数智运河 · 感知数据 · 实验室

平陆运河环境监测“数智小哨兵”行动 · 信息科技八年级

本次提交信息

请填写小组名称/组号后再提交数据,教师端将按小组汇总。

创设情境,感知运河“数智”监测

同学们,在我们广西,有一条世纪工程——平陆运河,它打通了西江通向大海的航道。今天,我们将化身“数智小哨兵”,为这条运河搭建环境监测系统。

操作要求:
1. 在电脑桌面找到本节课实验网页,找到平陆运河虚拟仿真网页链接,打开网页;
2. 按住鼠标左键,拖拽画面,360°自由漫游运河航道、河岸区域;滚轮放大缩小画面;
3. 重点观察运河两岸岸边,寻找监测站点与监测设备;一边浏览一边思考:
 • 是什么在替我们“感知”环境?
 • 这些设备要感知哪些环境信息?

任务预览

  1. 任务一:在线测噪声·网页工具测噪声:用网页工具采集环境噪声数据,理解传感器“感知→转换→输出”
  2. 任务二:设计移动监测站:用国家中小学智慧教育平台智能体检索资料,设计运河监测方案
  3. 任务三:行空板采集数据(行空板+传感器):动手连接温湿度传感器,采集真实环境数据
  4. 学生评价表:对照标准完成自评与互评
  5. 知识学习检测:完成选择题,检测对传感器知识的理解
🔔 每个任务页的实验记录都可以点击「提交数据」,提交后教师端会统一收到。

核心概念 · 传感器

传感器工作逻辑
感知 → 转换 → 输出
(温度/湿度/声音) → (电信号) → (数字:26.5℃ / 65dB)

在线噪声监测 麦克风实时采集

🎤 未连接麦克风
-- dB
当前环境:--
请佩戴耳机,保持收音位置稳定
👉 点按钮选定任务,请真实做出对应动作,读数才会真实变化。拍手/说话/唱歌时,趁读数冲高立即点「取当前读数」。

任务一 实验记录单

依次完成5组实验,每更换一次场景,等待数值稳定后再记录分贝。

操作声音数据(分贝)变化说明操作
静置设备
拍手
说话
唱歌
安静环境(复测)

国家中小学智慧教育平台 · 智能体检索

操作步骤:
1. 打开网页,登录国家中小学智慧教育平台;
2. 找到人工智能教育 → 用AI入口,点击【九章智能答疑】智能体进入;
3. 将检索词复制粘贴到输入框进行提问;
4. 根据检索结果完成任务单,共同完成平陆运河移动监测站方案设计。
🔍 检索问题参考:
问题1:平陆运河生态环境监测,需要监测哪些环境指标?
问题2:平陆运河环境监测用到了哪些环境传感器?

移动监测站方案设计

选用传感器监测什么环境数据在平陆运河监测中的作用
要求:至少选用2种传感器,写出对应监测需求与理由。

检索记录(摘抄关键内容)

小贴士 · 运河监测常用传感器

🌡 温度/湿度传感器:监测沿岸气候与湿度变化
💡 光照传感器:监测光照强度,辅助生态分析
🔊 噪声传感器:监测航道施工、船舶噪声
💧 水质传感器:监测 pH、溶解氧、浊度等
📡 水位/流速传感器:监测航道水文安全

任务三 · 行空板采集数据

操作步骤:
1. 小组领取套件:行空板主控板、本组对应传感器、4Pin杜邦线;
2. 对照接线示意图,将传感器引脚连接到行空板,检查接线,确认没有松动、错接;
3. 行空板上电,等待程序加载,观察屏幕,确认传感器可以正常读取数据;
4. 按照任务表格,采集本组传感器对应的环境数据,等待数值稳定后再记录;
5. 小组讨论:本组传感器适合布置在平陆运河沙盘哪个点位?这个数据可以反映运河什么环境问题;
6. 硬件调试完成后,将本组传感器模块安装在平陆运河沙盘对应位置;
7. 准备小组汇报:介绍本组采集的数据、传感器作用、沙盘安放点位。
行空板 OLED 模拟显示
温度: -- ℃
湿度: -- %
点击上方按钮可模拟行空板读取数据,也可直接在下表手动填写实测数据。
小组认领任务(勾选本组):

任务三 实验记录单

测试场景采集数据数据分析(数据代表什么环境状态)适合布置在平陆运河哪个位置?
场景1:教室常态环境
场景2:改变环境条件

学生学习评价表

请根据自己本节课的实际表现,选择最符合的选项。(1=很不符合,2=不太符合,3=一般,4=比较符合,5=非常符合)

评价维度评价内容12345
信息意识我能通过虚拟仿真,准确识别出运河岸边的监测设备并说出它们的作用。
计算思维我能动手成功连接行空板,并成功读取到传感器的数据。
计算思维我能够对采集到的数据进行对比,并尝试解释数据变化背后的环境原因。
数字化创新我能熟练使用在线网页或国家智慧教育平台智能体辅助我完成学习和设计。
合作交流在小组设计监测站和硬件实操时,我能与同伴默契配合,积极表达观点。

知识学习检测

完成选择题后统一提交。本页面不显示单题即时正误,教师端可查看完成情况。

1. 教室楼道新安装了自动感应灯,有人靠近时灯会自动亮起,这主要依赖的传感器是( )
A. 温度传感器
B. 光线传感器
C. 距离传感器
D. 气体传感器
2. 下列传感器中,适用于环境监测的是( )
A. PM2.5传感器
B. 触摸传感器
C. 重力传感器
D. 陀螺仪
3. 下列选项中属于光敏传感器的应用的是( )
A. 自动调节屏幕亮度
B. 测量土壤湿度
C. 检测二氧化碳浓度
D. 监控心率
4. 汽车倒车雷达通常使用的传感器是( )
A. 红外传感器
B. 超声波传感器
C. 压力传感器
D. 磁力传感器
5. 下列选项中不属于传感器的主要作用的是( )
A. 将物理量转换成电信号
B. 让计算机或智能设备“看到”“听到”或“感觉到”环境
C. 直接对环境进行控制
D. 收集环境数据供分析处理

教师端 · 数据查看

教师端已独立为数据报告页,可按页面、提交小组和完成情况查看所有提交,并导出 CSV。本页提交的数据会实时存入服务器数据库,教师端自动刷新同步。

教师端访问地址:http://服务器地址:3000/教师.html(学生和教师访问同一台服务器即可实现数据联动)