第1课 设计自动浇水器方案 教学内容分析 本课作为单元的引入课，通过日常生活中绿植养护的情境引入智能自动浇水系统的概念，帮助学生理解智能浇水器的核心功能需求。通过分析植物浇水需求，帮助学生初步理解物联网系统“感知—判断—执行”的工作流程。学生在教师的引导下明确项目任务，了解项目所需的设备与功能，为后续课程的设备操作和程序设计打下基础。 学习者分析 本课的学习者为八年级学生。 （1）认知特点与学习兴趣 八年级学生思维活跃，想法丰富，接受能力强，喜欢动手操作，但缺少一定的知识储备以及动手操作能力。 （2）知识储备 学生在前面的学习中，已经掌握了物联网的基础知识并具备基本的编程能力，能够编写简单的程序验证实际问题。 学习本课时可能遇到的困难 在区分“比较器”与“控制器”的功能逻辑时，学生可能会混淆两者。 学习目标确定 （1）通过观察生活中的自动浇水系统实例，获得对物联网反馈控制系统 “感知—判断—执行”三大功能的初步理解，形成将物联网技术与生活实际需求相结合的意识，初步感知物联网技术在智能化设备中的应用价值。 （2）通过小组讨论和需求分析，形成自身对自动浇水系统功能需求和结 构框架的基本认知，能完成基本组件的功能划分和系统框架的绘制，明确各组件的具体功能。 （3）通过对自动浇水装置示意图的观察分析，形成对闭环控制系统中各组成部分（检测装置、控制器、执行器）具体功能的理解，了解并掌握闭环控制系统的完整结构，能描述反馈控制的基本逻辑流程。 （4）通过分组设计简易自动浇水器方案，获得设计系统功能模块的实践经验，能完成合理的自动浇水器设计方案，并能依据系统功能需求选择适当的硬件设备，为后续的硬件连接和编程做好准备。 教学重点和难点 （1）教学重点 理解闭环控制系统的核心逻辑框架，包括比较器、控制器、执行器、检测装置和被控对象等组件的功能及其相互作用。学生应能够在简易自动浇水器方案中应用该结构，理解如何通过“输入量—比较—调控”的流程实现自动化控制。 （2）教学难点 正确分析自动浇水系统中“比较器”和“控制器”的功能，特别是如何通过比较设定值和实际检测值来计算偏差，并据此控制执行器的动作。这一难点在于帮助学生理解“反馈控制”的原理，使其能够在方案设计中合理配置各组件，从而实现闭环控制。 教学活动设计 教师活动 学生活动 支撑的资源 环节一 新课引入 教师活动1 创设情境：日常生活中, 小区或校园内的绿植都有专门人员养护, 能及时浇水、施肥、除草, 保证植物健康成长。但是家中或者办公室里的绿植, 经常由于人们工作忙或长时间外出,不能及时浇水,而水是植物进行光合作用的必要条件,缺水会影响植物生长,严重时甚至会导致植物干旱而死。 教师展示校园或公园中自动浇水系统的工作场景图片或视频，提问“这些系统是如何知道土壤是否需要浇水的？”“浇水系统是如何实现自动化控制的？” 学生活动1 观看图片及视频，思考问题。 自动浇水系统的工作场景图片或视频 活动意图说明：通过生活中的实际需求和自动灌溉装置的实例，让学生初步认识到闭环控制系统在植物养护中的实际应用，并理解闭环控制系统“感知—判断—执行”的基本原理。引导学生思考自动浇水的必要性，激发学生对智能化系统的学习兴趣。 环节二 探索自动浇水装置 教师活动2 根据公园或学校中给绿地浇水的自动浇水装置,教师给学生分组讨论它的工作原理，并展示自动灌溉系统的图示。 发布教材中的“写一写”任务：简易的自动浇水器应该包含哪些功能？ 教师活动3 引导学生观察闭环控制图示，并结合教材中的描述，引导学生识别和讨论各组件的功能。 小组讨论：教师将学生分组讨论，并针对以下问题进行交流： 1.检测装置的主要作用是什么？为什么需 ... ...
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