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教学教案设计
总第 02 课时
课 题 名 称 探索智慧温室大棚
学习目标 （包含学科核心素养） 理解智能传感器的概念、功能与特点，增强对信息获取技术的认识，提升信息意识和计算思维。 能够列举并分析智慧温室大棚中常见智能传感器的应用场景，培养数字化学习与创新能力。 认识智能传感器在信息社会中的广泛应用及其影响，增强信息社会责任意识。
问 题 类 型 学生问题 智慧温室里用到的这些传感器都有什么作用？ 这些智能传感器怎么知道什么时候该浇水或通风？ 我们家里的智能设备是不是也用到了这些传感器？
学科问题 智能传感器与普通传感器有什么区别？有哪些典型功能和特点？ 在智慧温室大棚中常见的几种智能传感器分别监测哪些参数？有何作用？ 为什么说智能传感器是实现农业智能化的基础？
教师问题 如果把智慧温室大棚比作一个“有感知能力的生命体”，你觉得传感器扮演了什么角色？ 除了农业外，你还能在生活中找到哪些智能传感器的应用？它们对我们的生活带来了什么影响？
问题系统 （星号标出核心问题） 1.智能传感器与普通传感器有什么区别？有哪些典型功能和特点？ 2.在智慧温室大棚中常见的几种智能传感器分别监测哪些参数？有何作用？ 3.为什么说智能传感器是实现农业智能化的基础？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 情境设置： 教师展示智慧温室大棚图片或短视频，提问： 教师问题1： “你觉得温室里这些看上去‘不起眼’的小设备，是怎么控制温度、湿度、灌溉的？” 教师问题2（延伸）： “如果把温室比作一个生命体，你觉得谁在负责它的‘感知’？” 引导学生聚焦本课主题：智能传感器是智慧温室大棚实现自动化管理的核心技术。 学（自主探究）： 学习任务一：了解智慧温室及其控制系统 结合电子教材“探索”部分内容，小组阅读并整理： 知识点： 智慧温室智能控制系统由各类传感器、自动化控制系统、通信、计算机技术等组成； 通过云平台设置参数，系统可自动调节室内温度、光照、水分、湿度、肥料等； 实现精细化、标准化、低成本、高品质的农业生产。 学生问题1： “只需设置参数，温室就能自动调节环境，传感器在这个过程中起到了什么作用？” → 答案：传感器实时采集环境信息，为系统判断与调控提供数据支持 学习任务二：了解智能传感器的功能与特点 依据教材“科学漫游”部分整理如下内容： 学科问题1： “智能传感器有哪些典型功能？” → 答案： 存储与处理检测数据 自我判断与异常数据过滤 数据分析与统计计算 与其他传感器之间通信交流 学科问题2： “智能传感器与普通传感器相比，有哪些明显优势？” → 答案归纳： 提高精度：可修正误差、降低噪声； 提高可靠性：系统小型化、抗干扰强、稳定性高； 提高性能价格比：功能集成、成本更优； 多功能化：可测多个参数、支持数据输出与通信接口。 探（合作探究）： 探究任务一：识别并理解常用传感器作用 教材“写一写”部分任务为依据，小组填写下表： 智能传感器名称作用温湿度传感器实时监测并输出温室温度和湿度数据土壤含水量传感器监测土壤中的含水量，提供灌溉依据二氧化碳传感器检测CO 浓度，调节通风系统，确保植物呼吸环境土壤pH值传感器检测土壤酸碱度，辅助施肥管理光照度传感器监测光照强度，调节遮阳系统或灯光补光系统
学生问题2：
“这些传感器是如何协同工作，保持植物生长环境稳定的？”
→ 答案：各传感器采集不同维度数据，通过云平台整合分析，控制相关设备调节环境。 探究任务二：绘制思维导图（教材“设计”部分） 任务目标：以“智能传感器”为中心，围绕其“种类、功能、特点、应用”绘制导图草图，准备在软件中制作完整图。
→ 提醒学生提取关键词：功能（检测、判断、交流）、特点（高精度、高可靠性、性价比高、多功能）、应用场景（智慧温室、智能交通等）
四（课堂检测）： 判断题： 1.选择题智能传感器只能采集数据，不能判断数据。（×） 2.土壤含水量传感器可以帮助农户判断是否需要灌溉。（√） 3.智能传感器应用于智能家居、智能交通、智能医疗等领域。（√） 4.所有传感器都具有数据分析能力。（×） 选择题： “以下哪项不是智能传感器的特点？” A. 多功能化 B. 自动控制外部设备 C. 高精度 D. 有判断能力 → 正确答案：B → 解析：控制外部设备由整个系统完成，传感器本身不直接执行控制。 五、拓（知识拓展）： 拓展任务一：生活中的智能传感器应用（教材“议一议”+“拓展”部分） 物联网中传感器的应用传感器类型使用该传感器的物联网设备作用图像传感器网络摄像头、智能门铃远程监控、人脸识别温湿度传感器智能空调、空气净化器自主调节温度湿度，提高舒适度心率传感器智能手表、运动手环健康监测、运动追踪
引导学生结合生活经验与教材内容，完成下表（节选）： 学生问题3： “除了农业，在哪些领域也广泛使用智能传感器？这些技术对生活带来了哪些影响？” → 答案举例： 智能家居：空调自动调节 智能交通：车辆安全预警 智能医疗：远程心电监测 智能工业：生产数据监控与反馈 → 影响：提升效率、增强安全、节省资源、改善生活体验
板 书 设 计 探索智慧温室大棚
探索智慧温室大棚 一、智能传感器的功能 - 采集、存储、判断、处理、交流 二、智能传感器的特点 - 高精度、高可靠性、性价比高、多功能化 三、常见类型及作用 温湿度、土壤水分、光照、CO 、pH值 四、应用领域 农业、家居、交通、医疗、工业等
教 学 反 思
1.教材内容贴近真实应用场景（智慧温室），激发了学生的探索欲； 2.思维导图任务强化了知识的结构化整理，提升了学生的信息组织与表达能力； 3.学生通过对比普通传感器与智能传感器，掌握了抽象技术的核心价值。 存在问题与建议： 1.个别学生对“智能传感器的功能与特点”理解较浅，建议后续配合图示或流程演示进一步说明； 2.若能提供实物展示或传感器模拟平台（如图像传感、温湿度模块），学生理解将更为直观； 3.可增加生活类拓展任务，如“我家的智能设备用到了哪些传感器”，强化生活迁移能力。
1(共12张PPT)
第2课：探索智慧温室大棚
认识智能传感器的功能与作用
学习目标与核心素养
1
学习目标
理解智慧温室智能控制系统的构成及功能
掌握智能传感器的功能与特点，并能分析其在温室中的具体应用
认识智能传感器在农业及生活中的广泛应用
2
学科核心素养
信息意识：关注信息获取与智能技术的应用
计算思维：理解传感器采集与控制的逻辑
数字化学习与创新：制作"智能传感器"思维导图
信息社会责任：认识智能技术带来的社会影响
导入：走进智慧温室
你知道吗？现在的农民只需在电脑前点几下，就能让温室自动灌溉、自动通风。
走入智慧温室大棚，我们可以看到各种智能设备，这些设备的外形不一样，其功能通常也不一样。听听工作人员的介绍，了解一下这些智能设备的名称及作用。
本课以智慧温室大棚中的智能传感器为主题设计制作思维导图。
探索：智慧温室“智慧”在哪？
随着果蔬、园艺等农副产品需求量的提升，智慧温室也随之出现。智慧温室的智能化主要体现在智能控制系统上。
智能控制系统
由各类传感器、自动化控制系统、通信技术、计算机技术构成
云管理平台
用户可设置温度、光照、水分、湿度、肥料等参数
智能化优势
精细化生产、标准化操作、降低成本、提升品质
自动调节
系统根据传感器数据自动调节环境参数
1
智能传感器监控网络
智能传感器节点构成监控网络,采集各种信息,帮助及时发现并
定位问题。
2
从人力到信息驱动
农业生产模式正从依赖人力和机械转向以信息和软硬件为中心。
思考：智能控制系统为什么能实现"自动调节"？背后依靠的是什么？
自主探究：
任务一：了解智慧温室及其控制系统
结合教材P8-P9“探索”和“能量加油站”部分内容，阅读并整理
任务二：了解智能传感器的功能与特点
依据教材“科学漫游”部分整理如下内容
能量加油站：传感器
1
传感器是一种检测装置
能够“感受”到被测量的信息，并将接收到的信息按照一定的规律转换成电信号或其他所需形式的信息后输出，以满足信息的传输、存储、显示、记录和控制等要求。
2
传感器让物体有了“感官”
让物体有了触觉、味觉、嗅觉等“感官”，让物体慢慢得“活”起来。
科学漫游：智能传感器的功能和特点
一、功能：
智能传感器能将检测到的数据存储起来，并按照指令处理这些数据。智能传感器之间能进行信息交流，并能自我判断应该传送的数据，舍弃异常数据，完成分析和统计计算。
二、特点：
1
提高传感器精度
通过软件修正系统误差、补偿随机误差，提高传感器精度。
2
提高传感器可靠性
消除不可靠因素、提升抗干扰性能，具备诊断、校准功能，稳定性强。
3
提高传感器性能价格比
多功能智能传感器与普通传感器相比，性能价格比明显提高。
4
促成传感器多功能化
实现多传感器综合测量、具备自适应能力和数字通信接口功能，适配各种应用系统。
合作探究：
探究任务一：查找智慧温室大棚中常用的传感器的作用是什么，填写教材P11“写一写”表格
任务目标：教材“写一写”部分任务为依据，小组完成填写。
探究任务二：绘制思维导图（教材“设计”部分）
任务目标：以“智能传感器”为中心，围绕其“种类、功能、特点、应用”绘制导图草图，准备在软件中制作完整图。（Xmind或者wps）
→ 注意提取关键词：功能（检测、判断、交流）、特点（高精度、高可靠性、性价比高、多功能）、应用场景（智慧温室、智能交通等）
智慧温室常用传感器
智能传感器名称
作用
温湿度传感器
实时监测并输出智慧温室大棚的温度和湿度数据
土壤含水量传感器
检测土壤中水分含量，提供灌溉依据
二氧化碳传感器
检测大棚内CO 浓度，调节通风系统，促进植物生长
土壤pH值传感器
检测土壤酸碱度，指导施肥管理
光照度传感器
检测光照强度，调节灯光或遮阳系统
拓展：传感器在生活中的应用
图像传感器
网络摄像头、智能门铃
作用：远程监控、人脸识别
温湿度传感器
智能空调、空气净化器
作用：环境检测，自主调节温湿度
心率传感器
智能手表、运动手环
作用：健康监测、运动追踪
光照传感器
智能照明系统、手机自动亮度调节功能
作用：自动感知环境光线并调整亮度
智能传感器的应用场景
智能家居
空调识别家庭成员
自动调节出风角度和模式
智能交通
传感装置实时监测安全
状态，与GPS、区块链协同
智能医疗
用于图像处理、生理监测、
疾病诊断
智能工业
全流程监测、自动预警
智能能源管理
用于智能电表、充电桩、
能源控制系统
思考问题：未来我们是否能像种菜一样，通过传感器'管理'我们的健康、交通和能源？
课堂总结
智能传感器功能
采集 | 判断 | 储存 | 分析 | 交流
特点
高精度 | 高可靠性 | 性价比高 | 多功能
常见传感器及作用
温湿度 | 光照 | CO | 含水量 | pH值
应用领域
农业 | 家居 | 医疗 | 工业 | 交通第2课：探索智慧温室大棚练习题
一、选择题（共5题，含答案与解析）
（1）容易题（基础记忆）
题1：下列哪一项属于智能传感器的功能？
A. 显示视频 B. 存储与分析数据 C. 制作动画 D. 控制灯光变化
→ 正确答案：B
→ 解析：智能传感器具有采集、存储、分析、判断等信息处理功能。
题2：以下哪种传感器可用于检测温室中植物呼吸所需气体的浓度？
A. 光照传感器 B. 土壤pH传感器 C. 二氧化碳传感器 D. 图像传感器
→ 正确答案：C
→ 解析：CO 传感器可监测空气中二氧化碳浓度，是植物光合作用的必要数据来源。
（2）中等难度题（理解与应用）
题3：智能传感器相比普通传感器，其主要优势不包括以下哪项？
A. 可多参数综合测量 B. 有自适应能力 C. 精度更高 D. 可以手工绘图
→ 正确答案：D
→ 解析：手工绘图不属于传感器功能，其余均为智能传感器优势。
题4：智慧温室使用光照传感器的主要目的是？
A. 自动调节空气清新度 B. 判断土壤硬度
C. 检测光照强度，为作物补光提供依据 D. 用于远程视频监控
→ 正确答案：C
→ 解析：光照度传感器用于监测环境光线，指导补光或遮阳操作。
（3）较难题（综合分析）
题5：某温室系统中的温度传感器持续上传异常高温数据，系统却没有触发降温操作。这可能是由于以下哪种智能传感器特性未被合理利用？
A. 多传感器集成 B. 数据统计分析
C. 异常数据过滤与判断 D. 抗干扰性能
→ 正确答案：C
→ 解析：智能传感器具有舍弃异常数据的能力，若误将真实高温识别为异常而丢弃，将导致控制失效。
二、判断题（共5题，含解析）
题1：智能传感器只能感知信息，不能存储或处理数据。（×）
→ 解析：智能传感器具备数据采集、判断、分析与处理功能。
题2：土壤pH传感器主要用来检测土壤酸碱度，指导施肥与作物选择。（√）
→ 解析：土壤pH值影响作物生长，传感器可提供精确数据支持农业决策。
题3：智能传感器之间不能通信，只能将数据传给计算机。（×）
→ 解析：智能传感器之间可互相通信，并协同判断信息。
题4：在智慧温室中，智能传感器的精准监测可以帮助实现标准化农业生产。（√）
→ 解析：这正是智慧农业的重要目标之一。
题5：光照度传感器和图像传感器功能完全相同，都是用于拍摄图像的。（×）
→ 解析：光照传感器监测光强，图像传感器采集图像，两者功能不同。

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