案例三：探索土壤湿度与植物生长的关系
简介
本项目旨在引导学生使用classroom科学套装中的土壤湿度传感器来探索土壤湿度对植物生长的影响。通过监测不同土壤湿度条件下植物的生长情况，学生将了解土壤湿度对植物生长的重要性。通过这个项目，学生将学习基础的生物学知识，掌握使用传感器和微控制器来收集环境数据，并激发他们对生态学的兴趣。
教学目标
理解土壤湿度对植物生长的重要性。
学习如何使用土壤湿度传感器和micro:bit收集土壤湿度数据。
掌握数据分析的基本方法，探究土壤湿度与植物生长的关系。
教学准备
在开始教学之前，请确保您已经准备好以下必要的材料：
| 图片 | 名称 |
|---|---|
 | classroom科学套装 |
 | micro:bit V2 |
 | 个人电脑（PC） |
 | USB 数据线 |
这些材料将为您提供一个完整的体验，确保您可以顺利地进行后续的操作和学习。如果您已准备好以上内容，我们可以继续进入下一步。
教学过程
课程引入
植物需要水来生长，但是多少水才是合适的？过多的水和过少的水都会影响植物的生长。在本节课中，我们将使用土壤湿度传感器和micro:bit来监测土壤的湿度，并探究土壤湿度对植物生长的影响。
探究活动
学习如何编写代码来读取土壤湿度传感器的数据。
设计一个实验，比较不同土壤湿度条件下植物的生长情况。
分析实验数据，讨论土壤湿度对植物生长的影响。
硬件连接
将土壤湿度传感器连接到wukong扩展板的P1端口，OLED显示屏连接到wukong扩展板的IIC端口。
代码编程
添加软件库
打开makecode.microbit.org并点击新建项目.
点击扩展.
搜索iot-environment-kit，添加iot-environment-kit软件库。
搜索wukong，添加wukong软件库。
示例代码
- 当开机时，显示爱心图标，初始化OLED显示屏。
- 将连接到P1端口的土壤湿度传感器的返回值存入变量Soil moisture中，在OLED显示屏上显示当前土壤湿度。
- 暂停1000ms，清空OLED显示屏显示内容。
请参考程序连接：https://makecode.microbit.org/_KYwM1gDxFUxt
你也可以通过以下网页直接下载程序。
下载程序
使用USB线连接PC和micro:bit V2。
连接成功后，电脑上会识别出一个名为MICROBIT的盘符。
点击左下角的
，选择Connect Device。
点击
。
点击
。
在弹出窗口选择BBC micro:bit CMSIS-DAP，然后选择连接，至此，我们的micro:bit就已经连接成功。
点击下载程序。
团队合作与展示
学生分成小组，共同完成案例的制作和程序编写。
鼓励学生之间相互合作、交流和分享经验。
每个小组有机会向其他小组展示他们制作的案例，并演示。
预期效果：开机后OLED显示屏显示当前土壤湿度。
（GIF动图）
总结与反思
回顾课程内容，提醒学生掌握了哪些知识和技能。
引导学生讨论他们在制作过程中遇到的问题和困难，以及如何解决这些问题。
引导学生思考土壤湿度对植物生长的影响，以及如何利用科技手段优化植物生长环境。
扩展知识
土壤湿度对植物生长有着显著的影响，它直接关系到植物根系的吸水能力、养分的吸收以及植物整体的生长状况。以下是土壤湿度对植物生长的一些主要影响。
根系吸水：适宜的土壤湿度可以保证植物根系有效吸收水分，维持正常的生理活动。
养分吸收：水分是植物吸收土壤中养分的媒介，土壤湿度适宜有助于植物更好地吸收必需的矿物质和营养。
土壤通气性：湿度过高会导致土壤中空气含量降低，影响根系的呼吸作用，长期湿润还可能导致根系腐烂。
影响土壤结构：土壤湿度的不均衡会影响土壤的物理结构，如结块或侵蚀，这对植物根系的生长和土壤微生物的活动不利。
生长速率：土壤湿度对植物的生长速率有直接影响，适宜的湿度可以促进植物快速生长，而不适宜的湿度则可能导致生长缓慢。