资源简介

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《第2课 种植蓝图巧规划》教学设计
教学内容分析
本课时是2025年广东教育出版社六年级信息科技教材第4单元“打造智能种植园”的第2课，承接上一课“智能种植我探秘”中对智能种植系统的认知，聚焦“规划设计”核心能力，是单元知识应用与实践创新的关键环节。教材紧扣2022年新版课标要求，以“化身种植工程师，为植物设计未来之家”为情境主线，通过“探究植物生存档案”“让机器听懂植物需求”两大模块，构建了“需求分析—设备选型—系统设计”的完整探究链条。 教材内容编排注重实践性与逻辑性，从植物生长特性的调研入手，逐步过渡到硬件设备的选择和子系统原理图的设计，既呼应了上一课的系统分解、闭环控制等核心知识，又强化了“技术服务需求”的信息科技应用理念。教材融入了搜索引擎、生成式人工智能工具等数字化资源的使用，设置了表格填写、原理图设计等多样化实践任务，既培养学生的信息检索与数据分析能力，又注重计算思维和数字化创新能力的提升，符合小学高年级信息科技学科“学思用结合、知信行统一”的教学原则。
学情分析
六年级学生通过上一课的学习，已初步掌握智能种植系统的基本组成、子系统功能及闭环控制原理，对传感器、控制器、执行器等核心设备有了基础认知，这为本课的规划设计任务奠定了知识基础。在能力层面，学生具备一定的自主探究和小组合作经验，能够运用搜索引擎获取简单信息，同时经过前期学习，已初步具备绘制简单图表的能力，能够尝试完成原理图的补全设计。 从学习特点来看，学生对“为喜爱的植物设计智能种植园”这类生活化、创造性的任务兴趣浓厚，乐于参与动手实践和创意设计活动。但学生在“根据需求精准匹配设备”“将文字描述转化为系统原理图”方面缺乏经验，对植物生长习性的调研可能存在信息筛选不精准、数据记录不规范的问题；同时，部分学生的逻辑梳理能力和图形表达能力较弱，在设计子系统原理图时，可能难以清晰呈现“采集—对比—控制—反馈”的闭环流程，需要教师通过实例示范和分层引导逐步突破。
教学目标及核心素养指向
1.能主动运用搜索引擎、生成式人工智能工具等数字化资源，获取所选植物的生长习性及环境需求数据，提升信息检索与筛选能力；能精准识别植物生长需求与控制设备、系统功能之间的关联信息，明确规划设计的核心依据，增强对信息的敏感度和应用意识。（信息意识） 2.通过分析植物生长特性，将智能种植规划任务拆解为“需求调研—设备选型—原理图设计”等子任务，培养任务分解能力；在设计子系统原理图时，梳理“传感器采集数据—比较器对比—控制器发出指令—执行器动作—反馈数据”的逻辑流程，强化闭环控制的思维模式，提升逻辑推理与建模能力。（信息意识、计算思维） 3.熟练运用数字化工具开展植物生长需求调研，掌握表格记录、数据整理等数字化学习方法；能结合所学知识，创新设计符合植物需求的智能种植子系统原理图，尝试用图形化方式表达技术方案，展现基于信息科技的创新思维和实践能力。（数字化学习与创新） 4.在规划设计过程中，体会信息技术与农业生产、生活的深度融合，认识技术为人类生活带来的便利；培养科学严谨的设计态度和团队协作精神，树立“技术服务于需求、科技赋能美好生活”的责任意识，激发对信息科技应用的积极态度。（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 依据植物生长特性，精准设定控制目标，合理选择对应的控制设备。 理解子系统原理图的构成要素，能补全土壤湿度、光照、温度控制系统的原理图，清晰呈现闭环控制流程。 教学难点： 如何将植物模糊的生长习性转化为具体、可量化的控制目标数据。 准确梳理子系统原理图中“数据采集—对比判断—控制执行—反馈调节”的逻辑关系，规范绘制闭环控制的原理图。 重难点设计原因： 依据植物需求设定控制目标、选择设备是智能种植园规划的基础，只有实现需求与设备的精准匹配，才能确保后续系统设计的合理性和实用性，这也是教材“需求分析—系统设计”逻辑链条的核心环节；子系统原理图是系统工作过程的可视化表达，补全原理图的过程不仅能巩固上一课闭环控制的核心知识，还能培养学生的逻辑建模能力，是本课“让机器听懂植物需求”的关键载体，符合课标对“过程与控制”概念应用的要求。 植物生长习性的描述多为定性表述，而智能控制系统需要定量的控制标准，六年级学生缺乏将定性信息转化为定量数据的经验，需要借助数字化工具检索并筛选有效数据，这对学生的信息分析和数据处理能力要求较高；子系统原理图的设计涉及抽象的逻辑关系梳理，学生需要将文字描述的控制过程转化为图形化的流程表达，既要明确各组件的连接关系，又要体现反馈环节的作用，对于逻辑思维和图形表达能力尚在发展中的学生来说，具有一定的挑战性。
教学策略
情境激趣法：以“为喜爱的植物设计智能种植园”为核心情境，通过提问“你想为哪种植物打造未来之家？它需要怎样的生长环境？”激发学生的创作欲望，让学生在充满兴趣的氛围中开展规划设计。 数字化工具辅助法：引导学生运用搜索引擎、生成式人工智能工具等获取植物生长数据，借助数字化资源突破“定性转定量”的难点，培养数字化学习能力。 实例示范法：针对原理图设计这一难点，展示草莓土壤湿度控制系统原理图的完整案例，详细讲解各组件的作用及逻辑关系，为学生提供直观的参考范例，降低设计难度。 任务驱动法：设计“填写植物生存档案”“选择硬件设备”“补全原理图”三个递进式任务，以任务为载体，引导学生逐步推进探究过程，确保教学目标的有序落实。 小组合作法：在调研植物需求、选择设备、设计原理图等环节，组织学生开展小组合作，通过分工协作、交流讨论，解决个体探究中遇到的问题，培养团队协作能力。
教学过程
课堂导入
教师活动：情境描述：如果能为自己最爱的植物设计一个智能种植园，它会是什么样子 是能自动调节光照的"阳光房"，还是能精准浇水的"水乐园" 无论是娇嫩的草莓、耐旱的多肉，还是清新的生菜，都需要特定的生长环境。今天，我们将化身"种植工程师"，用信息科技的力量，为不同植物量身打造"未来之家"。让我们从需求分析到系统设计，一步步构筑属于自己的智能种植园吧! 学生活动：倾听情境描述。 教师活动：明确本节课目标：1.能通过探究植物的生长需求，根据植物生长特性来设定控制目标，明确所需的控制设备。2.能用系统原理图描述各个子系统的工作过程。 学生活动：明确本节课学习主题，产生学习兴趣。 问题设计： 问题1：如何根据植物生长特性来设定控制目标，明确所需的控制设备？ 问题2：如何用系统原理图描述各个子系统的工作过程？
设计意图： 通过回顾旧知搭建知识桥梁，让学生在新旧知识的衔接中自然进入新课学习；借助植物图片和科普片段创设生动的情境，激发学生的创作兴趣和探究欲望；明确核心问题，帮助学生梳理学习思路，为后续探究活动指明方向。
活动1：探究植物的“生存档案”
教师活动：讲解："种植工程师"需要了解自己要种的植物，不同植物对温度、土壤湿度和光照的需求各不相同。例如，草莓喜欢湿润的环境，部分多肉却怕水多;生菜需要充足光照，而绿萝却偏爱阴凉。为了更好地探究植物生长需求，我们可以先从身边常见的植物人手，通过搜索引擎或生成式人工智能工具了解这些植物的生长习性，以及它们对温度、土壤湿度、光照等环境条件的要求。 布置任务：1.确定种植对象。请从植物候选名单中选择一种作为你的种植对象，使用搜索引擎或生成式人工智能工具搜索它的生长习性，并将其记录在表中。 2.填写植物"生存档案"。 通过小组合作，使用搜索引擎或生成式人工智能工具进一步搜索所选植物适宜生长的环境数据，填写在表中，并说说你选择它的理由。 3.采购硬件设备。 从表中选择搭建智能种植园所需的硬件设备，并说说它们的作用。 学生活动：选择种植对象，运用数字化工具查找植物生长习性，填写“植物生长习性表”。小组合作，将生长习性转化为具体的环境数据，完善“植物生存档案表”，讨论并说明选择理由。结合植物需求，从提供的设备清单中选择合适的硬件设备，填写“设备选用表”，明确设备作用。参与班级展示，倾听其他小组的分享和教师的点评，纠正自己的错误认知，巩固“需求与设备匹配”的知识。
设计意图: 通过数字化工具辅助探究，培养学生的信息检索和数据处理能力；通过小组合作和任务驱动，让学生在实践中学会将定性的生长习性转化为定量的控制目标，合理选择控制设备，突破教学重点；班级展示环节则为学生提供交流学习的机会，强化知识的理解和应用。
活动2：让机器“听懂”植物需求
教师活动：引导学生思考：有了植物的"生存档案"，也有了种植园所需的硬件设备，接下来需要让机器"听懂"植物的需求。我们可以将智能种植系统分解为土壤湿度控制系统、光照控制系统和温度控制系统等更小的子系统。然后，分别设计出每个子系统的原理图。 展示草莓土壤湿度控制系统原理图的完整案例，详细讲解各组件的作用及逻辑流程：土壤湿度传感器采集实际湿度数据，与设定的适宜湿度进行对比，控制器根据对比结果发出指令，启动或停止微型水泵，同时传感器将实际湿度反馈给系统，形成闭环控制。 总结：让我们借助系统原理图设计一个"植物语言翻译器"，使环境数据能够转为精准的控制指令。 学生活动：认真倾听教师对示例原理图的讲解，理解各组件的作用及闭环控制的逻辑流程。参照示例，独立补全土壤湿度控制系统原理图，明确控制逻辑。 教师活动：布置任务一：根据你所选中的植物的生存特性，并结合所选用的硬件设备，将各个系统原理图补充完整。1.补全土壤湿度控制系统原理图。 布置任务二：2.补全光照控制系统原理图。3.补全温度控制系统原理图。 组织小组展示设计的原理图，邀请学生讲解自己的设计思路，教师进行点评，强调原理图的规范性和逻辑的严谨性。 学生活动：小组合作，共同完成光照和温度控制系统原理图的补全设计，讨论并梳理各组件的连接关系。展示小组设计的原理图，讲解设计思路，倾听教师和其他小组的点评，完善自己的设计方案。
设计意图: 通过示例示范，为学生提供直观的参考，降低原理图设计的难度；通过独立完成与小组合作相结合的方式，让学生在实践中巩固闭环控制的逻辑，提升逻辑建模和图形表达能力；展示点评环节则帮助学生规范原理图设计，突破教学难点，同时培养学生的表达能力和创新思维。
课堂小结
教师活动 引导学生回顾本课学习过程，提问：今天我们作为‘种植工程师’，完成了智能种植园的规划设计，谁能说说我们是分哪两步完成的？在这个过程中，你学到了什么方法？ 总结本课核心知识：本课我们先通过数字化工具探究了植物的生长需求，将习性转化为具体数据，选择了合适的设备；再设计了子系统原理图，让机器能‘听懂’植物需求。关键是要记住‘需求决定设计’，并且原理图要体现闭环控制的逻辑。 布置课后任务：完善自己设计的智能种植园蓝图，包括完整的‘生存档案’、设备清单和三个子系统的原理图，下节课我们将基于蓝图开展模拟搭建活动。同时，思考如何优化自己的设计，让智能种植园更高效、更精准。 学生活动：回顾本课学习过程，主动发言分享自己的学习步骤和收获。倾听教师的总结，梳理核心知识和方法，加深对本课内容的理解。明确课后任务，带着优化设计的思考，进一步完善自己的种植蓝图。
设计意图: 通过提问引导学生自主梳理学习过程，帮助学生构建完整的知识体系；教师的总结则强化核心知识和方法，巩固学习效果；课后任务将课堂学习延伸到课外，为下一课的实践活动做好铺垫，同时培养学生的持续探究和创新优化意识。
教学反思
（一）成功之处 情境创设富有吸引力，“化身种植工程师”的主题的贴合学生兴趣，让学生在充满代入感的氛围中主动参与探究，有效提升了课堂参与度和学习积极性。 教学环节设计遵循“需求分析—设备选型—系统设计”的逻辑，与教材编排保持一致，符合学生的认知规律，确保了教学目标的有序落实；任务设置层层递进，从信息检索到数据整理，再到原理图设计，逐步提升难度，让学生在完成任务的过程中逐步突破重难点。 注重数字化工具的应用，引导学生运用搜索引擎、生成式人工智能工具开展探究，既培养了学生的数字化学习能力，又有效解决了“定性转定量”的难点，体现了信息科技学科的时代性。 采用实例示范和小组合作相结合的方式，为学生提供了充分的支持和交流机会，帮助学生顺利完成原理图设计，有效落实了计算思维和数字化创新的核心素养目标。 （二）不足之处 部分学生在使用数字化工具检索信息时，存在关键词选择不当、信息筛选不精准的问题，导致获取的植物生长数据不够准确，影响了控制目标的设定和设备选择，说明对数字化工具使用技巧的指导还可以更细致。 原理图设计环节，部分学生对“比较器”“反馈”等组件的作用理解不够透彻，在绘制时出现逻辑混乱、组件缺失的问题，反映出对闭环控制原理的巩固还需加强，课堂上的示范和指导可以更具针对性。 课堂时间分配略显紧张，尤其是在小组展示和点评环节，部分小组未能充分展示自己的设计思路，教师的点评也不够深入，未能充分发挥展示点评的反馈和提升作用。 （三）改进措施 优化数字化工具指导环节，增加关键词搜索、信息筛选的专项示范，可提前准备常见植物的生长数据资源包，为检索能力较弱的学生提供支持，确保所有学生都能获取准确的植物生长数据。 强化闭环控制原理的巩固，在原理图设计前，增加“回顾闭环控制流程”的小环节，通过简单的流程图或动画，帮助学生再次梳理“采集—对比—控制—反馈”的逻辑关系；在巡视指导时，对存在困难的学生进行一对一示范，重点讲解组件连接和反馈环节的设计。 调整课堂时间分配，适当缩短信息检索环节的时间，预留更多时间用于小组展示和点评，采用“小组互评+教师点评”的方式，让学生在相互交流中发现问题、优化设计，提升点评的有效性。 丰富评价方式，设计“种植工程师星级评价表”，从信息检索准确性、设备选择合理性、原理图规范性、小组合作积极性等维度对学生的表现进行全面评价，激发学生的学习动力，同时为后续教学提供更精准的反馈。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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