在數(shù)字化與智能化深度融合的時(shí)代背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為連接物理世界與數(shù)字世界的橋梁，已成為青少年科學(xué)教育的重要載體?！渡衿娴募矣弥悄芄喔认到y(tǒng)》一課，以“為植物設(shè)計(jì)智能對(duì)話系統(tǒng)”為切入點(diǎn)，通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）將抽象的技術(shù)原理轉(zhuǎn)化為生活化的實(shí)踐任務(wù)，完美契合《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)“數(shù)據(jù)、算法、物聯(lián)網(wǎng)”等核心概念的培養(yǎng)要求。課例不僅通過(guò)硬件操作與編程實(shí)踐深化學(xué)生對(duì)傳感器-傳輸-執(zhí)行邏輯的理解，更以跨學(xué)科融合（如結(jié)合生物學(xué)中的植物需水量、物理學(xué)中的電路原理）為中學(xué)生構(gòu)建了從認(rèn)知到創(chuàng)新的完整學(xué)習(xí)閉環(huán)。

　　教學(xué)設(shè)計(jì)思路：

　　（1）核心素養(yǎng)目標(biāo)：

　　1.信息意識(shí)：認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)生活的影響

　　2.計(jì)算思維：理解傳感器-傳輸-執(zhí)行的基本邏輯

　　3.數(shù)字化實(shí)踐：體驗(yàn)簡(jiǎn)易物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建

　　4.創(chuàng)新意識(shí)：結(jié)合生活場(chǎng)景設(shè)計(jì)智能解決方案

　?。?）設(shè)計(jì)特色：

　　?項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）：以真實(shí)生活問(wèn)題驅(qū)動(dòng)（植物養(yǎng)護(hù)）

　　?梯度化實(shí)踐：硬件操作→編程控制→系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

　　?跨學(xué)科融合：融合生物（植物需水量）、物理（傳感器原理）

　　?低成本方案：使用micro:bit/Arduino+常見(jiàn)傳感器（總成本＜200元/組）

　　教學(xué)過(guò)程：

　　第一課時(shí)：初識(shí)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　環(huán)節(jié)1：情境導(dǎo)入

　　?展示對(duì)比視頻：傳統(tǒng)澆水vs智能灌溉系統(tǒng)

　　?生活問(wèn)題討論：“如果暑假全家外出旅游，陽(yáng)臺(tái)植物怎么辦？”

　　?引出課題：用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓植物“自己說(shuō)話”

　　環(huán)節(jié)2：系統(tǒng)拆解通過(guò)實(shí)物/3D模型演示講解系統(tǒng)架構(gòu)：傳感器層（土壤濕度檢測(cè)）↓網(wǎng)絡(luò)層（藍(lán)牙/WiFi數(shù)據(jù)傳輸）↓執(zhí)行層（水泵自動(dòng)澆水）

　　環(huán)節(jié)3：硬件探索分組操作套件：

　　1.認(rèn)識(shí)傳感器：土壤濕度傳感器（類比“植物舌頭”）

　　2.搭建執(zhí)行器：微型水泵+輸水管（示范安全操作）

　　3.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：手動(dòng)觸發(fā)澆水（理解開(kāi)環(huán)控制）

　　家庭任務(wù)：觀察家中需要自動(dòng)化養(yǎng)護(hù)的場(chǎng)景

　　第二課時(shí)：系統(tǒng)編程與優(yōu)化

　　環(huán)節(jié)4：編程實(shí)踐使用圖形化編程（推薦Mind+/Mixly）：

　　#偽代碼示例（實(shí)際使用圖形塊）

　　if土壤濕度<30%:

　　啟動(dòng)水泵(10秒)

　　else:

　　關(guān)閉水泵

　　環(huán)節(jié)5：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

　　?分組調(diào)試“會(huì)說(shuō)話的植物”系統(tǒng)

　　?進(jìn)階挑戰(zhàn)：增加LED狀態(tài)指示燈/微信消息提醒

　　?故障排查競(jìng)賽：設(shè)置3個(gè)故意錯(cuò)誤（如傳感器反接），讓學(xué)生診斷

　　環(huán)節(jié)6：創(chuàng)新拓展

　　?頭腦風(fēng)暴：還能讓家電如何“智能對(duì)話”？（如根據(jù)光照開(kāi)關(guān)窗簾）

　　?展示前沿應(yīng)用：AI預(yù)測(cè)澆水的智慧農(nóng)場(chǎng)系統(tǒng)

　　教學(xué)資源準(zhǔn)備：

　　評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：

　　1.過(guò)程性評(píng)價(jià)：實(shí)驗(yàn)記錄單（記錄5次濕度數(shù)據(jù)變化）

　　2.作品評(píng)價(jià)表：

　　–功能實(shí)現(xiàn)度★★★★☆

　　–系統(tǒng)穩(wěn)定性★★★☆☆

　　–創(chuàng)新附加功能★★☆☆☆

　　3.小組互評(píng)：最佳“植物護(hù)理師”投票

　　圖片

　　《神奇的家用智能灌溉系統(tǒng)》一課，通過(guò)“技術(shù)賦能生活”的真實(shí)場(chǎng)景，為中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育提供了多維路徑。其一，工程思維啟蒙：學(xué)生從系統(tǒng)拆解到聯(lián)調(diào)優(yōu)化的過(guò)程，完整經(jīng)歷了“需求分析→設(shè)計(jì)→測(cè)試→迭代”的工程化思維訓(xùn)練，這與未來(lái)產(chǎn)業(yè)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才的實(shí)踐能力要求高度契合。其二，跨學(xué)科能力整合：課程將信息科技與生物、物理知識(shí)有機(jī)融合，讓學(xué)生在解決“植物需水”問(wèn)題的過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用價(jià)值。其三，社會(huì)責(zé)任意識(shí)滲透：通過(guò)“綠色生活理念”的延伸，引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的平衡，呼應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展教育的全球議題。更為深遠(yuǎn)的是，該課例通過(guò)“擬人化設(shè)計(jì)”與“分層任務(wù)卡”機(jī)制，兼顧了興趣激發(fā)與能力進(jìn)階，既讓初學(xué)者體驗(yàn)成功，又為高階學(xué)生提供創(chuàng)新空間。這種以真實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、以創(chuàng)新能力為終點(diǎn)的教學(xué)模式，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)字化生存能力，更在青少年心中播下了“技術(shù)向善”的種子，為其未來(lái)參與智慧社會(huì)建設(shè)奠定了認(rèn)知與情感的雙重基礎(chǔ)。

　　撰稿：康永

　　編輯：潘舒璠

　　審核：魏艷紅