八年级上册第 11 课“ 自动浇水”教学设计
年级 八年级 单元/主题 第四单元:物联扶农业
课名 第 11 课: 自动浇水
一、教学建议
1.教学时长建议 2 课时
2.教学目标 本课的主要教学目标是: 1.了解自动浇水的原理; 2.了解自动浇水系统的组成。
3.教学设计建议 教学设计建议如下: 1.通过分析自动浇水的典型案例,帮助学习者了解自动浇水系统的实现流程。 2.通过分析自动浇水系统的组成,帮助学习者了解如何搭建一个自动浇水系统。
4.教学方法建议 在学习引入方面,教师应该结合教材中呈现的情景,联系学习者在现实生活中可能遇到的相似情景或现象,如现实生活中智能灌溉的案例,以带领学习者进入本节课的学习。 在新知学习方面,对于“ 自动浇水 ”的知识内容,建议教师结合当前现实生活中经常遇到的智慧灌溉应用场景,从中分析其基本作用,帮助学习者理解传感器在智慧农业方面的使用场景。 (1)对于“ 自动浇水 ”的知识内容,让学习者了解传统灌溉方式的弊端,以及智能灌溉系统的优势,并允许学习者充分交流、分享和讨论,让学习者了解自动浇水系统的实现流程,为下一部分组装和测试浇水系统提供基础。 (2)对于“ 自动浇水系统的组成 ”知识内容,让学习者了解包括土壤湿度传感器、Arduino 开发板、水泵、 电子继电器等自动浇水系统的组成部分,以及如何编写代码实现自动浇水。 在“项目探究 ”方面,教师应引导和鼓励学习者通过小组的形式来讨论编程控制浇水量,以及根据土壤干燥程度控制浇水量,促使学习者加深对自动浇水系统的理解。
二、补充知识
对应教材内容(对教材中何处内容的补充) 知识内容:真实智能灌溉系统知识补充
补充内容 灌溉作为农业管理常规性操作,需要经常进行。为了提升大面积农田、温室大棚等生产单位的灌溉效率与精细化程度,需要应用智能农业灌溉系统解决方案,对原有的灌溉系统进行改善升级,仅用一部
智能手机,就能实现远在千里之外也能一键灌溉农田。 系统架构: 智能农业灌溉系统解决方案,采用物联网、移动互联网、云计算等信息技术,利用环境采集设备(如气象传感器、环境采集器等设备)、无线传输模块、智能控制柜等硬件设备,组成一套具备监测、控制、远程管理的智能灌溉系统,实现灌溉用水精细化决策、智能控制灌溉设备运行。有效解决农林业山地、大田种植分布广,监测点多,布线供电困难等问题,从而实现农林业大田生产的智能化、 自动化。 系统组成: 解决方案由监测系统、控制系统、管理平台等几部分组成。常见的组合设备有:土壤温湿度传感器、空气温度采集器、液位采集器、风速/风向传感器、CO2 传感器、翻斗式雨量计、光照度传感器、土壤PH 传感器、土壤电导率传感器等设备; 同时连接智能网关、智能阀门控制器(可选配蝶阀、脉冲阀、球阀等类型的阀门控制器)、控制电磁阀、视频摄像头等硬件设备,再配以 PC、安卓/IOS 手机 APP 等智慧农业监控平台软件等共同组成系统。 系统功能: 智能农业灌溉系统解决方案支持流量监控、远程传输监控、异常报警、远程控制水泵、阀门等功能于一体。可与气象监测系统、土壤墒情监测系统、水肥一体化控制系统等智慧农业解决方案联用。 系统通过采集土壤墒情数据(包括土壤温湿度、空气温湿度、蒸发量等信息),通过数据分析决策智能控制该区域阀门的开关,结合作物生长需求选定灌溉模式,可选用定时灌溉、远程灌溉、循环灌溉三种灌溉模式,对灌溉量、灌溉时长等参数进行设定,实现按需灌溉。 同时用户可设置该区域的土壤温湿度上下限,当土壤温湿度低于所设置下限时,不管此时是否设置灌溉程序,阀门自动开启 ;当土壤湿度高于所设置上限时,不管此时该阀门灌溉程序是否进行,阀门自动关闭。同时每个阀门可独立设置灌溉程序,互不影响 ;每个阀门可设置灌溉时间周期,控制阀门的开启及关闭时间,可轻松实现轮灌、全自动灌溉。 此外系统可外接智能气象站、视频监控设备,集成视频监控设备实时查看灌溉区域状态,具有灌溉状态异常报警、管道压力监测等诸多功能,最大化保证环境数据采集的全面性,为灌溉的智能决策提供科学依据。 系统优势: 1.全无线远距离数据传输,传输距离远 ; 2.一套解决方案可覆盖上百亩,批量化控制 ; 3.组成系统的阀门控制器、采集器均自带电池,一分钟部署,即
插即用 ; 4.全自动智能按需分区灌溉,真正做到无人值守 ; 智能农业灌溉系统解决方案的应用,改变了农业灌溉用水量按亩计量、多年无序利用水资源的现状,有利于后续的科学管理和发展。
补充知识来源(提供网站链接或按参考文献格式提供) https://zhuanlan./p/666948118
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容(对教材中何处内容使用软件、硬件) 项目探究、练一练
软件名称(最好提供开源软件) Scratch 或米思奇或 python
基本功能说明 图形化编程或者代码编程
硬件名称(选择性价比高、中小学能用得起的) 网上搜索购买自动浇花浇水套件创客竞赛 steam 教育编程 DIY 开发板套装
基本功能说明 可编程,可实现自动浇水
四、项目探究解答参考
探究项目:在线投票 按书上步骤操作即可。
五、操作练习答案
一、练一练 按书上步骤操作即可。
二、做一做 按书上步骤操作即可,充分开展讨论,加深对自动浇水系统的理解。