第18课 土壤湿度控制好 导学案-2026-2027学年信息科技六年级全一册人教版

该小学信息科技导学案聚焦土壤湿度控制系统，引导学生掌握传感器、控制器、水泵三大硬件组成，理解闭环控制流程及连续量与开关量转换，通过阅读填空、仿真观察、流程图绘制、硬件搭建等活动，构建从理论认知到实操体验的学习支架。 资料特色在于融合仿真与实物硬件操作，通过数据采集记录、流程图补全、真值表填写等任务，培养学生信息意识与计算思维，多样化检测题助力巩固闭环控制逻辑，提升数字化学习与创新能力，深化程序思维与系统认知。

第5单元 智能种植有方法 第18课 土壤湿度控制好 导学案 班级：________ 姓名：________ 【学习目标】 1.掌握土壤湿度控制系统三大硬件组成，理解传感器采集数据的工作原理； 2.理清土壤湿度闭环控制完整工作逻辑，明白湿度、阈值、输入输出的关联； 3.能独立绘制湿度控制算法流程图，完成开关量真值表填写； 4.通过硬件实操体验数据采集，区分连续量与开关量，深化闭环控制认知。 【学习重难点】 学习重点 1.掌握土壤湿度控制系统三大硬件：土壤湿度传感器、控制器、灌溉水泵，明确各部件功能。 2.掌握土壤湿度闭环控制完整流程：连续量采集→阈值判断→开关量输出→反馈调节。 3.熟练填写土壤湿度控制真值表，看懂并绘制湿度控制算法流程图。 学习难点 1.区分土壤湿度连续量与开关量信号的转换关系，理解阈值的分界作用。 2.完整拆解土壤湿度闭环反馈逻辑，理解“浇水—湿度上升—停止浇水”自动循环过程。 3.结合真值表、流程图综合分析湿度自动控制算法，形成完整程序思维。 【学习过程】 （一）阅读学知识（填空题，共 5 小题） 1.土壤湿度控制系统三大核心硬件：土壤湿度传感器、控制器、________。 2.土壤湿度传感器插入土壤时电路导通，输出代表含水量的________数据。 3.控制系统中用来判断设备启停的标准数值被称为________。 4.土壤湿度数值属于连续量，对比阈值后转化为控制水泵的________。 5.持续采集、循环对比调整的土壤湿度系统属于________控制系统。 （二）活动提能力 活动 1：仿真设备观察与数据采集记录 任务： 1.观察仿真硬件图，识别土壤湿度传感器、控制器、喷灌水泵； 2.运行仿真系统，采集 5 组不同干湿状态下的湿度数据，记录喷灌启停状态，填写表格： 序号 土壤湿度数据 喷灌器是否喷水 1 2 3 4 5 3.小组讨论：土壤湿度变化会改变系统的哪一环节，带来什么变化。 活动 2：算法流程图绘制与真值表填写 湿度算法流程图模板 任务： 1.补全流程图判断分支：菱形框问题为「土壤湿度超阈值？」，分别填写两条分支输出动作； 2.按照 1 = 真、0 = 假规则，完成系统真值表： 表格 土壤湿度超过阈值（输入） 喷灌器启动（输出） 3.同桌互讲流程图逻辑：输入湿度数据→对比阈值→输出水泵控制指令。 活动 3：小型硬件搭建拓展实验 实物硬件装置硬件 接线示意图 任务： 1.参照课件接线图连接湿度传感器、控制器、水泵； 2.分两次测试：干燥土壤、湿润土壤，分别读取湿度数值，记录水泵动作； 3.修改程序里的湿度阈值，再次观察水泵启停变化，填写实验结论。 （三）检测显素养 一、单项选择题（共 10 题） 1.不属于土壤湿度控制系统硬件的是（） A. 土壤湿度传感器 B. 喷灌水泵 C. 光照遮阳网 2.土壤湿度传感器探头悬空时输出数据为（） A.0 B.50 C.100 3.控制系统判断设备启停的标准数值叫（） A. 开关量 B. 阈值 C. 连续量 4.土壤湿度原始检测数据属于（） A. 连续量 B. 开关量 C. 逻辑值 5.土壤湿度过低、未超过阈值时，喷灌器状态是（） A. 启动浇水 B. 停止浇水 C. 间歇喷水 6.湿度控制系统完整运行模式属于（） A. 开环控制 B. 闭环控制 C. 人工控制 7.算法流程图菱形框作用是（） A. 采集数据 B. 条件判断 C. 执行设备 8.改变土壤湿度数值，直接改变系统的（） A. 输入 B. 输出 C. 反馈 9.想要停止闭环湿度系统运行需要（） A. 等待湿度达标 B. 关闭电源 C. 修改真值表 10.喷灌水泵的启停指令属于哪类数据（） A. 连续量 B. 开关量 C. 原始湿度值 二、判断题（共 10 题） 1.土壤湿度过高会造成植物烂根，过低会导致植株枯萎。（） 2.土壤湿度传感器插入土壤后电路断开，无法输出数据。（） 3.阈值修改后，系统判断水泵启停的标准会发生变化。（） 4.土壤湿度数值对比阈值后，会生成开关量控制喷灌设备。（） 5.湿度闭环系统运行时会持续采集、循环调整浇水状态。（） 6.土壤湿度超过阈值，系统会启动喷灌水泵浇水。（） 7.真值表里规定 1 代表 “真”，0 代表 “假” 两种状态。（） 8.只要湿度达标，闭环系统会自动永久停止工作。（） 9.干燥土壤的湿度数值更低，湿润土壤湿度数值更高。（） 10.控制器是湿度系统里负责对比数据、生成指令的核心部件。（） 三、简答题（1 题） 简述土壤湿度闭环控制系统完整工作流程，并说明连续量如何转化为开关量控制喷灌水泵。 参考答案 （一）阅读学知识 填空题答案 1.喷灌设备（水泵） 2.连续量 3.阈值 4.开关量 5.闭环 （二）活动提能力 参考答案 活动 1 记录规律参考 干燥土壤：湿度数值低，水泵喷水；湿润土壤：湿度数值高，水泵停止； 结论：湿度改变系统输入，控制器计算结果改变，喷灌输出状态同步变化。 活动 2 流程图 & 真值表答案 流程图分支： 是（湿度超标）→不启动喷灌器；否（湿度不足）→启动喷灌器 真值表： 表格 土壤湿度超过阈值（输入） 喷灌器启动（输出） 1 0 0 1 活动 3 拓展实验参考记录 干燥土壤湿度数值低，水泵启动浇水；湿润湿度数值高，水泵停止； 实验结论：系统实时采集湿度连续量，和预设阈值对比后输出开关量，自动控制水泵，全程循环检测，属于闭环控制。 （三）检测显素养 答案 一、单项选择题 1.C 2.A 3.B 4.A 5.A 6.B 7.B 8.A 9.B 10.B 二、判断题 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.× 9.√ 10.√ 三、简答题参考答案 1.完整工作流程： ①输入：土壤湿度传感器实时采集土壤含水量连续量数据； ②计算：控制器将实测湿度与预设阈值做大小对比判断； ③输出：湿度低于阈值（未超标），输出“启动水泵”开关量；湿度高于阈值，输出 “停止水泵”开关量； ④检测反馈：传感器不间断持续采集新湿度数据，传回控制器循环对比，实现闭环自动调节。 2.连续量转开关量：土壤湿度是0-100之间可变的连续数值，系统设定固定阈值作为判断边界；当实测数值和阈值对比完成逻辑判断后，只输出“启动/停止”两种对立指令，这两种指令就是 1、0 表示的开关量，用来控制喷灌水泵。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $