资源简介

(共28张PPT)
第一单元 第1课
设计自动浇水器方案
（教科版）八年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
在装置设计中融入节水节电策略，思考智能灌溉对资源节约的意义，养成绿色技术创新责任感。
探究简易智能浇水装置三要素，能够设计自动浇水器方案，提高创新意识。
了解一个基本的自动浇水器应包含感知、判断和调控三个环节，学会验证简易装置可行性。
从绿植养护问题出发，通过观察智能灌溉系统，明晰简易自动浇水器应具备的功能。
02
新知导入
聚焦
家中绿植常因主人忙碌无法及时浇水，缺水会影响植物光合作用甚至枯萎，本课的任务是设计能定时定量浇水的简易装置，为制作智能浇水器打基础。
02
新知导入
探索
观察公园里自动浇水装置的外形和工作原理，总结它们的共同特点。
02
新知导入
探索
03
新知讲解
请观察学校/公园绿地的浇水装置（如旋转喷头、滴灌管），分组讨论：
它们如何实现自动浇水？
哪些设计适合用到盆栽浇水器中？
议一议
旋转喷头利用水压推动旋转叶片，大面积洒水 → 可改小喷头用于阳台盆栽
滴灌管通过小孔缓慢渗水 → 可用吸管+塑料瓶模拟精准浇水
定时器控制每天固定时间放水 → 可用电子闹钟改造简易定时开关
03
新知讲解
能量加油站
智慧公园的自动浇水系统就像个植物管家：
环境感知：用土壤湿度探测仪、小型气象站等设备，24小时检测泥土干湿、空气温湿度。
智能决策：所有数据通过无线网络传到云端，由AI分析该浇多少水（例如：晴天多浇，雨天暂停）。
自动执行：云端指令控制水管阀门开关，实现精准浇水。
远程监控：管理员用手机APP就能查看数据，随时调整浇水方案。
03
新知讲解
能量加油站
03
新知讲解
写一写
根据前面的内容想一想，一个简易的自动浇水器应该包含哪些功能？分组讨论，并填空。
（1）具有能够检测土壤情况的功能。
（2）能够比较设定的泥土干湿和空气温湿度，并启动浇水功能。
（3）具有当土壤湿度达到设定的值时，停止浇水的功能。
03
新知讲解
能量加油站
简易智能浇水装置三要素
感知
土壤湿度传感器（像侦察兵）检测泥土干湿程度
判断
控制器（像大脑）对比设定值决定是否浇水
调控
水泵/电磁阀（像开关手）自动开关浇水
03
新知讲解
写一写
请根据下面的简易自动浇水器的示意图填空。
03
新知讲解
写一写
为了实现盆栽湿度数据的采集，我们需要用到的硬件设备是土壤湿度传感器。
为了实现盆栽湿度数据的分析处理，我们需要用到的硬件设备是主控板。
为了实现盆栽湿度数据的调控，我们需要用到的硬件设备是继电器。
在确定好设计方案以及硬件设备后，下一步就是连接硬件设备、编写程序、采集数据，然后观察我们测量得到的数据，并对这些数据进行合理分析、使用。
03
新知讲解
能量加油站
一个完整的闭环控制系统包含控制器、执行器被控对象和检测装置。
03
新知讲解
能量加油站
输入量
人们给系统设置的值，如设置理想的土壤湿度值。
检测装置
传感器检测到的环境的实际值，如土壤湿度传感器检测到的盆栽土壤湿度值。
比较器
比较设定的环境值和实际的环境值，算出偏差。
03
新知讲解
能量加油站
控制器
像大脑，比较土壤湿度与设定值，自动控制浇水。例如，土壤太干时启动水泵。
执行器
像手，负责执行浇水动作。例如，水泵工作让土壤变湿。
被控对象
系统需要控制的具体参数。例如，自动浇水器中需要调节的土壤湿度。
03
新知讲解
实践
根据前面所学知识，以小组为单位，设计一款简易自动浇水器，在班级展示方案，并根据方案准备硬件和材料。
04
课堂练习
一、判断正误，正确的画”√“，错误的画”X“。
土壤湿度传感器的作用是检测空气中的湿度。（ ）
简易自动浇水器需要连接云端进行数据分析。（ ）
控制器在自动浇水系统中起到“大脑”的作用。（ ）
水泵的主要功能是检测土壤湿度。（ ）
自动浇水系统需要同时检测空气温湿度和土壤湿度才能工作。（ ）
√
X
X
X
X
04
课堂练习
二、选择题
1、下列哪个部件负责检测土壤的干湿程度？（ ）
A. 水泵
B. 土壤湿度传感器
C. 电磁阀
D. 太阳能板
2、在自动浇水系统中，哪个部分负责决定是否需要浇水？（ ）
A. 电磁阀
B. 控制器
C. 水泵
D. 土壤湿度传感器
3、当土壤湿度达到设定值时，自动停止浇水的功能属于哪个部分的工作？（ ）
A. 感知
B. 判断
C. 调控
D. 远程监控
B
B
C
05
拓展延伸
物联网技术在智慧农场中的延伸应用
实时环境监测网：像“植物健康手环”，土壤湿度、光照等传感器联网自动采集数据。
远程设备联动控制：通过手机或电脑一键指挥灌溉机、补光灯等设备协同工作。
05
拓展延伸
太阳能供电系统的集成设计
绿色能源自主供电：太阳能板变身“迷你发电站”，为传感器和水泵提供全天候清洁电能。
智能储能防断电：搭配储能电池，阴雨天也能像“充电宝”一样保障系统稳定运行。
05
拓展延伸
雨水回收与智能灌溉联动系统
自动集雨蓄水池：雨水传感器触发屋顶导流装置，像“海绵”一样收集储存雨水。
按需智能调配：土壤干旱时优先调用雨水库浇水，雨天自动切换节水模式。
06
课堂总结
1
引入新知内容
2
了解检测土壤湿度功能
3
掌握检测结果数据分析
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
设计自动浇水器方案
07
板书设计
设计自动浇水器方案
1、进行新知引入
2、了解检测土壤湿度功能
3、掌握检测结果数据分析
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、简述简易智能浇水装置的三要素及其作用。
08
课后作业
一、填空题
1.简易智能浇水装置的三个要素是感知、判断和______。
2.检测土壤湿度的设备是______________。
3.控制器的作用是比较设定值并决定是否_________。
调控
土壤湿度传感器
启动浇水
08
课后作业
2、简答题
简述简易智能浇水装置的三要素及其作用。
感知：通过土壤湿度传感器检测土壤湿度；
判断：控制器分析数据并决定是否浇水；
调控：水泵或电磁阀执行开关操作控制浇水。
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