
中小学教育资源及组卷应用平台 八年级信息技术义务教育版教学设计 课题 反馈控制有算法 单元 第四单元 学科 信息技术 年级 八年级 学习目标 1.学生能够掌握基于数据分析设计算法的方法,针对物联花盆系统自动灌溉功能,学会确定相关数据的阈值,并根据不同条件设计合理的决策算法,能够用程序代码实现该算法。2.学生能够熟悉执行器(如显示屏、直流电机水泵)的使用方法,包括硬件连接和编程控制,实现对土壤湿度的显示和自动灌溉功能。3.学生能够理解系统整合的一般方法,包括硬件检查、网络测试、动态测试等,能够完成物联花盆系统项目的模块整合和功能集成,并进行功能测试,确保系统正常运行。4.学生能够了解物联系统功能扩展的思路和方法,从系统功能、人机交互、数据处理与可视化等方面提出扩展方向,并能对扩展功能进行简单设计和分析。 重点 1.基于数据分析设计自动灌溉算法,确定合理的土壤湿度阈值及不同条件下的决策逻辑,并编程实现。2.执行器(显示屏和直流电机水泵)的正确使用,包括硬件连接和编程控制,实现土壤湿度显示和自动灌溉功能。3.物联系统整合的方法和步骤,确保系统各模块协同工作,实现整体功能,包括硬件检查、网络测试和动态测试等环节。 难点 1.设计复杂的决策算法,考虑多种因素(如土壤湿度、天气预报、光照强度等)的相互影响,确保算法的准确性和有效性,同时优化算法以提高系统性能。2.系统整合过程中解决硬件兼容性、网络通信稳定性等问题,确保系统能够可靠运行,及时发现并排除潜在故障。3.从多个角度对物联系统进行功能扩展设计,提出创新且可行的方案,同时要考虑扩展功能与原有系统的兼容性和集成性,避免过度设计或功能冲突。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 1.展示问题情境:通过ppt展示物联花盆系统,提出要实现自动灌溉等功能需要加入执行模块的问题,引导学生思考执行模块所需硬件以及触发条件,从而引出本节课主题———反馈控制有算法。2.引发思考与讨论:组织学生简单讨论执行模块硬件(如显示屏、水泵等)的作用以及可能影响其工作的因素,激发学生学习兴趣和探索欲望,为后续教学内容做好铺垫。 倾听老师讲解与导入 激发学生的学习兴趣,让从问题中进行思考,从而引出本节课的学习内容 讲授新课 一、知识讲解与实践操作1.根据数据设计算法算法设计思路讲解:以物联花盆系统自动灌溉功能为例,讲解如何根据数据分析处理结果设计算法。引导学生思考土壤湿度、天气预报、光照强度等数据与灌溉决策之间的关系,如确定土壤湿度的上限值、下限值作为判断是否灌溉的重要依据。小组合作探究:将学生分组,布置任务让小组合作探究自动灌溉的触发条件,并将决策填入表格。教师巡视各小组,参与讨论并给予适当指导,引导学生考虑各种可能情况,如土壤湿度大于上限值不灌溉,小于下限值灌溉,介于上下限值之间且天气预报下雨不灌溉、不下雨灌溉,光照强度大时调整土壤湿度下限值等。交流总结与代码实现:各小组汇报探究结果,教师组织全班进行交流总结,优化触发条件和决策表格。然后,结合优化后的表格,讲解如何将决策逻辑用程序代码实现,展示关键代码片段(如判断土壤湿度、天气预报、光照强度等条件并执行相应灌溉决策的代码),让学生理解代码的逻辑结构和实现方式。学生根据教师讲解,尝试编写完整的算法代码,教师进行巡视指导,帮助学生解决编程过程中遇到的语法错误、逻辑错误等问题。2.控制执行器执行器介绍与连接演示:展示显示屏和直流电机水泵实物,介绍其在物联花盆系统中的作用,即显示土壤湿度情况和实现自动灌溉。教师演示执行器与主控板的硬件连接方法,强调连接时的注意事项(如引脚对应关系、电源连接等),确保学生正确连接硬件设备。 ... ...
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