资源简介

感知生长——数字农植园
教学目标
1、了解传统农业与现代农业的区别。
2、了解传感器。了解数字农植园的设备和运作原理。
学情分析
本课教学内容通过让学生对校园数字农植园系统有所了解，使之逐步熟悉了物联网技术在数字农植园中的具体应用以及工作流程，并充分利用“感知生长”网站对小动物饲养、农作物种植等感知生长研究项目进行研究性学习，让学生在实践与研究中，感受物联网技术给我们实际的生产和生活带来的便利。
重点难点
重点：
了解对农作物生长所需条件的观察和测量的数字化进程，认识到科学技术对农业发展的影响。
难点：
了解数字农植园的装备与工作原理。
教学过程
活动1【导入】一、设疑导入
1、老师带来了两盆植物，请同学们看一下，你喜欢哪一盆？为什么？
（课件出示）
2、什么原因导致一盆长得好，一盆却没有长好呢？植物的生长可能受哪些条件的影响？
3、小组讨论：
学生回答课件出示：阳光、水、温度、空气……
板书——生长条件
4小结：看来影响植物生长的条件有很多。我们只有了解了植物的生长情况，适当的改善他们的生长环境，才能让他们长的更好。
活动2【活动】二、认识比较传统农业与现代农业的区别
1、那么传统农民伯伯是怎样了解农田里作物生长的情况的呢？
回答：去看（叶子有没有发黄、土地干不干）——看什么？为什么看？
叶子发黄可能要施肥，土地干的话，就要去浇水。
2、换句话说传统的农民伯伯主要是通过实地去观察，才能知道农田里作物生长的情况，然后凭借他们的个人经验来判断是要浇水还是施肥，从而影响作物的生长，甚至影响着农田里的收成。
（板书—实地观察）
3、那么靠眼睛观察和凭借个人经验，农民伯伯能不能准确知道农田里作物生长条件的信息呢？比如说土壤里的水分，作物生长的温度？
4、那作为现代人的我们，怎样才能精确感知作物的生长，获取它们生长条件的具体信息呢？你能想到哪些方法？请同学们具体说一说
（板书课题——感知生长）
5、小组讨论：我们可以怎样去获取这些生长条件的信息数据呢？
6、交流
(1)、用温度计测量温度——这个想法很好
(2)、想知道土壤了的水分情况又能用什么呢？
(3)、想了解光照情况怎么办？
7、小结：看来大家都想到了同样的方法，那就是用工具区测量，只是这种方法还是需要我们不断地到实地去测量，会花费我们很多的时间和精力。有没有更好的方法呢？
（板书—实地测量）
活动3【讲授】三、认识数字农植园
1、最好不需要去实地，就能观察到农作物生长的情况，获得相关的数据呢？
2、不知道了吧，这就要借助我们的物联网技术了。其实我们学校就有一个利用物联网技术构建的数字农植园，想看看嘛？睁大眼睛。
（板书补充课题—数字农植园）
3、（适当留白）从图片上你能看到什么吗？可能感觉也就是普普通通的一个菜园子，其实里面安装了很多高科技设备呢。（课件展示）
4、看，这个就是我们固定式高清摄像头。它不仅拥有超高的清晰度，还具备了夜视功能，这样我们在晚上也能进行观察了。
5、现在我们看到了一个黑黑的盒子，同学们猜猜看，它是干什么用的？同学们真聪明，这是我们的温湿度传感器，有了它我们就可以精确采集到数字农植园里的温湿度。
6、同时摄像头拍摄的画面以及温湿度传感器采集到的数据再经过我们的数据传输设备传输到数据中心，最后我们就能在用户终端——电脑上，通过互联网来观察和了解农植园的各种情况了。（黑板出示模块示意图）
7、（电脑展示）
8、讨论：那么与刚才获取数据的方法相比，你觉得数字植物园有什么优势？
（板书—远程观察—远程测量）
9、除了远程观察，远程采集测量数据的功能，你觉得数字农植园还能添加哪些功能？
小组讨论，并把你们的结果填写在表格里
活动顶棚——方便阳光照射，阳光强烈可以遮阳（补充黑板上的数据）
人造光源——在没有太阳的日子里进行人工照射
灌溉设备——当温度过高干燥时，浇水降温增加水分
等等……
10、那这些功能能不能再我们的数字农植园中实现呢？老师这里就有一个模型，看看你们的想法能不能在我们的模型上体现呢？
11、利用模型解剖数字农植园。
(1)、介绍基本结构
那么这个模型是由哪些模块组成的呢？
GSM通信模块——数据传输设备
温湿度光照传感器——测量模型内部的温湿度、光照数据
LCD显示面板——观察到模型里温湿度、光照情况
浇灌设备——由雾化喷头、抽水马达组成，可以进行浇灌
手动开关——直接控制浇灌设备进行浇灌
（课件出示）
（2）、接通电源后，我们就能通过显示面板知道里面温湿度、光照情况，如果我们想随时随地的了解模型里的心，我们通过手机就能查询。
（课件出示远程命令）
（3）、教师演示
(4)、如果现在我要给模型里的花需要浇水，需要怎么办呢？我们可以操作手动开关就可以了。
（5）那远程浇水呢？当然也能够。
只要我们发送“a1”就能打开浇水设备，发送“a0”即可关闭浇水。谁想来试试看呢？
（6）学生演示
11、模型上有这样的功能其实我们学校的数字农植园能有。
12、请大家在网页上找找，你觉得哪个图形开关是控制浇水的？
13、谁想来试试？
14、同学们能在网页看看到喷头吗？能看清楚它在喷水吗？
15、这时候我们就需要控制摄像头来观察了。
16、那怎么关闭呢？上面的那个按钮又是干什么用的呢？
(利用网页远程操作：浇水、开灯)
17、演示灯光控制
18、小结：看来，我们的数字农植园不仅能够实现远程的观察和测量，甚至还能远程操作控制浇水，光照，老师觉得这正是物联网技术带给我们的一种进步！ （板书—远程控制）
活动4【活动】四、拓展：　1、那么我们可以利用这个数字农植园开展哪些研究活动呢？　2、师生讨论并交流。　3、我们的
四、拓展：
1、那么我们可以利用这个数字农植园开展哪些研究活动呢？
2、师生讨论并交流。
3、我们的数字农植园已经具备了一些功能，那我们还能做进一步改进吗？
4、师生讨论交流
总结：那么下节课我们就如何使用数字农植园来进行相关的一些研究。

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