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第5.1课《跨学科主题活动——设计装置搭建方案》教学设计
课题 跨学科主题活动——设计装置搭建方案 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：在设计和搭建灌溉装置时，需关注信息的获取和处理，利用数据分析优化灌溉方案。计算思维：通过分析灌溉需求、土壤湿度和气候条件，运用逻辑推理和算法设计高效的灌溉系统。数字化学习与创新：利用数字技术（如传感器、自动化控制）提升灌溉效率，推进罗汉果灌溉装置搭建完成，推动农业现代化。信息社会责任：在使用信息技术时，需考虑对环境的影响，确保技术的可持续性和对社会的积极贡献。
教学重点 学会根据具体的情况需求设计装置搭建方案。
教学难点 明确罗汉果种植灌溉装置的输入、计算、输出环节并完成设计。
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5.1课 跨学科主题活动——设计装置搭建方案1、观看视频。2、活动背景：广西种植罗汉果历史悠久。罗汉果对生长环境要求严格，尤其对湿度、温度有特殊要求，喜湿润，怕旱涝。壮壮参加的科技实践小组计划设计罗汉果种植灌溉装置，使其具有根据土壤湿度等环境参数自动判断并实施智能灌溉的功能。在搭建罗汉果种植灌溉装置前，需要制订设计方案，对需求进行分析，为后续实际操作做准备。 课程新知导入。 帮助学生初步理解本课研究内容。
讲授新课 新知讲解：一、需求分析1、通过查找资料或到田间地头了解罗汉果及其他2~3种农作物的灌溉过程，与同学讨论罗汉果的灌溉和其他农作物的灌溉有什么异同。（1）罗汉果的灌溉过程1. 土壤检测：定期检测土壤湿度，确保水分适中。2. 灌溉方式：采用滴灌系统，避免水分过多。3. 灌溉时间：通常在早晨或傍晚进行，减少蒸发损失。（2）水稻的灌溉过程1. 田间蓄水：在生长季节保持田间有水，通常保持5-10厘米的水层。2. 排水管理：在收割前适时排水，促进稻谷成熟。3. 监测水位：定期检查水位，确保水稻生长所需的水分。（3）小麦的灌溉过程1. 灌溉时机：在播种后和生长关键期进行灌溉。2. 灌溉方式：可采用喷灌或沟灌，确保水分均匀分布。3. 水分管理：根据天气情况和土壤湿度调整灌溉频率。相同点：都需要水分以支持生长和发育且灌溉方式可以包括滴灌、喷灌和沟灌等。不同点：罗汉果对水分的需求相对较低，过量灌溉可能导致根部腐烂，其他农作物（如水稻）则需要较高的水分，通常在生长季节保持土壤湿润。2、搭建罗汉果种植灌溉装置需要实现哪些功能 答：罗汉果种植灌溉装置的功能是实时水分监测，监测土壤水分，提供数据反馈，自动化灌溉并根据土壤湿度决定是否浇水。通过手机或电脑进行远程监控和控制，以及在设备故障或水源不足时发出警报。问：你能进一步明确罗汉果种植灌溉装置的输入、计算和输出分别是什么吗 答：罗汉果种植灌溉装置的输入是检测土壤的湿度;计算是判断土壤湿度是否符合种植要求，根据不同要求做不同的处理;输出主要是确定是否需要进行灌溉。在明确了罗汉果种植灌溉装置的功能之后，请结合劳动与科学的知识，思考搭建该装置可能需要的硬件设备，填写在下表中。设备名称数量作用土壤湿度传感器5实时监测土壤湿度数据小型水泵2按需抽取水源进行灌溉控制器1接收传感器信号并控制水泵启停输水管道1套将水输送至种植区域电源模块1为设备提供稳定电力需要用到的硬件设备主要有 Micro:bit、铁钉、鳄鱼夹舵机及数据传输线等。硬件准备Micro:bit：是一款小型可编程计算机，适合教育和初学者使用。它具有LED显示屏、按钮、传感器和多种输入输出接口，支持多种编程语言（如JavaScript、Python）。铁钉：在电子项目中，铁钉可以用作连接器或支撑结构，通常用于固定电路板或其他组件。鳄鱼夹：是一种常用的电气连接工具，通常用于快速连接电路，方便实验和测试。数据传输线：用于连接设备之间进行数据传输，通常包括USB线、串口线等，确保设备之间的通信和数据交换。二、项目规划书设计与撰写设计灌溉系统的过程并不是一蹴而就的，我们要根据实际需求设计合理的方案，考虑具体解决问题过程、技术实现方案及产品设计的价值等。这些问题需要我们在动手之前进行合理地考虑，并落实到文案中。请小组合作填写完成项目规划书，包括项目背景、项目内容、技术方案进度安排及人员分工等。(一)项目背景(制作罗汉果种植灌溉装置的意义)(二)项目内容(罗汉果种植灌溉装置主要解决的问题)(三)技术方案1.硬件设备2.模型设计(输入、计算、输出)3.算法设计(四)进度安排(五)人员分工（出示项目书word文档）三、评价与验证项目规划书设计完成后，小组间可互相交流，并填写项目记录单评价规划书完成情况。你们设计的罗汉果种植灌溉装置解决了什么问题 是否提高了灌溉的效率 解决的问题：传统罗汉果种植依赖人工灌溉，效率低且水资源浪费严重。通过自动化灌溉装置，可精准控制水量和灌溉时间，避免过度或不足灌溉。解决山区或干旱地区水源分配不均的问题，保障罗汉果生长环境稳定。效率提升：自动化装置通过传感器监测土壤湿度，实现按需灌溉，减少人力投入。统一调控灌溉量，避免局部过湿或干旱，提升整体种植效率。四、课堂练习完成课件23—25页的课堂练习题。五、拓展延伸1、项目规划书设计与撰写的注意事项明确目标: 清晰定义项目的目标和预期成果。详细计划: 制定详细的时间表和任务分配，确保每个阶段都有明确的责任人。资源评估: 评估所需的资源，包括人力、物力和财力，确保项目可行性。风险管理: 识别潜在风险，并制定应对策略。沟通机制: 建立有效的沟通渠道，确保团队成员之间的信息畅通。2、可持续农业可持续农业旨在在满足当前需求的同时，保护和改善环境，以确保未来的农业生产能力。其主要原则包括：通过多样化种植、轮作和保护生物多样性，维护生态系统的健康。合理利用水、土壤和能源，减少资源浪费，促进资源的可再生利用。尽量减少化肥和农药的使用，采用有机肥料和生物防治措施，降低对环境的污染。通过覆盖作物、减少耕作和施用有机物，保持土壤的肥力和结构。关注农民的生活质量和社区的可持续发展，确保公平的劳动条件和经济收益。 初步思考需求。完成思考内容。完成问答。认识需要准备的硬件。学习项目规划书设计和撰写。完成评价与验证。完成课堂练习。进行知识拓展。 通过需求分析，认识本课主要研究内容，引入所学知识内容。引导学生思考搭建罗汉果种植灌溉装置的功能需求，让研究内容更具体。引导学生思考罗汉果种植灌溉装置的输入、计算、输出分别是什么，让学习内容更清晰明确。学习本课研究内容的主要硬件，了解各硬件的功能作用和使用情况。在老师的引导下完成项目规划书撰写，明确项目规划书的主要板块内容和如何撰写，提高学生的规划设计能力。考察本课所学内容掌握情况，强化所学知识点。考察学生对本课知识内容的理解和掌握。拓宽学生知识面。
课堂小结 跨学科主题活动——设计装置搭建方案1.需求分析2.项目规划书设计与撰写3.评价与验证4.完成课题练习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 1、请同学们设计一份罗汉果种植的灌溉方案，包括所需材料和步骤，重点设计自动化灌溉系统的原理图，并说明其工作原理。 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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