教科版（2024）八年级下册信息科技 02-采集土壤湿度数据 教案.docxVIP

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教案设计

总第02课时

课?题?名?称

?采集土壤湿度数据

学习目标

（包含学科核心素养）

知识目标：理解土壤湿度传感器的工作原理，掌握数据采集与分析的方法。

能力目标：学会硬件连接、程序编写和数据分析，培养实践操作能力。

素养目标：培养科学思维、技术应用和实践创新能力，体验物联网技术的实际应用价值。

问

题

类

型

学生问题

土壤湿度传感器是如何检测土壤湿度的？它的工作原理是什么？

采集到的土壤湿度数据如何存储和传输到互联网平台？

如何分析采集到的土壤湿度数据？列表法和作图法有什么区别？

学科问题

1.土壤湿度传感器的工作原理是什么？它是如何将土壤水分含量转化为电信号的？

2.物联网系统中，土壤湿度数据从采集到传输再到分析的完整流程是怎样的？

3.如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法在数据分析中各有什么优势？

教师问题

1.土壤湿度传感器检测到的数据是如何传输到主控板并进行处理的？

2.在采集土壤湿度数据时，如何设置合理的采样时间？采样时间过长或过短会有什么影响？

3.如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法分别适用于哪些场景？

问题系统

（星号标出核心问题）

1.土壤湿度传感器的工作原理是什么？它是如何将土壤水分含量转化为电信号的？

2.物联网系统中，土壤湿度数据从采集到传输再到分析的完整流程是怎样的？

3.如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法在数据分析中各有什么优势？

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）：

目标：激发学生兴趣，引出课程主题，明确学习目标。

教师提问：

“如果我们要设计一个自动浇水器，第一步需要做什么？”

“土壤湿度传感器是如何检测土壤湿度的？它的工作原理是什么？”

展示情境：

展示一张土壤湿度传感器的图片，并播放一段智慧农业中传感器应用的短视频，引导学生思考传感器的作用。

引出核心问题：

“采集到的土壤湿度数据如何存储和传输到互联网平台？如何分析这些数据？”

学（自主探究）：

目标：通过独立思考，初步了解土壤湿度传感器的工作原理和数据采集流程。

任务布置：

学生阅读教材中关于土壤湿度传感器的描述，结合教师提供的示意图，思考以下问题：

土壤湿度传感器是如何将土壤水分含量转化为电信号的？

采集到的数据如何传输到主控板？

学生活动：

学生独立完成教材中的填空题（如“土壤湿度传感器测量的数据将传输给____”），并尝试画出数据采集的流程图。

教师巡视：

观察学生的完成情况，适时给予提示和鼓励。

三、探（合作探究）：

目标：通过小组讨论，深化对数据采集、传输和分析的理解，培养团队协作能力。

分组讨论：

学生以小组为单位，讨论以下问题：

在采集土壤湿度数据时，如何设置合理的采样时间？采样时间过长或过短会有什么影响？

如何通过列表法和作图法分析土壤湿度数据？两种方法各有什么优势？

设计实践：

每组根据讨论结果，设计一个土壤湿度数据采集方案，明确采样时间、数据存储和分析方法，并绘制简单的流程图。

小组展示：

每组派代表分享设计方案，其他小组可以提出改进建议。

四（课堂检测）：

目标：检测学生对土壤湿度数据采集和分析的掌握情况。

检测问题：

选择题：

1.土壤湿度传感器检测到的数据通过什么设备传输到互联网平台？

（A.水泵B.主控板C.电磁阀D.液晶屏）

2.在数据分析中，列表法和作图法的主要区别是什么？

（A.数据存储方式B.数据展示形式C.数据采集设备D.数据传输速度）

判断题：

采样时间越长，数据准确性越高。（正确/错误）

土壤湿度传感器可以直接将数据传输到互联网平台。（正确/错误）

综合题：

请简述土壤湿度数据从采集到分析的完整流程。

学生回答：

学生独立完成检测问题，教师随机抽取学生回答，并进行点评。

反馈与总结：

教师总结土壤湿度数据采集和分析的关键点，强调数据准确性和分析方法的重要性。

五、拓（知识拓展）：

目标：拓展学生对物联网数据应用的认识，激发进一步探究的兴趣。

拓展内容：

教师介绍智慧农业中其他传感器的应用（如温度传感器、光照传感器），展示其工作原理和实际应用场景。

引导学生思考：如果将土壤湿度传感器与其他传感器结合，可以实现哪些更智能化的功能？

学生思考：

学生分组讨论：在智慧农业中，如何通过多传感器协同工作提高农作物产量？

课后任务：

学生课后查阅资料，了解物联网技术在智慧城市中的应用，并写一段100字左右的感想。

板书设计

采集土壤湿度数据

一、核心内容

1.传感器工作原理：土壤湿度→电信号→主控板

2.数据流程：采集→传输→存储