信息技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)搭建與信息安全教學(xué)設(shè)計(jì) 專(zhuān)題9 項(xiàng)目3　智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)搭建

項(xiàng)目3智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)搭建項(xiàng)目3智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)搭建教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的職業(yè)素養(yǎng)，提升集體意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。知識(shí)目標(biāo)：掌握智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)搭建的有關(guān)知識(shí)；了解智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)搭建的設(shè)計(jì)與調(diào)試。能力目標(biāo)：會(huì)根據(jù)客戶(hù)需求編寫(xiě)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大棚改造方案和實(shí)施計(jì)劃；能根據(jù)需求選用智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大棚相關(guān)設(shè)備；能對(duì)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與使用。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的搭建與調(diào)試。教學(xué)難點(diǎn)：根據(jù)實(shí)際需求規(guī)劃與設(shè)計(jì)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大棚，并對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。三、課時(shí)安排4課時(shí)四、教學(xué)策略教法：項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授法、演示法學(xué)法：自主探究學(xué)習(xí)法、討論法、小組合作學(xué)習(xí)法教學(xué)資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室、信息化教學(xué)平臺(tái)、配套教學(xué)課件教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖課前學(xué)習(xí)1.學(xué)習(xí)教師布置的課前學(xué)習(xí)任務(wù)。2.查閱資料，了解智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的有關(guān)知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。項(xiàng)目背景大棚溫度高了會(huì)“提醒”，土壤濕度低了會(huì)“通知”，果蔬生產(chǎn)中缺養(yǎng)分會(huì)“說(shuō)話(huà)”……物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，正在改變中國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)面貌。為積極支持國(guó)家鄉(xiāng)村振興政策，慧農(nóng)公司擬在前期精準(zhǔn)扶貧的基礎(chǔ)上，將光明村1座人工蔬菜種植大棚改建為智慧物聯(lián)網(wǎng)大棚。設(shè)置貼近實(shí)際的項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引入學(xué)習(xí)任務(wù)。項(xiàng)目分析慧農(nóng)公司為準(zhǔn)確掌握農(nóng)戶(hù)需求，組建專(zhuān)門(mén)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)到光明村進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，并編制改造方案和實(shí)施計(jì)劃，然后選用相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，搭建智慧農(nóng)業(yè)溫控系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)大棚智能溫控。項(xiàng)目結(jié)構(gòu)如圖9-3-1所示。分析項(xiàng)目并形成項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生分析歸納梳理信息的能力，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)化處理事情的習(xí)慣。任務(wù)1智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖任務(wù)描述慧農(nóng)公司組建光明村智慧大棚建設(shè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，需要到現(xiàn)場(chǎng)了解大棚基本情況、作物種植情況及農(nóng)戶(hù)具體需要，并編寫(xiě)智慧物聯(lián)網(wǎng)大棚改造實(shí)施方案。直觀(guān)描述內(nèi)容，明確教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生抓住重點(diǎn)。任務(wù)分析要完成規(guī)劃的設(shè)計(jì)，首先需要了解現(xiàn)有人工大棚的基本情況、客戶(hù)的具體需求，根據(jù)客戶(hù)需求結(jié)合公司產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出符合客戶(hù)需求的改造方案。任務(wù)路線(xiàn)如圖9-3-2所示。理清思路，養(yǎng)成學(xué)生有條理、合邏輯地開(kāi)展工作的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)實(shí)的職業(yè)素養(yǎng)。任務(wù)準(zhǔn)備1.智慧農(nóng)業(yè)教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)智慧農(nóng)業(yè)：智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的典型運(yùn)用。它是指通過(guò)部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器對(duì)作物生長(zhǎng)溫度、濕度、光照、CO2濃度及作用生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)等信息的采集，經(jīng)由無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析和智能控制，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策，實(shí)現(xiàn)物業(yè)生產(chǎn)的集約化、智能化、高效性。2.智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的組成教師講解：智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)從架構(gòu)上來(lái)講，一般由感知平臺(tái)、信息傳輸平臺(tái)、管理應(yīng)用平臺(tái)三大部分構(gòu)成。教師結(jié)合“圖9-3-3智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的組成”進(jìn)行講解。3.智慧農(nóng)業(yè)常見(jiàn)硬件設(shè)備教師講解：智慧農(nóng)業(yè)常見(jiàn)的硬件設(shè)備主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的各種傳感器及網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等，傳感器主要用于對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能監(jiān)控。教師明確：網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備主要為數(shù)據(jù)交流提供通暢的傳輸鏈路，結(jié)合圖“9-3-4智慧農(nóng)業(yè)常見(jiàn)硬件設(shè)備”進(jìn)行教學(xué)。4.智慧農(nóng)業(yè)軟件系統(tǒng)教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)軟件系統(tǒng)：智慧農(nóng)業(yè)軟件系統(tǒng)是指對(duì)農(nóng)業(yè)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析、處理，并將分析指令傳輸?shù)礁鞣N控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的自動(dòng)、及時(shí)、高效處理的信息化管理平臺(tái)。教師結(jié)合圖“9-3-5智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)界面”進(jìn)行教學(xué)。豐富學(xué)生對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的認(rèn)知，為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)，適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。教師講解與圖示教學(xué)相結(jié)合，更加有條理，更加清晰，易于學(xué)生的理解與掌握。任務(wù)實(shí)施成員按照擬定的任務(wù)線(xiàn)路實(shí)施任務(wù)。1.農(nóng)戶(hù)需求調(diào)研教師講解：農(nóng)戶(hù)需求調(diào)研是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)訪(fǎng)談形式了解農(nóng)戶(hù)大棚的經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)狀、存在的急需解決的問(wèn)題及改造后期望達(dá)到的目標(biāo)，全面掌握農(nóng)戶(hù)需求。。教師結(jié)合“表9-3-1農(nóng)戶(hù)需求調(diào)研表”進(jìn)行教學(xué)。2.大棚環(huán)境調(diào)研教師明確：大棚環(huán)境調(diào)研主要需掌握現(xiàn)有大棚的交通、面積、供水、供電、通風(fēng)、遮陽(yáng)、加濕、加溫等設(shè)備的運(yùn)行情況，為后續(xù)實(shí)施改造、規(guī)劃編寫(xiě)提供依據(jù)。結(jié)合圖“9-3-2大棚環(huán)境調(diào)研表”進(jìn)行教學(xué)。3.大棚改造方案編制（1）大棚溫濕度調(diào)控設(shè)計(jì)示意圖教師結(jié)合“圖9-3-6大棚溫濕度調(diào)控設(shè)計(jì)示意圖”進(jìn)行教學(xué)。（2）大棚溫濕度調(diào)整設(shè)備選用清單教師結(jié)合“表9-3-3設(shè)備選用清單”進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)擬定的任務(wù)路線(xiàn)展開(kāi)任務(wù)實(shí)施，教學(xué)路線(xiàn)清晰，教學(xué)內(nèi)容明確，幫助學(xué)生很好地掌握知識(shí)，同時(shí)鍛煉有條理地處理問(wèn)題的能力。圖標(biāo)教學(xué)與教師講解相結(jié)合，知識(shí)結(jié)構(gòu)更加清晰，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力。任務(wù)延伸WiFi全自動(dòng)家用澆花系統(tǒng)的搭建規(guī)劃與設(shè)計(jì)小小家有一個(gè)30㎡的小花園，每次外出度假花園的管理都是一個(gè)大問(wèn)題。小小想搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的全自動(dòng)澆花系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定時(shí)定量澆水、雨天延時(shí)、信息推送等功能，實(shí)現(xiàn)花園管理的自動(dòng)化。任務(wù)提示：1.明確小小自動(dòng)澆花系統(tǒng)搭建的需求。2.根據(jù)需求編制實(shí)施方案，查找相關(guān)設(shè)備。啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用于遷移的能力。任務(wù)2智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的搭建與調(diào)試教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖任務(wù)描述根據(jù)智慧大棚改造設(shè)計(jì)方案，以大棚溫度自動(dòng)調(diào)控為主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，采購(gòu)相關(guān)設(shè)備，完成智慧大棚改造，并進(jìn)行設(shè)備安裝調(diào)試。直觀(guān)描述內(nèi)容，明確教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生抓住重點(diǎn)。任務(wù)分析慧農(nóng)公司光明村智慧大棚建設(shè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)改造設(shè)計(jì)方案，采購(gòu)相關(guān)設(shè)備，落實(shí)施工人員，確定施工方案，做好安裝調(diào)試設(shè)備前的準(zhǔn)備工作。任務(wù)路線(xiàn)如圖9-3-7所示。理清思路，養(yǎng)成學(xué)生有條理、合邏輯地開(kāi)展工作的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)實(shí)的職業(yè)素養(yǎng)。任務(wù)準(zhǔn)備1.大棚改造設(shè)備安裝示意圖教師結(jié)合圖“9-3-8大棚改造設(shè)備安裝示意”進(jìn)行教學(xué)。2.溫濕度傳感器安裝示意圖教師結(jié)合圖“9-3-8大溫濕度傳感器安裝示意”進(jìn)行教學(xué)。3.傳感設(shè)備安裝要求教師結(jié)合步驟①~⑦進(jìn)行教學(xué)。圖示教學(xué)與步驟教學(xué)相結(jié)合，教學(xué)任務(wù)更加明晰，讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)操作，提高崗位職業(yè)水平。任務(wù)實(shí)施成員按照擬定的任務(wù)線(xiàn)路實(shí)施任務(wù)。1.采購(gòu)設(shè)備教師明確：按方案設(shè)計(jì)中的表9-3-3設(shè)備選用清單進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)，為大棚溫度自動(dòng)化調(diào)整改造做好物資準(zhǔn)備。2.編制施工方案教師明確編制施工方案的內(nèi)容：①確定施工人員、施工目期。②確定電網(wǎng)、設(shè)備等的施工點(diǎn)位。③確定施工材料。④確定施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及施工檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。3.安裝調(diào)試設(shè)備（1）確定設(shè)備位置教師結(jié)合步驟1至步驟3進(jìn)行教學(xué)。（2）安裝傳感設(shè)備教師結(jié)合步驟1至步驟5進(jìn)行教學(xué)。（3）設(shè)備調(diào)試及效果圖教師結(jié)合步驟1至步驟3、圖“9-3-10設(shè)備通信方式”、圖“9-3-11搜索溫度傳感器設(shè)備”和圖“9-3-12配置設(shè)備參數(shù)”進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)擬定的任務(wù)路線(xiàn)展開(kāi)任務(wù)實(shí)施，教學(xué)路線(xiàn)清晰，教學(xué)內(nèi)容明確，幫助學(xué)生很好地掌握知識(shí)，同時(shí)鍛煉有條理地處理問(wèn)題的能力。教師詳細(xì)講解操作步驟，直觀(guān)演示操作過(guò)程，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)際操作，提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。任務(wù)延伸WiFi全自動(dòng)家用澆花系統(tǒng)的搭建與調(diào)試選購(gòu)一款滿(mǎn)足用戶(hù)需求的WiFi全自動(dòng)家用澆花設(shè)備（如南水灌溉NS-MF40)，并進(jìn)行搭建與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)其用戶(hù)需求。任務(wù)提示：1.完成設(shè)備安裝。2.完成手機(jī)端APP的安裝。3.完成手機(jī)端的功能設(shè)置。4.查看設(shè)備工作狀態(tài)。啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用于遷移的能力。項(xiàng)目分享方案1：各工作團(tuán)隊(duì)展示交流項(xiàng)目，談?wù)勛约旱男牡皿w會(huì)，并選派代表分享交流。方案2：由學(xué)生代表與指導(dǎo)教師組成項(xiàng)目評(píng)審組，各工作團(tuán)隊(duì)制作匯報(bào)材料并進(jìn)行答辯。團(tuán)隊(duì)協(xié)作交流、分享自己的體會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。項(xiàng)目評(píng)價(jià)請(qǐng)根據(jù)項(xiàng)目完成情況填涂表9-3-4完成項(xiàng)目評(píng)價(jià)。自我評(píng)價(jià)，找出學(xué)習(xí)薄弱的地方，繼續(xù)鞏固。項(xiàng)目總結(jié)本項(xiàng)目基于真實(shí)典型工作任務(wù)，并將項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)內(nèi)容，項(xiàng)目共分為規(guī)劃與設(shè)計(jì)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的搭建與調(diào)試兩個(gè)任務(wù)。在智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)任務(wù)中介紹了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、需求分析、編制改造方案相關(guān)內(nèi)容;在智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的搭建與調(diào)試任務(wù)中介紹了設(shè)備采購(gòu)、施工方案編制及設(shè)備安裝調(diào)試相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)項(xiàng)目總結(jié)，提煉課程的要點(diǎn)，幫助學(xué)生明確教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還能幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，查補(bǔ)缺漏，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、踏實(shí)認(rèn)真的品質(zhì)。項(xiàng)目拓展項(xiàng)目名稱(chēng)：智慧灌溉系統(tǒng)搭建1.項(xiàng)目背景光明村一座長(zhǎng)50m、寬20m的蔬菜大棚需要搭建智慧灌溉系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)水肥一體化自動(dòng)管理,從而達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥、提高作物品質(zhì)與產(chǎn)量的目的。2.預(yù)期目標(biāo)學(xué)校社團(tuán)指導(dǎo)老師希望能改造光明村一座蔬菜大棚傳統(tǒng)的灌溉形式，搭建智慧灌溉平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水肥一體化自動(dòng)管理，具體要求如下。1)水肥一體化灌溉系統(tǒng)能根據(jù)種植作物水肥需求規(guī)律，根據(jù)土壤環(huán)境數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水肥一體化智能管理。2)作物水肥需求參數(shù)可自行設(shè)置。3.項(xiàng)目資訊1）智慧灌溉系統(tǒng)的子系統(tǒng)有哪些？2）智慧灌溉系統(tǒng)示意圖包括的內(nèi)容有哪些？4.項(xiàng)目計(jì)劃繪制項(xiàng)目計(jì)劃思維導(dǎo)圖。5.項(xiàng)目實(shí)施任務(wù)任務(wù)1：智慧灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)1)組建現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研團(tuán)隊(duì)，明確工作職責(zé)及分工。2）編制調(diào)研問(wèn)卷，客戶(hù)需求、大棚環(huán)境狀況。3）分析用戶(hù)需求。4）編制智慧灌溉系