綜合活動3 制作土壤水量檢測儀第1課時一、教材內容分析教材主要以生命離不開水為背景創設教學情境，設定人體每天都要消耗大量的水分。植物也一樣，為了能讓植物不因長期缺水而死亡提出制作一種能夠檢測土壤水含量的儀器。利用導電金屬和鱷魚夾金屬探針檢測水含量，并把水含量通過LED屏幕顯示出來，把抽象的知識進行形象化的處理，有利于學生在體驗中掌握新知。這節課的內容是了解檢測儀的工作原理和學習搭建檢測儀。檢測儀的主要部件是 micro:bit 板，micro:bit 板的電源端口和模擬端口 P0 通過鱷魚夾與兩個金屬探針相連接。當金屬探針之間接入導電介質，micro:bit板上的燈就會亮，而且導電介質的導電性越好燈亮的盞數就越多。兩金屬探針插人土壤后按下按鈕開關，隨著土壤中的水分含量減少，探針之間所連接的土壤電阻增大，流過探針的電流會變小，LED屏幕上燈亮的盞數就少。因此可通過 LED屏幕上亮燈盞數反應土壤中水含量多少。學習這節課的內容，是讓學生在掌握檢測儀工作原理和搭建檢測儀技巧后，可以分組實踐，采用分組接力競賽體驗土壤含水量少、適量和較多三種情況下 LED屏幕的亮燈情況。應用檢測功能指導學生創新性思維的開發，給現有作品添加一些智能化功能，如缺水可以顯示數字1，水分適量顯示數字 2，水分充足顯示數字3等。活動中學生學會的合作、分享將更加有效增強學生創新思維的培養和教學效果提升，引導學生在實踐中快樂成長。二、教學目標1. 了解水量檢測儀的基本組成。2. 了解水量檢測儀的工作原理。3. 利用 micro: bit 的 LED 屏幕顯示土壤含水量信息。4.編寫程序顯示土壤的含水量信息。三、教學重點和難點1.教學重點。搭建檢測儀，LED模塊“設置亮度”指令，設定變量用來反應水量,“如果為true執行”指令2. 教學難點。如何設定變量反應含水量,“如果為 true 執行”指令。四、學習者特征分析學生已經對 micro:bit 板和編程軟件 MakeCode 有了一定的了解，開始接觸“如果為 true 執行”指令?！叭绻麨?ture 執行”指令是用外部條件來控制 micro:bit 板的控制指令，它雖然可以豐富學生在使用 micro:bit 板創作時的可選性和豐富創作作品的操作性，但“如果為true執行”指令對本年齡段的學生具有挑戰性，學生個體也存在差異，在教學中要關注學習小組成員的選擇和搭配。“如果為true執行”指令已涉及數據采集、處理的知識，本課雖然不做具體要求，教師在教學中由于教學環境和設備的不同，要關注變量水量的設置。尤其是在做電路數據采集處理的時候，要分為缺水、適量水分和水分夠多三種情況去研究它。五、教學策略選擇與設計1. 情境創設法：生命離不開水。人每天都要補充足夠的水分，植物也一樣。為了讓缺水時提醒主人要及時澆水，以此激發學生的學習興趣，讓學生學會觀察和帶著問題去思考，為導入本課學習創設良好的學習氛圍。2. 講授法：分析含水量檢測儀構成和如何編寫檢測含水量并把含水量顯示出來的腳本。3.任務驅動法：指導學生圍繞任務搭建儀器，規劃腳本。4.分工協作法：學生圍繞任務主題，分小組進行搭建檢測儀和編寫程序。下載程序進行調試，觀察程序運行是否正常。5.交流、評價法：學生在分組和選擇最優的過程中進行交流討論，將課本知識內化為自己的知識。學生展示實踐成果，對學生的學習過程和成果可采用自評、互評和教師評價給予適當評價和總結，并鼓勵學生參與評價。六、教學環境及資源準備1.教學環境。計算機網絡教室、互聯網環境、教學廣播系統、攝像頭。2.教學資源。micro:bit板、電池盒、導線、金屬探針、盆栽。七、教學過程1、 導課（4分鐘）1.帶著問題觀看圖片或者視頻:生命活動離不開水。為了讓植物不因長期缺水而死亡，人們利用虹吸作用或滴灌技術持續為植物輸送水分，能不能設計一種實時檢測土壤含水量的儀器，缺水時再給植物供水。2.引導學生在小組內討論、交流，傾聽學生匯報。3.歸納小結:自制一款含水量檢測儀。4.揭示課題:綜合活動3 制作土壤水量檢測儀。二、組建任務制作小組（6分鐘）1.引言:本節課我們通過小組合作形式，每個小組用 micro:bit 板制作一個土壤水量檢測儀，體驗土壤水量檢測儀開發的全過程。2.出示任務。(1)各小組推選有責任心的學生擔任小組長。(2)先探討、分析主題，結合教材中的“任務說明”“任務分析”確定制作土壤水量檢測儀所需的設備，共同制訂制作方案。(3)小組成員進行合理分工，分別承擔方案完善、腳本編寫、調試運行等任務。三、活動任務制作步驟（4分鐘）1.指導學生閱讀教材第7983頁，思考:如何搭建水量檢測儀，怎么實現水量檢測功能。2. 明確探究活動任務并探尋如何制作“檢測水量”的腳本思路。3.學生分組討論、交流。4.學生分組匯報。5.歸納小結:制作水量檢測儀的步驟。(1)搭建土壤水量檢測儀。(2)設置 LED模塊中燈的亮度。(3)設置變量水量。(4)規劃檢測水量的流程。(5)編寫腳本。四、活動任務前的準備（10分鐘）1.搭建檢測儀。(1)確定檢測儀的構成。(2)引導學生搭建檢測儀。(3)巡視指導。2.設置變量與引腳(1)設置 LED模塊的燈亮度。(2)設置變量水量，并將水量設為讀取模擬引腳端口 P0 電壓值。(3)引導學生實踐操作。(4)巡視指導。(5)學生交流、總結。3.“如果為true執行”指令的功能。(1)指導學生細讀教材第 84 頁的內容，學習繪制條形圖的值設為水量指令的意義。(2)添加按鈕，采用如果按鈕被按下時執行顯示水量的指令。4.小組交流、歸納總結。五、分析功能，編寫腳本（16分鐘）1.編寫檢測水量的腳本。(1)設置變量“水量”。(2)為了幫助學生理解，講解時可借助流程圖分析腳本編寫思路。(3)引導學生理解程序流程，編寫本段腳本。(4)巡視指導。(5)講解存在的共性問題。(6)小組互助并繼續調試本段腳本。2. 編寫按鈕控制腳本。(1)如果按鈕按下，則執行通過亮燈盞數顯示當前土壤中水的含量，否則只亮一盞燈。(2)借助流程圖幫助學生理順編寫思路。(3)引導學生理解程序流程，編寫本段腳本。(4)巡視指導(5)講解存在的共性問題(6)小組互助并繼續調試本段腳本。第2課時教學過程一、導入（4分鐘）1.引言:上節課，各個小組都大顯身手，發揮集體智慧，集思廣益，初步完成了腳本搭建。這節課我們將完善腳本，對土壤水量檢測儀進行創新，與其他小組分享你們的成果。2. 各小組打開腳本文件，根據實際情況對腳本進行完善。二、測試與優化腳本(6分鐘)1.出示任務:請同學們準備好攝像頭、麥克風等外部設備，運行程序，組內成員分工合作:建議組員一個操作，一個觀察，一個體驗，還有一個負責記錄。根據制作方案，逐項測試程序腳本運行是否與預設的一致，把程序運行中遇到的困難、故障記錄下來，進一步修改、完善程序。2.小組間相互運行腳本，提出反饋意見或建議。三、創新活動(10分鐘)1.在游戲中，增加蜂鳴器，當水量發生變化時蜂鳴器響起提示澆水，使土壤水量檢測儀變得更加好玩。2.小組間相互運行腳本，提出反饋意見或建議。四、展示點評,梳理總結(20分鐘)1.展示與交流。(1)各小組展示本組制作的土壤水量檢測儀作品，重點講解本組在設計、創作、編寫程序、調試等方面的設計意圖及功能，分享本組在實踐過程中的辛苦和喜悅、經驗與教訓。(2)以投票的方式選出本次活動的“最佳外觀設計獎”“最精密檢測儀”“最優算法獎”等。2.收獲與反思。(1)評價他人。對其他小組的作品給予評價，完成課本表格的填寫。請同學們談一談:從其他小組分享的作品中學習到了什么。(2)評價自己。請同學們談一談:通過本次綜合活動，你對土壤水量檢測儀有了什么新的認識，在實踐過程中，遇到了什么問題，你是如何解決問題并克服困難的。填寫教材活動評價表。(3)完善作品聽取老師或同學的意見或建議，從功能、腳本編寫等方面對本組作品進行改進。3.總結:在此次綜合活動中，我們一起回顧了土壤水量檢測儀制作過程，每個小組都設計出了優秀的作品。希望同學們課后可以繼續探索，設計出更有趣、更有創意的作品