感知生长——数字农植园
■教材分析
教材中为我们介绍了校园数字农植园系统的基本组成和系统结构,系统中涉及各类传感器的综合应用。本课通过借助我校数字农植园的讲解让学生逐步熟悉了物联网技术在校园数字农植园中的具体应用以及工作流程,同时借助搭建微型农植园环节让学生进行研究性学习,让学生在实践与研究中感受物联网技术给我们实际的生产和生活带来的便利。
■学情分析
本课教学对象为五年级学生,学生已经参观过物联网种植园,对物联网兴趣浓厚,能很熟练的使用物联网套件。同时本班很多同学参加了物联网种植社团,社团的学生也在里面种植了植物,但是本班学生对农植园的组成和工作原理还不是很熟悉,所以对校园数字农植园系统无法真正体验。
■教学目标
1. 知识与技能
(1)了解我校数字农植园系统组成以及工作模式。
(2)指导学生能够搭建简易的数字农植园模型。
(3)让学生了解植物生长的条件。
2. 过程与方法
(1)通过小组讨论交流,能确定出植物生长所需条件,为设计数字农植园做好
铺垫。
(2)学生利用已有的操作能力,搭建简易的种植园模型,从而感受其工作原理。
(3)通过教师的引领,让学生对自己设计的农植园提出改进意见。
3. 情感、态度与价值观
能提高学生对科学探究的兴趣,为学生提供搭建数字农植园探究的情境,从而使之乐于探究、热爱科学。
4. 行为与创新
对自己搭建的农植园进行改进,从而提高其智能性。
■教学重点与难点
重点:熟悉数字农植园的各个组成部分以及工作原理。
难点:学生为自己的农植园环境设计一个相应的数值;数字农植园模型的搭建。
■教学方法与手段
本课结合教师演示、小组合作学习、自主探究学习,引导学生完成植物记录单、农植园设计单和农植园的搭建任务,鼓励学生对作品提出个性化的修改意见。
■课时安排
安排1课时。
■教学准备
教学课件、实验记录表、物联网套件、平板电脑。
■教学过程
教学环节 教师与学生活动 设计意图
导入 师:上节课老师带领大家一起参观了我校的数字农植园,进去之后很多同学都很激动,为什么会有这么大的反响呢?谁来跟我们说说你都看到了什么? 生1:种植园里面种植了很多的植物,有多肉、 有长寿花。 生2:我看到了有摄像头。 生3:我看到有很多皮管从上面垂下来。 …… 通过学生的亲身体会作为情境导入,让学生切身感受到数字农植园的魅力。
新授 1. 认识数字农植园的组成和工作原理 师:看来同学们对数字农植园都很好奇,今天这节课我们就继续走进数字农植园,来感受数字化管理的魅力。 首先我们通过一段视频来进一步理解我们数字农植园,为我们进行解说的是我们物联网种植社团的**同学。同学们可要认真听,看完之后这位同学可是要对你们进行提问的。 问题1:当我们在异地时可以借助什么设备来 进行观察。 (学生回答完,教师通过视频监控演示。) (情景设置:这时候发现遮阳帘是放下来的) 师:我们知道植物的生长离不开阳光,正好今天天气好,有没有同学帮老师将遮阳帘打开的,让我们的植物也来享受享受这美妙的阳光浴。 问题2:我们是通过什么装置来进行浇水的? (让回答正确的学生,借助手机端来进行浇水,激发学生的兴趣。) 问题3:种植园里面用到了哪些传感器呢? 师:同学们你们想一想,我们手机上呈现的数值是不是直接由传感器传递过来的呢? (ppt动画演示)其实这些传感器获取到相应的数值后还要将数值通过传输设备传递给我们的数据处理中心进行处理,最后我们可以通过客户端(手机、电脑)进行查看了。这样我们根据客户端上显示的信息来对我们的喷灌、滴灌、遮阳进行远程控制了。 小组汇报种植植物 上节课老师说过在农植园里开辟出一块区域给你们每个小组来种植植物,来参加我们学校的观花项目,那你们有没有确定好种什么了呢? 组织学生交流汇报。 3. 设计微型农植园 我们观花项目其中一个环节就是让学生体会植物从种植到开花的一个过程,在这个过程中需要我们对它进行细心的呵护和管理。同学们,你们想一想,当把植物种下去以后,有什么办法可以帮助我们去管理它们呢? (引导学生说出数字种植园) 师:对了,我们就可以通过数字农植园对它们进行管理。接下来我们就来自己搭建一个属于你们自己的数字种植园。 师:课前老师已经请同学们小组先完成我们的农植园设计单,有没有哪个小组来给我们分享分享你们的想法。 (学生进行汇报,在汇报时考虑到不同的传感器控制不同的输出设备。) 搭建微型农植园 师:我们的设计方案已经确定好了,接下来就让我们一起去实现它吧。 (学生根据自己的设计方案搭建出农植园模型,教师进行指导。) (学生汇报,一位同学先说出本组的设计想法,另一位同学进行演示) 5.提出改进 同学们,因为实验器材的局限性,相信我们同学的很多想法没有实现,那你还有哪些想法和建议,可以让我们的农植园变的更智能、更方便呢? 生1:加入摄像头,可以随时的进行观察。 生2:我们可以接入灌溉装置。 …… 结合视频讲解,让学生了解种植园里面有哪些设备和可以实现哪些功能。 通过问题提问,可以一个对种植园里面的设备进行归纳总结的作用。 让学生亲自去操控,提高学生的兴趣,让他们感受科技带来的便捷。 结合课件,让学生理解和明白农植园设备与设备、设备与客户端之间的工作模式。同时 学生课前上网查找相应的数值,为下一环节自行设计农植园需要设置的参数值提供科学依据。 学生先结合植物记录单设计出适合自己植物生长的物联网环境,让学生在设计中发现问题和需求,并进行自主探究。 将自己的设计进行实现,同时激发学生的动手能力和培养小组合作能力。 让学生提出改进意见,发散学生的思维。
总结 通过这节课的学习,我们知道了数字种植园的主要组成部分以及它的工作原理,同时我们还自己搭建了一个属于我们自己的农植园,通过搭建我们感受到物联网技术给我们的生活带来了巨大的改变,正因为有了物联网技术的存在,人与物、物体与物体才得以相连,让我们一起走进智能生活的新篇章。 让学生切身感受物联网技术的便捷。