分析法：对比填空图和完整图，引导学生发现和理解关键环节 教学过程 环节一：情境导入，明确任务（5分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 1. 回顾第16课内容，提问：我们已经了解了智能种植系统的组成，今天我们要做什么？ 2. 展示种植园环境图片，引出任务：设计属于自己的智能种植园 3. 明确本课三个主要任务： • 明确硬件组成和子系统 • 确定植物种植条件 • 绘制工作过程示意图 1. 回忆上节课内容，思考智能种植系统的特点 2. 观察种植园图片，激发设计兴趣 3. 明确本课学习任务 通过回顾旧知，建立知识联系；通过情境创设，激发学习兴趣；明确任务目标，为后续学习做好准备 对应教学目标 目标1：识别控制系统 评价方式 观察学生回答问题的准确性，了解学生的知识储备 环节二：任务一——明确种植园的硬件组成、子系统和工作过程（12分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 1. 发放任务单，引导学生小组讨论： • 种植园搭建在哪里？ • 需要哪些子系统？ • 每个子系统的功能是什么？ • 需要哪些主要设备？ 2. 巡视指导，关注学生的讨论过程 3. 组织小组展示，引导学生补充完善 4. 总结归纳： • 子系统：土壤湿度控制、光照控制、温度控制、视频监控 • 硬件：传感器、执行器、处理装置 • 工作模式：输入-计算-输出 1. 小组讨论，填写任务单： • 确定种植环境（院子/花园/花盆） • 列出子系统名称和功能 • 列出所需设备清单 • 简要描述工作过程 2. 小组代表展示设计方案 3. 倾听其他小组的方案，补充完善自己的设计 通过小组合作，培养学生的统筹规划能力；通过任务单引导，帮助学生系统思考；通过展示交流，促进思维碰撞和方案优化 对应教学目标 目标2：模块化设计；目标3：描述工作过程；目标7：统筹规划意识 评价方式 任务单完成情况（子系统划分是否合理、设备清单是否完整）；小组展示的清晰度和完整性 环节三：任务二——明确要播种的植物及其种植条件（8分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 1. 提问：控制系统如何知道什么时候该工作？引出"阈值"概念 2. 展示西红柿幼苗案例： • 土壤湿度：65%-70% • 光照：8小时以上，6000-8000勒克斯 • 温度：20℃-30℃ 3. 引导学生理解：阈值是控制系统的"判断标准" 4. 组织学生查阅资料，确定自己选择植物的生长条件 1. 思考问题，理解阈值的作用 2. 观察西红柿幼苗案例，记录阈值参数 3. 小组讨论，选择要播种的植物 4. 查阅资料（书籍、网络），记录植物的生长条件： • 土壤湿度要求 • 光照要求 • 温度要求 通过具体案例，帮助学生理解抽象的"阈值"概念；通过资料查阅，培养学生的信息检索能力；为后续绘制示意图提供参数依据 对应教学目标 目标4：理解阈值概念，设定阈值参数 评价方式 任务单中植物生长条件记录的准确性和完整性；学生对阈值概念的理解程度 环节四：任务三——补充各个子系统工作过程示意图（15分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 1. 展示土壤湿度控制系统填空示意图，引导学生分析： • 输入端有什么？（湿度传感器数据、阈值） • 计算环节做什么？（比较测量值与阈值） • 输出端是什么？（喷灌器） 2. 讲解闭环控制：喷灌后湿度变化，产生新的输入，形成反馈 3. 引导学生补充光照控制、温度控制系统示意图 4. 展示完整示意图，组织学生对比检查 5. 强调：四则运算在控制系统中的应用（比较大小、计算差值） 1. 观察填空示意图，思考各环节的内容 2. 小组讨论，补充土壤湿度控制系统示意图 3. 独立或小组合作，补充光照控制、温度控制系统示意图 4. 对比完整示意图，检查并修正自己的作品 5. 理解自动控制和闭环控制的概念 通过填空式示意图，降低绘制难度；通过逐步引导，帮助学生理解控制系统的逻辑；通过对比完整图，促进自我检查和反思；培养学生的图示表达能力 对应教学目标 目标3：描述工作过程；目标5：理解自动控制和闭环控制；目标6：绘制示意图 评价方式 示意图完成情况（输入、计算、输出环节是否准确）；对闭环控制和反馈机制的理解程度 环节五：总结提升，拓展延伸（5分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 1. 引导学生总结本课收获： • 学会了什么？（设计控制系统、绘制示意图） • 理解了什么？（阈值、闭环控制） 2. 展示优秀作品，表扬创新设计 3. 拓展延伸： • 思考：如何让多个子系统协同工作？ • 预告：下节课将学习如何实现智能种植系统 4. 布置课后任务：完善种植园设计方案 1. 回顾本课学习内容，总结收获 2. 欣赏优秀作品，学习他人的创新点 3. 思考拓展问题，为下节课做准备 4. 课后完善设计方案 通过总结回顾，巩固所学知识；通过展示优秀作品，树立学习榜样；通过拓展延伸，激发持续学习兴趣；通过课后任务，促进知识内化 对应教学目标 目标7：统筹规划意识；目标8：信息社会责任 评价方式 学生总结的完整性；课后任务完成情况 板书设计 设计我的种植园 一、种植园系统组成 子系统：土壤湿度控制、光照控制、温度控制、视频监控 硬件：传感器 + 执行器 + 处理装置 二、工作模式 输入→ 计算 → 输出 （传感器数据 + 阈值） → （比较判断） → （执行器动作） 三、关键概念 阈值：控制系统的判断标准 闭环控制：有反馈的自动控制 四、设计步骤 1. 明确环境和子系统 2. 确定植物和阈值 3. 绘制工作过程示意图 学科网（北京）股份有限公司 $