第2课 采集土壤湿度 教学设计 1.教学内容分析 本课的任务是搭建物联网环境采集土壤湿度，了解土壤湿度传感器的工作原 理，分析土壤湿度传感器与环境温湿度传感器的异同。通过连接硬件、编写程序，在液晶显示器上显示采集的数据。在物联网的实验环境下，改变土壤水分，记录数据，并对数据进行分析，使用图表的方式呈现数据的变化。 2.学习者分析 学生已经理解传感器在物联网感知层中起到的作用，初步掌握物联网实验的流程，能够对实验数据进行简单分析。部分学生在将实验步骤转化为算法流程图的过程中有困难，需要进一步提升学生的计算思维能力，学生分析问题的能力还需要进一步加强。 3.学习目标确定 （1）通过阅读材料，能够描述土壤湿度传感器的工作原理，分析土壤湿度传感器与环境温湿度传感器在测量湿度方面的不同。 （2）通过实践操作，实现土壤湿度的数据采集，能够借助实验设备和平台开展相应的实践。 （3）通过改变实验环境，能够使用图表显示数据的变化，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，提升数字化学习与创新能力。 4.教学重点和难点 （1）教学重点 能够描述土壤湿度传感器的工作原理，分析土壤湿度传感器与环境温湿度传感器在测量湿度方面的不同，能够使用图表显示数据的变化。 （2）教学难点 借助数字化工具显示数据的变化。 5.教学活动设计 教师活动 学生活动 支撑的资源 环节一 聚焦新知 （1）展示学校或家庭园艺的图片，提出问题：如何利用物联网进行智能检测？ （2）引出本课主题———采集土壤湿度。 思考问题。 了解本课任务。 活动意图说明：使用生活中的场景创设情境，激发学生的学习兴趣。引出本节课的主题，让学生为了解决生活实际问题而学习，为后面的教学内容做好铺垫。 环节二 探索求知 测量土壤湿度能够使用上一课使用的温湿度传感器吗？两者的区别是什么？ （2）了解土壤湿度传感器的作用。 阅读材料，总结回答。 预设回答：不能。两者的区别是自带的温湿度传感器只能采集空气温湿度，不能放入土壤中；土壤湿度传感器更精确。 阅读材料，完成教科书“做一做”选择题。 教科书P62。 教科书P63。 活动意图说明：了解土壤湿度传感器的工作原理，能够辨别干燥与湿润土壤的导电率，能够区分土壤湿度传感器与温湿度传感器在测量湿度的不同。 环节三 设计实践 （1）根据本课任务，补全算法流程图。 （2）根据算法流程图，给出程序伪代码。 （3）准备硬件，连接硬件，编写程序，运行调试。 （4）记录实验数据，在计算机中使用图表表达实验数据。 在教科书中补全算法流程图。 思考问题。 实践操作，完成采集土壤湿度的实验。 在教科书中记录实验数据，使用计算机表达实验数据。 教科书P66。 思维导图制作软件、图表制作软件。 活动意图说明：根据土壤湿度传感器的工作原理和上节课学习的采集温度的方法，补充完整本节课的算法流程图，为编写程序打好基础。根据算法流程图和伪代码，连接硬件、编写程序、运行调试。改变土壤湿度，观察传感器在自然条件下与人为加水影响下湿度的变化，测量传感器的灵敏度，使用图表显示采集的数据变化，培养学生的科学探究能力。 环节四 拓展提升 （1）使用主控板自带的环境温湿度传感器和土壤湿度传感器测量空气湿度和土壤湿度，测量数据显示到主控板液晶显示屏上。 （2）记录数据，小组讨论分析数据结果。 按照实验要求搭建硬件，编写程序，测量数据。 记录数据，小组讨论。 活动意图说明：上一课使用的环境温湿度传感器不仅可以采集温度，还可以采集空气湿度。分别把环境温湿度传感器和土壤湿度传感器连接到主控板上，采集空气湿度和土壤湿度的数据，在液晶显示屏上显示，并分析数据。 ... ...
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