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第2.4课《农业生产新模式》教学设计
课题 农业生产新模式 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：理解温湿度数据与果干品质的关联，关注传感器在农业中的监测预警作用（如异常温度报警），形成数据指导生产的意识。计算思维：将烘干需求转化为条件判断逻辑（如温度≥45℃启风扇），通过流程图理解物联网系统的“感知-处理-执行”工作流程。数字化学习与创新：使用传感器、主控板等工具搭建监控系统，实现数据采集与可视化，并能针对实际需求提出改进方案（如增加湿度调控）。信息社会责任：认识精准农业对减少资源浪费的意义，在系统设计中保持严谨（如合理设置报警阈值），避免错误数据导致经济损失。
教学重点 掌握物联网系统通过温湿度传感器实时监测、智能调控（如风扇启停）保障果干品质的核心原理。
教学难点 理解“感知-分析-执行”的完整逻辑链，并能将烘干需求转化为条件判断语句与硬件控制代码的协同实现。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第2.4课 农业生产新模式壮壮参加学校组织的劳动实践基地研学活动，参观了蘑菇工厂、智慧猪场、智能鱼塘……老师和同学们深切感受到农业智能化带来的震撼与惊喜，感慨当下人们正切实地享受着智慧农业带来的丰硕成果。想一想：为什么农民伯伯要给烘干设备连上手机？因为物联网系统可以把数据传到手机，比如温度突然超标时，农民不用守在烘干房，手机收到警报就能立刻处理，还能查看全年数据优化烘干方案。思考：传感器在果园里除了测温度，还能帮植物做什么？比如土壤湿度传感器像‘侦察兵’一样检测干旱，光照传感器判断果树是否缺阳光，还能通过叶片温度发现病虫害，数据传到手机后自动分析预警，就像给植物请了24小时医生。从果园土壤湿度监测到烘干房红灯预警，传感器网络像永不疲倦的卫兵，7×24小时守护着芒果从枝头到成品的每个关键节点。广西果农用物联网技术把滞销芒果变成耐储存的果干，背后的秘密就在温度监控系统里。播放视频《你知道智慧养猪场都用了哪些高科技吗？》 课程新知导入完成思考题。观看教学视频。 帮助学生理解智慧校园具有的功能。通过问题导入引发学生思考。通过视频吸引学生的注意力。
讲授新课 新知讲解：一、马上行动收集相关实例，了解农业生产技术在应用物联网技术前和应用了物联网技术后的变化并与老师和同学分享你的发现。二、思考广西盛产水果，但有些水果往往不耐存放,果农常常面临着“丰产不丰收”的难题。为减少长期保存及滞销带来的损失，人们尝试将新鲜水果制作成果干，以实现长期保存在果干制作过程中，烘干环节改变了哪些因素？这对搭建果干制作温度监控系统有何启发？烘干环节改变的因素：水分变少：高温让水果里的水分蒸发掉，这样果干不容易发霉坏掉。温度不能太高或太低：温度太高会把水果烤糊，太低又晒不干，必须一直保持合适的温度。水果变甜变硬：水分没了，糖分留下来，果干变得更甜，口感也更紧实。对温度监控系统的启发：系统要能一直盯着温度，比如用温度传感器，超过设定值就报警（像烧水壶自动断电一样）。不同水果需要不同温度（比如龙眼50℃，菠萝60℃），系统可以设置不同模式，一键切换。最好能连手机，果农在外面也能用APP看温度变化，省得一直守着烘干房。三、探究请以小组探究的方式，分析果干制作温度监控系统的基本功能需求，完成以下任务。1.需求分析及功能实现。以芒果果干制作为例，在果干制作过程中的第一阶段，温度需要控制在50~65℃，湿度需要控制在46-60%。请分析各个环节的功能需求及用到的实验设备、平台，并填写在横线上，完成图 2-4-1。采集数据环节：通过温湿度传感器，采集环境温湿度数据。传输与存储环节：将获取的数据发送并存储在物联网云平台上。分析处理数据环节：利用云平台上的数据，分析烘干进度。反馈与控制环节：当温度异常（过高/过低），则自动启动/关闭控制器运行。2.算法分析及流程图完善。将图2-4-2中空缺的部分补充完整，并从中选择合适的模块在右边绘制出完整的流程图。开始设置网络及物联网云服务平台获取果干温湿度数据果干温湿度是否在阈值区间？否 → 上传数据到物联网云平台 → 打开加热器/关闭风扇是 → 结束四、做中学模拟搭建果干制作温度监控系统。1.硬件清单：主控板x1、温湿度传感器x1、风扇x1、4Pin线x1、端子线x1、Type-C数据线x1、带有热点功能的计算机x1。2.连接设备。将主控板和相关传感器、风扇连接起来（见图 2-4-3），并通过Type-C数据线接入计算机。3.程序编写。（1）进入物联网服务平台，添加项目及设备，完成各项配置。（2）打开mPython软件，添加网络应用，编写程序。①当温度大于等于45℃时，RGB灯亮红灯并开启风扇，否则RGB灯一直亮绿灯，代码如图2-4-4所示。②把监测到的温度值显示在OLED屏上，代码如图2-4-5所示。③发送数据至物联网服务平台，完整代码如图2-4-6所示。4.程序测试。运行程序，查看结果，如图2-4-7所示。平台生成数据可视化效果如图2-4-8所示。五、任务扩展果干制作过程中除了需要监控温湿度情况，还需要注意哪些方面？请你试着对果干制作温度监控系统提出升级改进方案。烘干均匀度：增加热风循环风扇，避免局部过热。卫生安全：加装紫外线消毒灯，定时杀菌。节能控制：根据天气自动切换太阳能或电能加热。六、拓展延伸传感器如何变身“植物医生”环境侦察兵：传感器就像植物的电子眼睛，24小时监测土壤水分和光照强度。24小时健康守护：通过持续测量叶片温度，发现植物是否"发烧"（环境异常）。信息快递员：内置无线模块把数据传送到手机，比人工记录快100倍。智能诊断师：分析数据自动判断缺水/缺肥，像医生看化验单开药方。危险警报器：突降暴雨或虫害爆发时，立即向农民手机发送预警信号。丰收好帮手：根据传感器全年数据，指导科学种植提升20%产量。 收集相关信息并与老师同学分享。完成思考题。完成实际功能及算法分析。完成模拟搭建果干制作温度监控系统任务。说一说你还知道哪些注意事项并提出改进方案。说一说在农业中使用传感器的好处。 培养学生的信息收集与分享能力。帮助学生通过生活实践掌握课程关键知识。培养学生分析问题的能力。培养学生的动手能力。培养学生优化方案的能力。扩展学生的知识点。
课堂小结 农业生产新模式1.进行新知引入2.了解干制作温度监控系统的功能需求3.掌握果干制作温度监控系统的搭建4.完成课堂练习5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本课内容，模拟搭建果干制作温度监控系统。学完本节课，和同学们讨论果干制作温度监控系统改进方法。完成PPT31-32页的练习题。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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