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一、课程背景与设计逻辑:从生活问题到技术实践的桥梁演讲人
课程背景与设计逻辑:从生活问题到技术实践的桥梁01教学过程:从问题探究到作品生成的沉浸式体验02教学目标与准备:从知识输入到能力输出的系统规划03总结评价与课后延伸:从作品展示到思维沉淀04目录
2025小学技术课创意机器人之植物浇水课件
作为一名深耕小学技术教育十年的教师,我始终相信:技术课的魅力不在于堆砌复杂的术语,而在于用最贴近生活的问题,点燃学生探索的火花。今天要分享的“植物浇水创意机器人”课程,正是基于这样的理念设计——以“让植物喝上水”这个看似简单的需求为切口,串联起传感器、执行器、编程控制等技术核心,让学生在解决真实问题的过程中,感受技术与生活的联结,培养“用技术创造美好”的思维习惯。
01课程背景与设计逻辑:从生活问题到技术实践的桥梁
1教育政策与时代需求的呼应2022年《义务教育科学课程标准》明确提出“加强跨学科实践,培养学生解决真实问题的能力”,2023年《中小学劳动教育指导纲要》也强调“引导学生运用技术手段优化劳动过程”。植物浇水机器人课程正是这两个纲领的实践载体:通过“观察植物状态—分析需水规律—设计自动装置—验证优化方案”的完整流程,将科学探究、技术设计、工程实践有机融合,符合“做中学”“用中学”的核心素养培养要求。
2学生认知特点的适配性五年级学生(10-11岁)已具备基础的逻辑思维能力,对“动手制作”“编程控制”有强烈兴趣,但抽象思维仍依赖具体情境。植物浇水是他们日常可见的生活场景(班级绿植、家庭盆栽),从“帮植物解决喝水问题”切入,能快速激发共情;而“让机器人自己判断何时浇水”的技术目标,又恰好落在“跳一跳够得着”的最近发展区,既不会因太简单失去挑战,也不会因太复杂打击信心。
3技术核心的结构化渗透课程以“感知-决策-执行”的智能系统模型为底层逻辑:通过湿度传感器实现“感知”(获取土壤湿度数据),通过编程设定阈值完成“决策”(判断是否需要浇水),通过水泵电机达成“执行”(输出浇水动作)。这一设计不仅覆盖了机器人的三大核心组件(传感器、控制器、执行器),更潜移默化地传递了“数据驱动决策”的智能技术本质,为学生未来学习人工智能奠定认知基础。
02教学目标与准备:从知识输入到能力输出的系统规划
1三维目标设定知识目标:理解湿度传感器的工作原理(电阻随湿度变化)、水泵的驱动条件(电压与流量的关系)、简单控制程序的逻辑结构(循环判断+条件执行);掌握植物需水的基本规律(不同植物的湿度阈值差异)。能力目标:能独立完成传感器与主控板的电路连接,能用图形化编程工具(如mBlock)编写“湿度低于阈值时启动水泵”的程序,能通过测试调整参数解决“浇水过量”或“浇水不足”的问题。情感目标:在解决植物养护问题的过程中,体会技术对生活的改善作用;通过小组合作培养责任意识,通过观察植物生长变化建立生命关怀。
2教学资源准备硬件材料:Arduino主控板(或兼容的国产开源主板)、土壤湿度传感器(模拟信号型,精度±5%)、微型水泵(3V/5V直流,流量100ml/min)、18650锂电池(带保护板)、亚克力板(用于搭建机器人外壳)、硅胶软管(连接水泵与浇水口)、杜邦线(公对母/母对母)。
软件工具:mBlock5.0图形化编程软件(兼容Arduino)、湿度数据可视化工具(如Excel或编程自带的串口监视器)。
教学辅助:班级绿植(如绿萝、多肉)、湿度测量记录表(学生记录每日手动测量数据)、安全操作手册(重点标注电池正负极连接、水泵电压匹配)。
3前导经验铺垫课程实施前需完成2课时的“预备学习”:
①电路基础:认识串联/并联电路,能安全连接电池、LED灯与开关(通过“让小灯亮起来”实验掌握);
②传感器入门:通过“光照传感器控制小灯”实验,理解“传感器输出信号-程序判断-执行器动作”的闭环逻辑;
③植物观察:连续一周记录班级绿植的土壤湿度(用湿度计手动测量)与叶片状态(是否萎蔫),建立“湿度数值-植物状态”的直观联系。
03教学过程:从问题探究到作品生成的沉浸式体验
1情境导入:发现真实问题(10分钟)上课伊始,我会展示两张对比照片:一张是上周生机勃勃的绿萝,一张是今早因忘记浇水而萎蔫的同一盆绿萝。“同学们,我们班的‘绿宝宝’生病了,你们觉得问题出在哪儿?”学生很快会指出“忘记浇水”。接着追问:“如果我们出差一周,或者假期没人来学校,怎么让植物自己喝上水?”这时播放一段“智能花盆自动浇水”的视频(提前拍摄或找科普短片),画面中传感器插入土壤,屏幕显示湿度数值,当数值低于50%时水泵启动,水流缓缓渗入土壤。“这样的机器人,你们想不想自己做一个?”学生的眼睛瞬间亮起来,探究欲望被充分激发。
2知识建构:拆解技术原理(20分钟)2.1第一步:理解
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