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(共9张PPT)
第2课 采集土壤湿度数据
本课将探索土壤湿度传感器的工作原理，学习如何采集和分析土壤湿度数据，并了解其在智能农业中的应用。
问题引导
1
自动浇水器设计第一步
如果我们要设计一个自动浇水器，第一步需要做什么？
2
土壤湿度传感器工作原理
土壤湿度传感器是如何检测土壤湿度的？
3
数据存储与分析
采集到的数据如何存储和分析？
土壤传感器
土壤温湿度传感器。它是一种可以为
农业服务的传感器，是智慧农业的产
物，可测量土壤的温度和湿度，如图所示。
土壤传感器
土壤温湿度传感器由土壤温度传感器和土壤湿度 传感器组成。土壤温湿度值关系着作物的生长，是农 田作业的基础。
土壤温度传感器可以监测土壤、大气还有水的 温度，用于实验和科研。
土壤湿度传感器又名土壤水分传感器、土壤墙情 传感器、土壤含水量传感器，主要用来测量土壤容积 含水量，做土壤墉情监测及农业灌溉和林业防护。
分组讨论
1.如何存储土壤湿度值呢？（以行空板为例）
2.如何分析处理土壤湿度值呢？（以行空板为例）
温馨提示：可以借助AI协助讨论
传感器工作原理
工作原理
土壤湿度 → 导电性变化 → 电信号 → 主控板
关键点
土壤水分含量高 → 导电性强，土壤水分含量低 → 导电性弱
设计、制作土壤湿度采集器
1
列出硬件清单
2
硬件设备连线
3
根据功能编写程序
4
上传程序，在物联网平台上采集土壤湿度值
5
导出数据表
6
列表法分析数据
实践操作
连接硬件
连接主控板、传感器、计算机
编写程序
设置采样时间、数据格式
采集数据
运行程序，观察数据
分析数据
使用列表法与作图法
知识拓展
智慧农业
温度传感器、光照传感器的应用
多传感器协同
如何通过多传感器提高农作物产量
课后任务
查阅物联网技术在智慧城市中的应用，写100字感想教案设计
总第 02 课时
课 题 名 称 采集土壤湿度数据
学习目标 （包含学科核心素养） 知识目标：理解土壤湿度传感器的工作原理，掌握数据采集与分析的方法。 能力目标：学会硬件连接、程序编写和数据分析，培养实践操作能力。 素养目标：培养科学思维、技术应用和实践创新能力，体验物联网技术的实际应用价值。
问 题 类 型 学生问题 土壤湿度传感器是如何检测土壤湿度的？它的工作原理是什么？ 采集到的土壤湿度数据如何存储和传输到互联网平台？ 如何分析采集到的土壤湿度数据？列表法和作图法有什么区别？
学科问题 1.土壤湿度传感器的工作原理是什么？它是如何将土壤水分含量转化为电信号的？ 2. 物联网系统中，土壤湿度数据从采集到传输再到分析的完整流程是怎样的？ 3.如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法在数据分析中各有什么优势？
教师问题 1. 土壤湿度传感器检测到的数据是如何传输到主控板并进行处理的？ 2. 在采集土壤湿度数据时，如何设置合理的采样时间？采样时间过长或过短会有什么影响？ 3. 如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法分别适用于哪些场景？
问题系统 （星号标出核心问题） 1.土壤湿度传感器的工作原理是什么？它是如何将土壤水分含量转化为电信号的？ 2. 物联网系统中，土壤湿度数据从采集到传输再到分析的完整流程是怎样的？ 3.如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法在数据分析中各有什么优势？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 目标：激发学生兴趣，引出课程主题，明确学习目标。 教师提问： “如果我们要设计一个自动浇水器，第一步需要做什么？” “土壤湿度传感器是如何检测土壤湿度的？它的工作原理是什么？” 展示情境： 展示一张土壤湿度传感器的图片，并播放一段智慧农业中传感器应用的短视频，引导学生思考传感器的作用。 引出核心问题： “采集到的土壤湿度数据如何存储和传输到互联网平台？如何分析这些数据？” 学（自主探究）： 目标：通过独立思考，初步了解土壤湿度传感器的工作原理和数据采集流程。 任务布置： 学生阅读教材中关于土壤湿度传感器的描述，结合教师提供的示意图，思考以下问题： 土壤湿度传感器是如何将土壤水分含量转化为电信号的？ 采集到的数据如何传输到主控板？ 学生活动： 学生独立完成教材中的填空题（如“土壤湿度传感器测量的数据将传输给____”），并尝试画出数据采集的流程图。 教师巡视： 观察学生的完成情况，适时给予提示和鼓励。 三、探（合作探究）： 目标：通过小组讨论，深化对数据采集、传输和分析的理解，培养团队协作能力。 分组讨论： 学生以小组为单位，讨论以下问题： 在采集土壤湿度数据时，如何设置合理的采样时间？采样时间过长或过短会有什么影响？ 如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法各有什么优势？ 设计实践： 每组根据讨论结果，设计一个土壤湿度数据采集方案，明确采样时间、数据存储和分析方法，并绘制简单的流程图。 小组展示： 每组派代表分享设计方案，其他小组可以提出改进建议。 四（课堂检测）： 目标：检测学生对土壤湿度数据采集和分析的掌握情况。 检测问题： 选择题： 1.土壤湿度传感器检测到的数据通过什么设备传输到互联网平台？ （A. 水泵 B. 主控板 C. 电磁阀 D. 液晶屏） 2.在数据分析中，列表法和作图法的主要区别是什么？ （A. 数据存储方式 B. 数据展示形式 C. 数据采集设备 D. 数据传输速度） 判断题： 采样时间越长，数据准确性越高。（正确/错误） 土壤湿度传感器可以直接将数据传输到互联网平台。（正确/错误） 综合题： 请简述土壤湿度数据从采集到分析的完整流程。 学生回答： 学生独立完成检测问题，教师随机抽取学生回答，并进行点评。 反馈与总结： 教师总结土壤湿度数据采集和分析的关键点，强调数据准确性和分析方法的重要性。 五、拓（知识拓展）： 目标：拓展学生对物联网数据应用的认识，激发进一步探究的兴趣。 拓展内容： 教师介绍智慧农业中其他传感器的应用（如温度传感器、光照传感器），展示其工作原理和实际应用场景。 引导学生思考：如果将土壤湿度传感器与其他传感器结合，可以实现哪些更智能化的功能？ 学生思考： 学生分组讨论：在智慧农业中，如何通过多传感器协同工作提高农作物产量？ 课后任务： 学生课后查阅资料，了解物联网技术在智慧城市中的应用，并写一段100字左右的感想。
板 书 设 计 采集土壤湿度数据
一、核心内容 1. 传感器工作原理：土壤湿度 → 电信号 → 主控板 2. 数据流程：采集 → 传输 → 存储 → 分析 3. 分析方法：列表法（表格）、作图法（趋势图） 二、关键设备：- 传感器：检测土壤湿度 - 主控板：处理数据 - 互联网平台：存储与分析 三、实践步骤 1. 连接硬件 2. 编写程序 3. 采集数据 4. 分析数据
教 学 反 思
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