1、第1112课时 体验智能花卉种植（综合活动）教学内容分析本综合活动是“开源硬件初体验”单元的综合应用。教材以测量土壤湿度为例，介绍土壤湿度传感器、光线传感器、micro：bit扩展板的应用，结合之前已学的温度传感器、蜂鸣器、无线通信模块等知识，让学生制作智能浇花装置。开源硬件还是选择 micro：bit，集成开发软件使用Mind，涉及的知识点包括传感器数据读取技术、2.4G无线通信技术以及蜂鸣器的报警技术等等。这些都是之前学过的内容。教材采用详略搭配的编写方法，对土壤湿度传感器这部分新知识做详细介绍，对于之前学过的知识和技能，则直接融合在本课的案例中，让学生在完成综合活动任务的同时，回顾以往的
2、知识，归纳总结出规律。探究活动：土壤湿度是影响花卉生长的重要因素之一，本课教材利用土壤湿度传感器测量土壤的相对含水量，让学生通过编程对土壤进行墒情监测探究，实现自动预警等功能，体验开源硬件在智能农业方面的应用。创新活动：土壤湿度传感器虽能自动检测花卉根部周围土壤是否缺水，并会自动发出缺水提示，但无法代替人进行浇水。本创新活动鼓励基础比较好的学生，通过增加继电器、水泵、12伏直流电源适配器等实验器材，增加花卉的智能浇水功能。交流总结：学生上台展示自己的作品，有机会在班上交流、讨论在探究、创新活动过程中遇到的问题，锻炼语言表达能力，共同提高。活动评价：从准备硬件、编写程序、创新活动、展示交流四个维
3、度开展学生自评、同学互评、老师点评，学会取长补短、公正处事。以评促学，找差距，补短板。教学对象分析通过前面几节课的学习，学生已经学会操控开源硬件 micro：bit，学会micro：bit按钮、加速度传感器、超声波传感器等多种传感器的编程方法，也熟悉Mind这个集成开发软件的操作方法。这节课只涉及一种新的传感器：土壤湿度传感器，这个传感器除需要用到扩展板进行连接外，其他应用与之前的内容类似，学生只要懂得知识迁移，就能自主学会这个传感器的使用。八年级学生有一定的逻辑思维能力，能按照教材范例操作要求进行小组合作编程。教材做了术语解释和分步操作说明，在教师的指导下，学生可以按顺序阅读，再分步骤操作，
4、从易到难，利用Mind完成整个活动任务的编程调试工作。八年级学生有一定的语言表达能力和学习评价经验，也乐于参与交流总结和活动评价，但发言可能会相对随意、立场未必公正，教师应当积极组织、参与交流讨论，引导学生瞄准评价项目，有的放矢，及时纠正不当的评价，点评时更要做到客观公正。教学目标1智能花卉种植。2土壤湿度传感器的工作原理。3编写程序实时获取土壤湿度数据。4浇水预警装置的设计与实现。教学重点和难点1教学重点。土壤湿度传感器的工作原理。2. 教学难点。浇水预警装置的设计与实现。教学方法1问题教学法：观看智能浇花装置视频，提问：如何知道花已经“渴”了？引导学生思考，增强信息意识。2演示教学法：在讲
5、解土壤湿度传感器检测土壤湿度时，适当进行演示，提高课堂效率。3模仿学习：学生仿照教师的操作方法学习用土壤湿度传感器读取土壤湿度数据，并填写表格。4任务驱动、自主探究：根据教学资源，完成智能浇花装置的设计。5合作学习：同学间相互交流学习经验和学习体会，互相帮助，体验以学生为中心的学习方式。教学准备1教学环境：计算机网络教室、互联网环境、转播控制系统。2资源准备：资源包，有关开源硬件应用的文字资料、各种开源硬件图片、课件、学生作品模板。3实验器材准备：micro；bit若干块，数据线若干条，土壤湿度传感器若干块， micro：bit扩展板若干块，继电器、水泵、12伏直流电源适配器若干块。教学过程第
6、11课时教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境，导入新课1导课：播放智能浇花装置的视频。提出问题：如何知道花已经“渴”了？如何发出声音提醒主人？2分析原理：当装置检测到的土壤湿度低于特定花卉品种所需的湿度设定值时，micro：bit的LED屏幕显示“x”，蜂鸣器鸣叫，提醒主人浇水或自动浇水。3请小组长分发实验器材：micro：bit主板一块、数据线、micro：mate 扩展板、土壤湿度传感器和蜂鸣器。观看视频，明确研究主题，思考、回答问题。认真倾听，思考实验要用到的硬件。领取实验器材。通过播放智能浇花装置视频，让学生对智能浇花装置有感性的认识，调动学生设计智能浇花装置的兴趣。探究认识土壤湿
7、度传感器1引导学生阅读教材P62，介绍土壤湿度传感器：用于测量土壤的相对含水量，做土壤墒情监测。土壤湿度传感器一般采用模拟端口，模拟值范围为01023。当土壤缺水时，从土壤湿度传感器中读取到的模拟值较小，反之较大。2影响花卉生长的环境条件有土壤湿度、温度和光线强度等。组织学生讨论，68个人一组，推选小组长，合理分工，明确任务。讨论获取花卉生长环境数据的方案，填写表格。3获取实地土壤湿度。连接 micro：bit和扩展板，将土壤湿度传感器插入micro：bit PO端口，再轻轻地将土壤湿度传感器插入待检测的土壤区域中。按教材图综1-3所示，提醒学生注意线的顺序、蓝色的线靠近“0”。4运行Mind
8、，选择“扩展”，在“主控板”选择micro：bit.在“传感器”选择“土壤湿度传感器”，切换到“上传模式”，连接设备。按照教材图综1-5编写程序，下载程序，把土壤湿度传感器插入土中，每隔10秒读取一次数据，记录在表格中。5记住所测数值接近平均值的区域，留下节课用。阅读课本资料，教师辅助讲解。以小组为单位，分解任务后开始探究，记录数据。小组合作，连接设备，编写程序。小组合作、调试程序。先学后教，学生先阅读材料，教师辅助说明，交代注意事项后，学生分组自主探究，通过合作学习，完成课本案例。交流展示1各小组展示自己测得的数据。2小组长回收设备，整理清点。各小组展示作品，其他组评价。通过作品展示评价，学
9、会欣赏别人。第12课时教学环节教师活动学生活动设计意图知识回顾，展示上节课成果1连接硬件，插入土壤湿度传感器，连接 micro：bit 和扩展板，打开 Mind，演示如何测量土壤的湿度实验。展示上一节课部分小组已填写的数据表格。2请小组长分发实验器材 micro：bit、数据线、micro：mate 扩展板、土壤湿度传感器和蜂鸣器。3指导学生连接设备，编简单测试程序。观看演示，回顾所学知识。领取实验器材，连接设备。测试硬件，确保硬件正常工作。梳理、回顾上节课的知识点，为这节课做准备。获取实地温度和实时光照强度1引导学生按照教材图综1-7所示，编写程序，测试当前环境温度和光照强度，将实验数据填入
10、到表格中。2设置智能预警功能，参考教材图综1-8，编写程序，当土壤湿度传感器测得的湿度值低于预警值，则micro：bit的LED屏幕显示“x”，表示需要浇水。3完善智能预警功能，参考教材图综1-9，编写程序，当micro：bit检测到水分偏少、水分偏多、温度偏高、光照偏强等信息，向连接蜂鸣器的另一块 micro：bit发送信息。4完善程序。参考教材图综1-10，编写程序，下载到连接蜂鸣器的另一块micro：bit中。5小组合作，调试程序。按照上节课的分组，继续探究。以小组为单位，合作探究。通过分组开展项目式学习，使学生在合作探究中相互依赖、相互补充，从而促进自身的提高，培养学生合作精神和创新能
11、力。创新活动土壤湿度传感器能自动检测花卉是否缺水，并发出提示，但无法代替人进行浇水。可利用继电器、水泵、12伏直流电源适配器，增加智能花卉浇水功能。学有余力的同学继续完成任务。分层教学和评价，让不同水平的学生都能有不同的成功体验。展示点评，交流总结1.请学生以小组为单位上台展示本组实验成果。2.请学生回收实验器材，整理清点。小组汇报，其他同学欣赏成果，评价作品。带着欣赏的眼光评价他人作品，寻找自身的差距。教学反思方向1在活动中，如何关注学习有困难的学生，哪些知识点学生没有掌握，出现困难，要如何解决。2教材中提供的范例学生是否感兴趣，在学生练习时，是否关注到学生的完成情况。3本综合活动，以学生实践为主，教师是否有过多的干涉行为。4本综合活动，范例有一定的难度，学生是否能完成任务。
