综合活动3 制作土壤水量检测仪第1课时一、教材内容分析教材主要以生命离不开水为背景创设教学情境，设定人体每天都要消耗大量的水分。植物也一样，为了能让植物不因长期缺水而死亡提出制作一种能够检测土壤水含量的仪器。利用导电金属和鳄鱼夹金属探针检测水含量，并把水含量通过LED屏幕显示出来，把抽象的知识进行形象化的处理，有利于学生在体验中掌握新知。这节课的内容是了解检测仪的工作原理和学习搭建检测仪。检测仪的主要部件是 micro:bit 板，micro:bit 板的电源端口和模拟端口 P0 通过鳄鱼夹与两个金属探针相连接。当金属探针之间接入导电介质，micro:bit板上的灯就会亮，而且导电介质的导电性越好灯亮的盏数就越多。两金属探针插人土壤后按下按钮开关，随着土壤中的水分含量减少，探针之间所连接的土壤电阻增大，流过探针的电流会变小，LED屏幕上灯亮的盏数就少。因此可通过 LED屏幕上亮灯盏数反应土壤中水含量多少。学习这节课的内容，是让学生在掌握检测仪工作原理和搭建检测仪技巧后，可以分组实践，采用分组接力竞赛体验土壤含水量少、适量和较多三种情况下 LED屏幕的亮灯情况。应用检测功能指导学生创新性思维的开发，给现有作品添加一些智能化功能，如缺水可以显示数字1，水分适量显示数字 2，水分充足显示数字3等。活动中学生学会的合作、分享将更加有效增强学生创新思维的培养和教学效果提升，引导学生在实践中快乐成长。二、教学目标1. 了解水量检测仪的基本组成。2. 了解水量检测仪的工作原理。3. 利用 micro: bit 的 LED 屏幕显示土壤含水量信息。4.编写程序显示土壤的含水量信息。三、教学重点和难点1.教学重点。搭建检测仪，LED模块“设置亮度”指令，设定变量用来反应水量,“如果为true执行”指令2. 教学难点。如何设定变量反应含水量,“如果为 true 执行”指令。四、学习者特征分析学生已经对 micro:bit 板和编程软件 MakeCode 有了一定的了解，开始接触“如果为 true 执行”指令。“如果为 ture 执行”指令是用外部条件来控制 micro:bit 板的控制指令，它虽然可以丰富学生在使用 micro:bit 板创作时的可选性和丰富创作作品的操作性，但“如果为true执行”指令对本年龄段的学生具有挑战性，学生个体也存在差异，在教学中要关注学习小组成员的选择和搭配。“如果为true执行”指令已涉及数据采集、处理的知识，本课虽然不做具体要求，教师在教学中由于教学环境和设备的不同，要关注变量水量的设置。尤其是在做电路数据采集处理的时候，要分为缺水、适量水分和水分够多三种情况去研究它。五、教学策略选择与设计1. 情境创设法：生命离不开水。人每天都要补充足够的水分，植物也一样。为了让缺水时提醒主人要及时浇水，以此激发学生的学习兴趣，让学生学会观察和带着问题去思考，为导入本课学习创设良好的学习氛围。2. 讲授法：分析含水量检测仪构成和如何编写检测含水量并把含水量显示出来的脚本。3.任务驱动法：指导学生围绕任务搭建仪器，规划脚本。4.分工协作法：学生围绕任务主题，分小组进行搭建检测仪和编写程序。下载程序进行调试，观察程序运行是否正常。5.交流、评价法：学生在分组和选择最优的过程中进行交流讨论，将课本知识内化为自己的知识。学生展示实践成果，对学生的学习过程和成果可采用自评、互评和教师评价给予适当评价和总结，并鼓励学生参与评价。六、教学环境及资源准备1.教学环境。计算机网络教室、互联网环境、教学广播系统、摄像头。2.教学资源。micro:bit板、电池盒、导线、金属探针、盆栽。七、教学过程1、 导课（4分钟）1.带着问题观看图片或者视频:生命活动离不开水。为了让植物不因长期缺水而死亡，人们利用虹吸作用或滴灌技术持续为植物输送水分，能不能设计一种实时检测土壤含水量的仪器，缺水时再给植物供水。2.引导学生在小组内讨论、交流，倾听学生汇报。3.归纳小结:自制一款含水量检测仪。4.揭示课题:综合活动3 制作土壤水量检测仪。二、组建任务制作小组（6分钟）1.引言:本节课我们通过小组合作形式，每个小组用 micro:bit 板制作一个土壤水量检测仪，体验土壤水量检测仪开发的全过程。2.出示任务。(1)各小组推选有责任心的学生担任小组长。(2)先探讨、分析主题，结合教材中的“任务说明”“任务分析”确定制作土壤水量检测仪所需的设备，共同制订制作方案。(3)小组成员进行合理分工，分别承担方案完善、脚本编写、调试运行等任务。三、活动任务制作步骤（4分钟）1.指导学生阅读教材第7983页，思考:如何搭建水量检测仪，怎么实现水量检测功能。2. 明确探究活动任务并探寻如何制作“检测水量”的脚本思路。3.学生分组讨论、交流。4.学生分组汇报。5.归纳小结:制作水量检测仪的步骤。(1)搭建土壤水量检测仪。(2)设置 LED模块中灯的亮度。(3)设置变量水量。(4)规划检测水量的流程。(5)编写脚本。四、活动任务前的准备（10分钟）1.搭建检测仪。(1)确定检测仪的构成。(2)引导学生搭建检测仪。(3)巡视指导。2.设置变量与引脚(1)设置 LED模块的灯亮度。(2)设置变量水量，并将水量设为读取模拟引脚端口 P0 电压值。(3)引导学生实践操作。(4)巡视指导。(5)学生交流、总结。3.“如果为true执行”指令的功能。(1)指导学生细读教材第 84 页的内容，学习绘制条形图的值设为水量指令的意义。(2)添加按钮，采用如果按钮被按下时执行显示水量的指令。4.小组交流、归纳总结。五、分析功能，编写脚本（16分钟）1.编写检测水量的脚本。(1)设置变量“水量”。(2)为了帮助学生理解，讲解时可借助流程图分析脚本编写思路。(3)引导学生理解程序流程，编写本段脚本。(4)巡视指导。(5)讲解存在的共性问题。(6)小组互助并继续调试本段脚本。2. 编写按钮控制脚本。(1)如果按钮按下，则执行通过亮灯盏数显示当前土壤中水的含量，否则只亮一盏灯。(2)借助流程图帮助学生理顺编写思路。(3)引导学生理解程序流程，编写本段脚本。(4)巡视指导(5)讲解存在的共性问题(6)小组互助并继续调试本段脚本。第2课时教学过程一、导入（4分钟）1.引言:上节课，各个小组都大显身手，发挥集体智慧，集思广益，初步完成了脚本搭建。这节课我们将完善脚本，对土壤水量检测仪进行创新，与其他小组分享你们的成果。2. 各小组打开脚本文件，根据实际情况对脚本进行完善。二、测试与优化脚本(6分钟)1.出示任务:请同学们准备好摄像头、麦克风等外部设备，运行程序，组内成员分工合作:建议组员一个操作，一个观察，一个体验，还有一个负责记录。根据制作方案，逐项测试程序脚本运行是否与预设的一致，把程序运行中遇到的困难、故障记录下来，进一步修改、完善程序。2.小组间相互运行脚本，提出反馈意见或建议。三、创新活动(10分钟)1.在游戏中，增加蜂鸣器，当水量发生变化时蜂鸣器响起提示浇水，使土壤水量检测仪变得更加好玩。2.小组间相互运行脚本，提出反馈意见或建议。四、展示点评,梳理总结(20分钟)1.展示与交流。(1)各小组展示本组制作的土壤水量检测仪作品，重点讲解本组在设计、创作、编写程序、调试等方面的设计意图及功能，分享本组在实践过程中的辛苦和喜悦、经验与教训。(2)以投票的方式选出本次活动的“最佳外观设计奖”“最精密检测仪”“最优算法奖”等。2.收获与反思。(1)评价他人。对其他小组的作品给予评价，完成课本表格的填写。请同学们谈一谈:从其他小组分享的作品中学习到了什么。(2)评价自己。请同学们谈一谈:通过本次综合活动，你对土壤水量检测仪有了什么新的认识，在实践过程中，遇到了什么问题，你是如何解决问题并克服困难的。填写教材活动评价表。(3)完善作品听取老师或同学的意见或建议，从功能、脚本编写等方面对本组作品进行改进。3.总结:在此次综合活动中，我们一起回顾了土壤水量检测仪制作过程，每个小组都设计出了优秀的作品。希望同学们课后可以继续探索，设计出更有趣、更有创意的作品