认识反馈——行空板K10智能浇水器 简单

项目来源
为满足新课标中六年级“过程与控制”内容要求，体现跨学科主题“小型开关系统”，使用行空板K10设计了项目“智能浇水器”。

项目简介
“智能浇水器”项目中， 学生将使用土壤湿度传感器探测植物的土壤湿度，反馈给行空板K10智能控制浇水效果。根据智能浇水器的输入、计算和输出环节，项目可拆解为开关系统及土壤湿度反馈系统两个小系统。在开关系统中，学生可一键开关给植物浇水；在土壤湿度反馈系统中，学生可设定种植植物的土壤的目标湿度，用土壤湿度传感器探测土壤含水程度，反馈给行空板K10实现定湿自动浇水。
项目中的主控器为行空板，连接土壤湿度传感器和抽水马达，实现测量土壤湿度和自动浇水过程，通过行空板屏幕，实现数据显示和交互流程。

项目知识点
贴合新课标中六年级的内容要求，“认识反馈——行空板K10智能浇水器”核心教学以下知识点：
1.借助开源硬件和 行空板K10搭建的“智能浇水器 ”，通过实验、分析，及“种植小达人 ”游戏体验手动控制土壤湿度的过程，知道什么是反馈及反馈的过程。 （信息意识，计算思维，数字化学习与创新）

2.通过对比普通浇水器和智能浇水器的工作过程和功能，初步了解反馈对系 统优化的作用。（信息意识，计算思维）

3.增强通过信息化手段解决问题的意识，树立用技术服务生活的意识和社会 责任感。（信息意识，信息社会责任）

项目原理
六年级主题为“过程与控制”，“智能浇水器”中，反馈系统硬件架构如下图。

硬件介绍
在“智能浇水器”中，使用主控器结合传感器、执行器，实现项目功能。
主控器为行空板K10。
传感器为土壤湿度传感器。
执行器为抽水马达。

流程图

【项目重难点】
教学重点：初步了解反馈对系统优化的作用。
教学难点：了解什么是反馈和反馈的工作过程。
【项目策略】
1.由学生身边熟识的因没人在家无法给植物浇水这一真实问题，作为贯穿引 领整个教学的关键问题，带领学生开展了问题导向的学习，关注了学生经历问题 解决的全过程，有效地发展了计算思维。
2.在内容处理上，首先用普通浇水器（行空板K10、土壤湿度传感器开源硬件和Mind+ 编程软件搭建）导入，再引 导学生逐步分析问题、探索智能浇水器的奥秘，通过游戏体验、实验验证，实物 对比等引导学生探究和体悟，逐步建构新知，初步知道什么是反馈、反馈的工作 过程及反馈在系统中的作用。这一过程也是让学生体会技术重新“发明 ”的过程， 最后应用迁移到学生的生活，唤醒学生对生活的观察与思考，给学生埋下了一颗 创造的种子，体现“将技术应用于生活 ”的理念。

【项目工具和资源】

智能浇水器和普通浇水器（行空板K10、土壤湿度传感器开源硬件和Mind+ 编程软件搭建）、智能浇水器程序、种植盒、希沃白板课件

【项目实施过程】

一、游戏导入，巧含“反馈 ”

学生玩贴鼻子游戏比赛，一组蒙着眼睛。另一组学生蒙着眼但有助手提醒。比较结果，初步体会“反馈”。

二、情境导入，发现问题

1.家里养的绿植每到假期出门旅游时，它们就因无人浇水

枯萎了。

2.我们需要一个怎样功能的浇水器才能解决刚才的问题呢？ 得到核心问题：如何根据土壤湿度自动浇水？

3.一起来探秘智能的浇水器。

三、合作探究，分析并解决问题

1.分析问题，了解土壤湿度传感器

(1)了解土壤湿度传感器。

(2)每种植物都有自己喜欢的土壤湿度。

2. 游戏体验，初步了解“反馈 ”

(1)游戏体验智能浇水器。

(2)智能浇水器工作过程。

自动浇水器这样，将实际湿度通过土壤湿度传感器返回到输入端， 与设定湿度进行比较的过程，就是反馈。如果实际湿度小于设定湿度，水泵就浇水，否则就停止。

3.合作实验，深度理解反馈

(1)小组开展实验探究。

(2)如何优化，让系统实现精准控制。

四、应用迁移，制作智能浇水器

小组设计智能浇水器。

网络探究

绿萝适合生长在50%-80%的相对湿度范围内。如果空气过于干燥，绿萝会出现叶尖干枯、叶缘发黄等现象；如果空气过于潮湿，绿萝会出现叶片发霉、腐烂等现象。所以，要根据季节和环境的变化，适当地增加或者减少空气的湿度。