在数字化与智能化深度融合的时代背景下，物联网技术作为连接物理世界与数字世界的桥梁，已成为青少年科学教育的重要载体。《神奇的家用智能灌溉系统》一课，以“为植物设计智能对话系统”为切入点，通过项目式学习（PBL）将抽象的技术原理转化为生活化的实践任务，完美契合《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》对“数据、算法、物联网”等核心概念的培养要求。课例不仅通过硬件操作与编程实践深化学生对传感器-传输-执行逻辑的理解，更以跨学科融合（如结合生物学中的植物需水量、物理学中的电路原理）为中学生构建了从认知到创新的完整学习闭环。

　　教学设计思路：

　　（1）核心素养目标：

　　1.信息意识：认识物联网技术对生活的影响

　　2.计算思维：理解传感器-传输-执行的基本逻辑

　　3.数字化实践：体验简易物联网系统搭建

　　4.创新意识：结合生活场景设计智能解决方案

　　（2）设计特色：

　　•项目式学习（PBL）：以真实生活问题驱动（植物养护）

　　•梯度化实践：硬件操作→编程控制→系统联调

　　•跨学科融合：融合生物（植物需水量）、物理（传感器原理）

　　•低成本方案：使用micro:bit/Arduino+常见传感器（总成本＜200元/组）

　　教学过程：

　　第一课时：初识物联网系统

　　环节1：情境导入

　　•展示对比视频：传统浇水vs智能灌溉系统

　　•生活问题讨论：“如果暑假全家外出旅游，阳台植物怎么办？”

　　•引出课题：用物联网技术让植物“自己说话”

　　环节2：系统拆解通过实物/3D模型演示讲解系统架构：传感器层（土壤湿度检测）↓网络层（蓝牙/WiFi数据传输）↓执行层（水泵自动浇水）

　　环节3：硬件探索分组操作套件：

　　1.认识传感器：土壤湿度传感器（类比“植物舌头”）

　　2.搭建执行器：微型水泵+输水管（示范安全操作）

　　3.基础实验：手动触发浇水（理解开环控制）

　　家庭任务：观察家中需要自动化养护的场景

　　第二课时：系统编程与优化

　　环节4：编程实践使用图形化编程（推荐Mind+/Mixly）：

　　#伪代码示例（实际使用图形块）

　　if土壤湿度<30%:

　　启动水泵(10秒)

　　else:

　　关闭水泵

　　环节5：系统联调

　　•分组调试“会说话的植物”系统

　　•进阶挑战：增加LED状态指示灯/微信消息提醒

　　•故障排查竞赛：设置3个故意错误（如传感器反接），让学生诊断

　　环节6：创新拓展

　　•头脑风暴：还能让家电如何“智能对话”？（如根据光照开关窗帘）

　　•展示前沿应用：AI预测浇水的智慧农场系统

　　教学资源准备：

　　评价设计：

　　1.过程性评价：实验记录单（记录5次湿度数据变化）

　　2.作品评价表：

　　–功能实现度★★★★☆

　　–系统稳定性★★★☆☆

　　–创新附加功能★★☆☆☆

　　3.小组互评：最佳“植物护理师”投票

　　图片

　　《神奇的家用智能灌溉系统》一课，通过“技术赋能生活”的真实场景，为中学生科学素养的培育提供了多维路径。其一，工程思维启蒙：学生从系统拆解到联调优化的过程，完整经历了“需求分析→设计→测试→迭代”的工程化思维训练，这与未来产业界对物联网人才的实践能力要求高度契合。其二，跨学科能力整合：课程将信息科技与生物、物理知识有机融合，让学生在解决“植物需水”问题的过程中，体验科学知识的综合应用价值。其三，社会责任意识渗透：通过“绿色生活理念”的延伸，引导学生思考技术发展与生态保护的平衡，呼应了可持续发展教育的全球议题。更为深远的是，该课例通过“拟人化设计”与“分层任务卡”机制，兼顾了兴趣激发与能力进阶，既让初学者体验成功，又为高阶学生提供创新空间。这种以真实问题驱动、以创新能力为终点的教学模式，不仅培养了学生的数字化生存能力，更在青少年心中播下了“技术向善”的种子，为其未来参与智慧社会建设奠定了认知与情感的双重基础。

　　撰稿：康永

　　编辑：潘舒璠

　　审核：魏艳红