资源简介

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九年级上册信息技术教学设计
课题
《设计智能温室》
单元
二单元
学科
信息技术
年级
九年级
学习目标
知识与技能：1.学会分析智能温室的应用需求。2.掌握智能温室的设计方法。3.了解智能温室所需软、硬件材料。过程与方法：通过讲解，学会分析智能温室的应用需求；通过小组探索实践，掌握智能温室的设计方法；通过拓展延伸学习，了解智能温室所需软、硬件材料。情感、态度与价值观：提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力，感受物联网为生活带来的便利。
重点
1、学会分析智能温室的应用需求。2、了解智能温室所需软、硬件材料。
难点
掌握智能温室的设计方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
单元导入物联网是继计算机、互联网和移动通信之后信息产业的又一次革命性发展。本单元通过物联网实践项目——微型智能温室的搭建和实践探究，认识物联网，了解物联网的技术特征与体系架构，体验物联网的应用和创新。
二、新课导入
1、情景展示。欢欢为全家人做了一个寒假7天游的旅行计划。美好的假期让欢欢憧憬不已，但想到平时精心照顾的水仙花将在家没人养护，欢欢又犯了难。于是他来求助老师。老师：欢欢，你可以试试远程养护你的水仙花。欢欢：远程养花怎么才能做到呢?老师：欢欢，互联网可以实现高效便捷的远程通信，以互联网为基础，还可以让物物相连，比如你的手机和水仙花欢欢：哇，太神奇了，您快给我讲讲怎么来实现吧。老师：我们先梳理出这个项目的学习流程：智能温室设计与准备→智能温室实践→项目分析与总结2、揭示课题。在建造智能温室之前，需要先分析应用需求，明确智能温室的设计方法，并做好项目实践的必要准备。
了解思考了解
了解本单元即将学习的知识创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；了解本节课所学知识
讲授新课
三、新知学习（一）、项目设计1、调研项目应用需求要实现远程养护家中的水仙花，需要创造一个适宜水仙花生长的环境。植物养护小贴士：光照、温度、湿度、空气和土壤是影响植物生长的五大要素，不同植物和植物生长的不同阶段对于环境因素的喜好各不相同。任务一：通过查阅书刊、网络搜索等方式，调研适宜水仙花生长的环境条件,完成表2-1-1。
例如水仙花的培养方式、光照、空气质量、土壤湿度等。2、设立项目实践目标在一个完全开放的环境中人工或设备都不便于创造和调节整体环境条件。因此可以搭建一个温室，在温室中实施局部环境的监测与控制。温室，又称暖房，一般以能够透光的材料来覆盖全部或部分空间。在不适宜植物生长的季节里，可以把植物放入温室中，通过局部调节来创造适宜植物生长的环境。根据水仙花的养护条件，梳理温室项目的实践目标如下：(1)能远程监控水仙花的生长环境，包括土壤温湿度、空气温湿度、光照度。(2)能在土壤湿度低于50%时，进行自动浇灌；土壤湿度高于70%时,停止浇灌。(3)能在空气温度低于10℃时，进行自动加热；空气温度高于20℃时、停止加热。(4)每天保持10小时光照和适度通风。任务二：请分组讨论智能温室项目的实施计划和步骤。3、设计项目实施步骤如何实施这个植物养护智能温室项目，我们来梳理设计思路：(1)搭建一个微型智能温室，在其中部署空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器。(2)对温室中部署的各类传感器进行设备调试，确保其能正确进行环境参数采集。
(3)利用物联网中控云平台编程控制，实现智能温室生物环境的监测。(4)通过云平台，根据环境参数变化，远程控制对智能温室的自动浇灌、温度调节、光照调节。（二）项目准备1、智能温室项目的软、硬件准备综合前述应用需求、实践目标和实施步骤，智能温室项目实践所需的软、硬件准备参考表2-1-2所示。项目实践中使用的软件、“校园物联云平台”应用说明、开发库文件、功能教程等可在教材配套资源平台下载。2、认识主要硬件设备(1)主控板选用Arduino扩展板作为主控板，如图2-1-3所示。(2)土壤温湿度传感器土壤温湿度传感器用于监测土壤温湿度。土壤对于植物生长至关重娶，土壤里各种元素的含量影响着植物的生长。感知和监测土壤条件，就是土壤传感器的作用。土壤传感器根据其监测因素不同，可分为土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤氮含量传感器等。在这个项目实践中，暂且只考虑土壤温湿度传感器,如图2-1-4所示。(3)空气温湿度传感器空气温湿度传感器用于感知空气温湿度。温度和湿度是影响植物生长的一个重要指标。通常情况下，温度和湿度是同时存在的因素，所以图2-1-5所示模组，是温度传感器和湿度传感器的集合体。(4)光照传感器光照传感器用于测量光照的强度。植物生长需要进行光合作用，光照传感器可以将生长环境中的光线强弱转换成控制器能够识别的数值,如图2-1-6所示。(5)继电器继电器是一种依靠输入信号的改变来控制电路通断的设备。在自动化的控制电路中，继电器实际上是用小电流来控制大电流的一种“自动开关”。在生活中，通过用手按下开关来控制电路。在这里，通过控制板来控制继电器的开关，进而控制水泵风扇、加热器、植物补光灯等电器设备的开关,如图2-1-7所示。
学习观察学习学习，实践思考学习梳理温室项目的实践目标实践，交流完成任务二学习学习认识主要硬件设备
了解调研项目应用需求增加知识面观察学习完成任务一学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。培养学生举一反三、学习迁移的能力；鼓励学生尝试完成操作练习了解设计项目实施步骤采用了分层教学法，关注学生差异，发展学生个性。智能温室项目的软、硬件准备拓展知识面
课堂小结
四、课堂小结今天你有哪些收获？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？
分享交流
学习反馈学会倾听
作业布置
五、作业布置
预习下一课《建造智能温室》。
预习下一课
培养自主学习能力
板书
设计智能温室项目设计调研项目应用需求设立项目实践目标设计项目实施步骤项目准备我们的规划智能温室项目的软、硬件准备认识主要硬件设备
21世纪教育网
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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设计智能温室
第二单元
走进物联网
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后信息产业的又一次革命性发展。本单元通过物联网实践项目——微型智能温室的搭建和实践探究，认识物联网，了解物联网的技术特征与体系架构，体验物联网的应用和创新。
第1节
设计智能温室
欢欢为全家人做了一个寒假7天游的旅行计划。美好的假期让欢欢憧憬不已，但想到平时精心照顾的水仙花将在家没人养护，欢欢又犯了难。于是他来求助老师。
远程养花怎么才能做到呢?
欢欢，你可以试试远程养护你的水仙花。
哇，太神奇了，您快给我讲讲怎么来实现吧。
欢欢，互联网可以实现高效便捷的远程通信，以互联网为基础，还可以让物物相连，比如你的手机和水仙花
我们先梳理出这个项目的学习流程：
学习
流程
智能温室
设计与准备
智能温室
实践
项目分析
与总结
第1节
设计智能温室
在建造智能温室之前，需要先分析应用需求，明确智能温室的设计方法，并做好项目实践的必要准备。
1、调研项目应用需求
要实现远程养护家中的水仙花，需要创造一个适宜水仙花生长的环境。
一、项目设计
植物养护小贴士：光照、温度、湿度、空气和土壤是影响植物生长的五大要素，不同植物和植物生长的不同阶段对于环境因素的喜好各不相同。
植物生长环境要素
图2-1-1
一、项目设计
任务一
通过查阅书刊、网络搜索等方式，调研适宜水仙花生长的环境条件,完成表2-1-1。
水仙花适宜生长环境调研表
表2-1-1
一、项目设计
培养方式
光照
空气质量
土壤湿度
水仙花
2、设立项目实践目标
在一个完全开放的环境中人工或设备都不便于创造和调节整体环境条件。因此可以搭建一个温室，在温室中实施局部环境的监测与控制。
一、项目设计
温室，又称暖房，一般以能够透光的材料来覆盖全部或部分空间。在不适宜植物生长的季节里，可以把植物放入温室中，通过局部调节来创造适宜植物生长的环境。
实践
目标
目标一
目标二
目标三
能远程监控水仙花的生长环境，包括土壤温湿度、空气温湿度、光照度。
能在土壤湿度低于50%时，进行自动浇灌；土壤湿度高于70%时,停止浇灌。
能在空气温度低于10℃时，进行自动加热；空气温度高于20℃时、停止加热。
2、设立项目实践目标
根据水仙花的养护条件，梳理温室项目的实践目标如下：
目标四
每天保持10小时光照和适度通风。
任务二
请分组讨论智能温室项目的实施计划和步骤。
设计
思路
步骤一
步骤二
步骤三
搭建一个微型智能温室，在其中部署空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器。
对温室中部署的各类传感器进行设备调试，确保其能正确进行环境参数采集。
利用物联网中控云平台编程控制，实现智能温室生物环境的监测。
3、设计项目实施步骤
如何实施这个植物养护智能温室项目，我们来梳理设计思路：
步骤四
通过云平台，根据环境参数变化，远程控制对智能温室的自动浇灌、温度调节、光照调节。
1、智能温室项目的软、硬件准备
综合前述应用需求、实践目标和实施步骤，智能温室项目实践所需的软、硬件准备参考表2-1-2所示。
二、项目准备
1、智能温室项目的软、硬件准备
项目实践中使用的软件、“校园物联云平台”应用说明、开发库文件、功能教程等可在教材配套资源平台下载。
二、项目准备
2、认识主要硬件设备
(1)主控板
选用Arduino扩展板作为主控板，如图2-1-3所示。
二、项目准备
(2)土壤温湿度传感器
土壤温湿度传感器用于监测土壤温湿度。土壤对于植物生长至关重娶，土壤里各种元素的含量影响着植物的生长。感知和监测土壤条件，就是土壤传感器的作用。土壤传感器根据其监测因素不同，可分为土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤氮含量传感器等。在这个项目实践中，暂且只考虑土壤温湿度传感器,如图2-1-4所示。
2、认识主要硬件设备
(3)空气温湿度传感器
空气温湿度传感器用于感知空气温湿度。温度和湿度是影响植物生长的一个重要指标。通常情况下，温度和湿度是同时存在的因素，所以图2-1-5所示模组，是温度传感器和湿度传感器的集合体。
2、认识主要硬件设备
(4)光照传感器
光照传感器用于测量光照的强度。植物生长需要进行光合作用，光照传感器可以将生长环境中的光线强弱转换成控制器能够识别的数值,如图2-1-6所示。
2、认识主要硬件设备
(5)继电器
继电器是一种依靠输入信号的改变来控制电路通断的设备。在自动化的控制电路中，继电器实际上是用小电流来控制大电流的一种“自动开关”。在生活中，通过用手按下开关来控制电路。在这里，通过控制板来控制继电器的开关，进而控制水泵风扇、加热器、植物补光灯等电器设备的开关,如图2-1-7所示。
2、认识主要硬件设备
通过学习，你学会了哪些本领？遇到了哪些困难？是怎么解决的？你还有什么新的发现？
实施
步骤
调试
设备
空气
湿度
光照
第1节
设计智能温室
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