《光照溫度要適宜》教案-2024-2025學(xué)年人教版（2024）小學(xué)信息科技六年級（全一冊）VIP

《光照溫度要適宜》教案-2024-2025學(xué)年人教版（2024）小學(xué)信息科技六年級（全一冊）核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識學(xué)生能夠主動識別智能種植環(huán)境中光照和溫度信息的重要性，察覺不同農(nóng)作物對光照、溫度需求的差異，增強(qiáng)對種植環(huán)境數(shù)據(jù)信息的敏感度。理解光照和溫度數(shù)據(jù)在智能種植系統(tǒng)中的采集、傳輸、處理流程，以及其對農(nóng)作物生長決策的關(guān)鍵作用，形成主動關(guān)注種植環(huán)境信息變化的意識。計算思維通過分析智能種植中光照和溫度調(diào)控的邏輯，引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的環(huán)境控制問題抽象為數(shù)據(jù)監(jiān)測、閾值判斷、設(shè)備控制的計算模型，掌握運用計算思維分析問題的方法。培養(yǎng)學(xué)生運用流程圖、算法描述等工具，設(shè)計簡單的光照和溫度智能調(diào)控方案，提升邏輯推理與問題解決能力，能夠根據(jù)實際需求優(yōu)化控制策略。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新引導(dǎo)學(xué)生借助智能種植模擬軟件、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺等數(shù)字化工具，自主探究不同光照和溫度條件對農(nóng)作物生長的影響，提高自主學(xué)習(xí)和實踐操作能力。鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，針對現(xiàn)有智能種植光照和溫度調(diào)控系統(tǒng)提出改進(jìn)設(shè)想，嘗試設(shè)計具有個性化功能的環(huán)境調(diào)控方案，培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力。信息社會責(zé)任讓學(xué)生了解合理調(diào)控光照和溫度在保障農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要意義，認(rèn)識到智能種植技術(shù)應(yīng)用對社會、環(huán)境和人類生活的積極影響，增強(qiáng)信息技術(shù)服務(wù)農(nóng)業(yè)的責(zé)任感。培養(yǎng)學(xué)生正確使用智能種植技術(shù)的態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生在調(diào)控光照和溫度過程中，關(guān)注能源節(jié)約、生態(tài)平衡等問題，樹立正確的價值觀和道德觀。教學(xué)重難點教學(xué)重點深入理解光照和溫度對農(nóng)作物生長的影響機(jī)制，掌握不同農(nóng)作物適宜的光照時長、強(qiáng)度和溫度范圍。熟悉智能種植系統(tǒng)中光照和溫度的監(jiān)測方法，以及通過傳感器、控制器、執(zhí)行器實現(xiàn)自動調(diào)控的原理和過程。學(xué)會運用簡單工具設(shè)計光照和溫度的智能調(diào)控方案，能夠分析實際案例中環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)的運行邏輯。教學(xué)難點理解智能種植系統(tǒng)中光照和溫度調(diào)控的協(xié)同工作機(jī)制，以及如何根據(jù)農(nóng)作物生長階段動態(tài)調(diào)整環(huán)境參數(shù)。培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際種植環(huán)境中光照和溫度調(diào)控問題的能力，能夠綜合考慮多種因素優(yōu)化調(diào)控策略。教學(xué)過程導(dǎo)入新課圖片對比展示教師通過多媒體展示兩組農(nóng)作物生長的圖片。第一組是在適宜光照和溫度條件下生長的農(nóng)作物，葉片翠綠、植株健壯；第二組是光照不足、溫度不適宜環(huán)境下生長的農(nóng)作物，出現(xiàn)葉片發(fā)黃、植株矮小等現(xiàn)象。提問學(xué)生：“同學(xué)們，觀察這兩組圖片，大家發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的生長狀態(tài)有什么不同？你們覺得可能是什么原因?qū)е铝诉@些差異呢？”引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考光照和溫度對農(nóng)作物生長的影響，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計意圖：通過直觀的圖片對比，讓學(xué)生快速感知光照和溫度對農(nóng)作物生長的重要性，引發(fā)學(xué)生的好奇心，為新課教學(xué)創(chuàng)設(shè)問題情境。生活經(jīng)驗分享教師進(jìn)一步提問：“在生活中，大家有沒有觀察過植物在不同季節(jié)、不同環(huán)境下的生長變化？比如家里養(yǎng)的花草，在陽光充足和陰暗角落的生長情況有什么不一樣？”鼓勵學(xué)生分享自己的生活經(jīng)驗。學(xué)生分享后，教師總結(jié)：“看來光照和溫度對植物生長有著很大的影響。在智能種植中，如何為農(nóng)作物創(chuàng)造適宜的光照和溫度條件呢？今天我們就來學(xué)習(xí)《光照溫度要適宜》?！弊匀灰霰竟?jié)課的主題。設(shè)計意圖：聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗，讓學(xué)生將已有認(rèn)知與新知識建立聯(lián)系，拉近學(xué)生與教學(xué)內(nèi)容的距離，順利導(dǎo)入新課。新課講授光照和溫度對農(nóng)作物生長的影響講解教材內(nèi)容解讀：教師引導(dǎo)學(xué)生翻開教材，找到關(guān)于光照和溫度對農(nóng)作物生長影響的相關(guān)內(nèi)容，逐句朗讀并詳細(xì)解釋：“光照是植物進(jìn)行光合作用的能量來源，它影響著植物的生長速度、開花結(jié)果等過程。不同的農(nóng)作物對光照時長和強(qiáng)度的需求不同，例如水稻、小麥等糧食作物需要充足的光照進(jìn)行光合作用積累養(yǎng)分；而一些葉菜類蔬菜，如菠菜、生菜，相對耐陰，過強(qiáng)的光照可能會導(dǎo)致葉片灼傷。溫度則影響著植物體內(nèi)各種生理活動的進(jìn)行，每一種農(nóng)作物都有其適宜的生長溫度范圍，在適宜溫度下，植物的新陳代謝活躍，生長迅速；溫度過高或過低都會抑制植物生長，甚至造成植物死亡。”案例分析：教師以教材中番茄種植為例，講解光照和溫度對番茄生長的具體影響。在番茄生長過程中，充足的光照有助于番茄果實積累糖分，提高果實品質(zhì)；適宜的溫度（白天25-28℃，夜間15-18℃）有利于番茄的花芽分化和果實發(fā)育。如果光照不足，番茄會出現(xiàn)徒長、結(jié)果少等問題；溫度過高會導(dǎo)致落花落果，溫度過低則會使番茄生長緩慢。師生互動：教師提問：“同學(xué)們，結(jié)合剛才的講解和生活經(jīng)驗，大家還能想到哪些農(nóng)作物對光照和溫度有特殊要求？”組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，然后每個小組派代表發(fā)言。教師對學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行點評和總結(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對光照和溫度影響農(nóng)作物生長的理解。設(shè)計意圖：通過對教材內(nèi)容的詳細(xì)解讀、具體案例分析以及師生互動討論，讓學(xué)生全面、深入地理解光照和溫度對農(nóng)作物生長的影響機(jī)制，將抽象知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，便于學(xué)生掌握。智能種植中光照和溫度的監(jiān)測與調(diào)控原理講解傳感器監(jiān)測功能講解原理闡述：教師講解：“在智能種植系統(tǒng)中，傳感器是監(jiān)測光照和溫度的關(guān)鍵設(shè)備。光照傳感器能夠?qū)崟r感知環(huán)境中的光照強(qiáng)度，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并傳輸給控制器；溫度傳感器則負(fù)責(zé)監(jiān)測環(huán)境溫度，無論是土壤溫度還是空氣溫度，都能準(zhǔn)確測量并反饋數(shù)據(jù)。例如，光敏電阻式光照傳感器，光照強(qiáng)度變化時其電阻值也會改變，通過電路計算就能得出光照強(qiáng)度數(shù)值?！睂嵨镎故九c演示：教師拿出光照傳感器和溫度傳感器實物，向?qū)W生展示其外觀和接口，并通過實驗設(shè)備演示傳感器采集數(shù)據(jù)的過程。將光照傳感器置于不同光照環(huán)境下，觀察連接電腦上顯示的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)變化；改變溫度傳感器周圍環(huán)境溫度，查看溫度數(shù)據(jù)的實時更新，讓學(xué)生直觀感受傳感器的工作原理。教材案例分析：教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中智能溫室監(jiān)測光照和溫度的案例，分析傳感器在其中的應(yīng)用。在該案例中，多個光照傳感器和溫度傳感器分布在溫室不同位置，實時采集數(shù)據(jù)，為后續(xù)的環(huán)境調(diào)控提供準(zhǔn)確依據(jù)。教師結(jié)合案例詳細(xì)講解傳感器在智能種植監(jiān)測環(huán)節(jié)的重要作用?？刂破鳑Q策機(jī)制講解工作原理講解：教師解釋：“控制器就像智能種植系統(tǒng)的‘指揮官’，它接收傳感器傳來的光照和溫度數(shù)據(jù)后，會與預(yù)設(shè)的農(nóng)作物適宜生長參數(shù)進(jìn)行對比分析。當(dāng)光照強(qiáng)度低于設(shè)定閾值時，控制器判斷需要補(bǔ)光；當(dāng)溫度高于或低于適宜范圍，控制器會決定啟動降溫或升溫設(shè)備。例如，對于喜溫蔬菜辣椒，設(shè)定適宜生長溫度為20-30℃，當(dāng)溫度傳感器傳來28℃的數(shù)據(jù)時，控制器繼續(xù)監(jiān)測；若溫度上升到32℃，控制器則會發(fā)出指令啟動通風(fēng)扇和遮陽網(wǎng)進(jìn)行降溫。”類比說明：教師將控制器決策過程與交通信號燈控制系統(tǒng)類比，幫助學(xué)生理解。“就像交通信號燈控制器根據(jù)不同方向的車輛情況，決定信號燈的切換一樣，智能種植的控制器根據(jù)光照和溫度數(shù)據(jù)，決定執(zhí)行器的工作狀態(tài)?！被犹釂枺航處熖釂枺骸巴瑢W(xué)們，如果控制器預(yù)設(shè)的光照和溫度參數(shù)不準(zhǔn)確，會對農(nóng)作物生長產(chǎn)生什么影響？”引導(dǎo)學(xué)生思考控制器決策準(zhǔn)確性的重要性，加深學(xué)生對控制器功能的理解。執(zhí)行器調(diào)控操作講解作用講解：教師講解：“執(zhí)行器是實現(xiàn)光照和溫度調(diào)控的‘執(zhí)行者’，常見的調(diào)控光照的執(zhí)行器有補(bǔ)光燈、遮陽網(wǎng)；調(diào)控溫度的執(zhí)行器有加熱設(shè)備、通風(fēng)扇、空調(diào)等。當(dāng)控制器發(fā)出補(bǔ)光指令時，補(bǔ)光燈自動開啟；若需要降溫，通風(fēng)扇開始運轉(zhuǎn)，空調(diào)啟動制冷。例如，在冬季智能溫室中，當(dāng)溫度傳感器檢測到溫度過低，控制器向加熱設(shè)備發(fā)出指令，加熱設(shè)備開始工作，提升溫室內(nèi)溫度?！币曨l演示：教師播放一段智能種植系統(tǒng)中執(zhí)行器工作的視頻，展示補(bǔ)光燈自動補(bǔ)光、遮陽網(wǎng)根據(jù)光照強(qiáng)度升降、通風(fēng)扇調(diào)節(jié)溫度等場景，讓學(xué)生直觀感受執(zhí)行器在光照和溫度調(diào)控中的實際操作過程。小組討論：教師組織學(xué)生以小組為單位，討論在智能種植系統(tǒng)中，還有哪些執(zhí)行器可以用于光照和溫度調(diào)控，以及它們的工作原理。每個小組派代表發(fā)言，教師進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充。設(shè)計意圖：通過對智能種植中光照和溫度監(jiān)測與調(diào)控各環(huán)節(jié)（傳感器、控制器、執(zhí)行器）的功能講解、實物展示、案例分析、類比說明、視頻演示和小組討論等多種教學(xué)方式，讓學(xué)生深入理解環(huán)境調(diào)控的原理和過程，清晰掌握智能種植系統(tǒng)的工作邏輯。3.不同農(nóng)作物光照和溫度調(diào)控策略講解糧食作物調(diào)控策略：教師以水稻為例，講解其光照和溫度調(diào)控策略。水稻生長過程中，在分蘗期需要充足的光照促進(jìn)分蘗，適宜溫度為25-30℃。在智能種植稻田中，通過光照傳感器監(jiān)測光照時長和強(qiáng)度，當(dāng)光照不足時，可采用人工補(bǔ)光或調(diào)整種植密度增加光照；溫度過高時，利用灌溉水調(diào)節(jié)田間小氣候，或開啟通風(fēng)設(shè)備降溫；溫度過低則可采用覆膜保溫等措施。教師結(jié)合教材中水稻種植的光照溫度調(diào)控案例，詳細(xì)分析調(diào)控策略的實施過程。蔬菜作物調(diào)控策略：以黃瓜為例，教師講解其對光照和溫度的需求及調(diào)控方法。黃瓜是喜光植物，但在夏季高溫強(qiáng)光時易出現(xiàn)葉片老化、果實畸形等問題。智能種植溫室中，通過遮陽網(wǎng)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，當(dāng)光照過強(qiáng)時，遮陽網(wǎng)自動展開；黃瓜生長適宜溫度為白天25-30℃，夜間15-18℃，溫度過高時，啟動水簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)，溫度過低則開啟加熱設(shè)備。教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中黃瓜種植的相關(guān)內(nèi)容，組織學(xué)生討論如何根據(jù)黃瓜生長階段調(diào)整光照和溫度調(diào)控策略?；ɑ茏魑镎{(diào)控策略：教師以蝴蝶蘭為例，介紹花卉作物的光照和溫度調(diào)控要點。蝴蝶蘭喜弱光，適宜生長溫度為15-25℃。在智能花卉種植大棚中，通過調(diào)節(jié)遮陽網(wǎng)和補(bǔ)光燈控制光照；利用空調(diào)和加熱系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)控溫度。教師展示蝴蝶蘭在不同光照溫度條件下的生長圖片，讓學(xué)生直觀感受調(diào)控策略的重要性，并結(jié)合教材案例分析具體調(diào)控方法。設(shè)計意圖：通過對不同類型農(nóng)作物（糧食作物、蔬菜作物、花卉作物）光照和溫度調(diào)控策略的講解，結(jié)合教材案例和實際圖片展示，讓學(xué)生了解不同農(nóng)作物的特殊需求，掌握針對性的調(diào)控方法，提高學(xué)生解決實際種植問題的能力。課堂練習(xí)智能種植環(huán)境調(diào)控案例分析練習(xí)教師提供多個智能種植環(huán)境調(diào)控案例，包括教材中的經(jīng)典案例和一些新型智能種植模式案例，如垂直農(nóng)場番茄種植的光照溫度調(diào)控、家庭智能種植機(jī)生菜培育的環(huán)境控制等。要求學(xué)生以小組為單位，選擇一個案例進(jìn)行分析，從農(nóng)作物對光照和溫度的需求、傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)、控制器的決策過程、執(zhí)行器的調(diào)控操作等方面進(jìn)行深入探討。每個小組需要形成一份分析報告，包括文字描述、繪制調(diào)控流程示意圖等。小組完成分析后，進(jìn)行展示和交流。其他小組可以針對展示小組的分析報告提出問題和改進(jìn)建議，教師引導(dǎo)學(xué)生從準(zhǔn)確性、完整性、合理性等方面進(jìn)行評價，最后教師對各小組的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)和點評，強(qiáng)化學(xué)生對光照和溫度調(diào)控知識的理解和應(yīng)用。設(shè)計意圖：通過案例分析練習(xí)，讓學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，深入分析實際的智能種植環(huán)境調(diào)控案例，提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神和表達(dá)能力。個性化智能種植光照溫度調(diào)控方案設(shè)計練習(xí)教師提出一個實際問題：為學(xué)校的智能種植園設(shè)計一個種植草莓的光照和溫度調(diào)控方案。要求學(xué)生根據(jù)草莓的生長特性（喜光、適宜生長溫度為15-22℃），設(shè)計一套完整的智能調(diào)控方案。方案需包括選擇合適的傳感器（如光照傳感器、溫度傳感器）、確定控制器的調(diào)控邏輯（設(shè)定閾值、決策規(guī)則）、選擇執(zhí)行器（補(bǔ)光燈、遮陽網(wǎng)、加熱設(shè)備、通風(fēng)扇等）以及設(shè)備的連接方式，同時要考慮不同生長階段（開花期、結(jié)果期）對光照和溫度的特殊需求。學(xué)生可以使用文字描述、繪制系統(tǒng)連接圖、編寫簡易算法等方式展示設(shè)計方案。學(xué)生完成設(shè)計后，進(jìn)行展示和分享。教師組織學(xué)生互相評價，從方案是否符合草莓生長需求、調(diào)控邏輯是否合理、設(shè)備選擇是否恰當(dāng)、是否具有創(chuàng)新性等方面提出意見和建議。最后教師進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計過程中的關(guān)鍵要點和注意事項。設(shè)計意圖：通過個性化方案設(shè)計練習(xí)，讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到實際場景中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，提高學(xué)生運用智能種植知識解決實際問題的能力，同時加深學(xué)生對光照和溫度調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計的理解。課堂總結(jié)知識回顧教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容：光照和溫度對農(nóng)作物生長的影響，不同農(nóng)作物對光照時長、強(qiáng)度和溫度范圍的特殊需求。智能種植系統(tǒng)中光照和溫度的監(jiān)測方法，以及傳感器、控制器、執(zhí)行器協(xié)同工作實現(xiàn)自動調(diào)控的原理和過程。不同類型農(nóng)作物（糧食作物、蔬菜作物、花卉作物）的光照和溫度調(diào)控策略。重點強(qiáng)調(diào)與拓展延伸強(qiáng)