仿真与虚拟农业技术课程设计
stem课程设计案例智慧农业
stem课程设计案例智慧农业一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智慧农业的基本概念，掌握其核心技术及应用场景。
2. 学生能了解我国农业发展现状及智慧农业在其中的重要作用。
3. 学生能掌握与智慧农业相关的数学、科学、工程和技术知识。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决智慧农业中的实际问题。
2. 学生能通过小组合作，设计并实施智慧农业项目的实践方案。
3. 学生能运用信息技术，收集、处理和分析与智慧农业相关的数据。
情感态度价值观目标：1. 学生对智慧农业产生兴趣，增强对现代农业科技的认识和信心。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
3. 学生认识到智慧农业在促进农业可持续发展、提高农业生产效率方面的重要性，树立环保意识和创新精神。
本课程针对六年级学生，结合学科特点，注重培养学生的实践能力和创新思维。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，引导他们主动参与、积极思考，将理论知识与实际应用相结合。
通过本课程的学习，使学生能够在掌握知识、技能的同时，培养对智慧农业的热爱和责任感。
为实现课程目标，教师需将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 智慧农业概述- 了解智慧农业的定义、发展历程及未来发展趋势。
- 分析智慧农业的核心技术，如物联网、大数据、人工智能等。
2. 智慧农业关键技术- 学习传感器的原理与应用，了解其在农业领域的实际运用。
- 掌握无人机、智能机器人等在智慧农业中的作用。
3. 智慧农业实践案例分析- 分析国内外智慧农业的成功案例，了解其技术路线和实施效果。
- 学习智慧农业在种植、养殖、农产品加工等环节的应用。
4. 小组项目实践- 分组设计智慧农业项目，包括项目目标、实施方案和预期效果。
- 实施项目，进行数据收集、处理和分析，评估项目成果。
5. 智慧农业与可持续发展- 探讨智慧农业在促进农业可持续发展中的作用。
- 分析智慧农业在节能减排、环境保护等方面的优势。
智慧农业教学大纲
智慧农业教学大纲一、课程概述智慧农业是一门涉及现代信息技术、农业工程、农业管理等领域的综合性课程。
本课程旨在培养学生掌握智慧农业的基本概念、技术原理与实践应用，为现代农业的发展提供人才支持。
二、课程目标1. 知识目标：掌握智慧农业的基本概念、技术原理及实践应用，了解智慧农业的发展趋势。
2. 能力目标：培养学生具备运用智慧农业技术解决农业生产实际问题的能力，提高创新与实践能力。
3. 素质目标：培养学生对农业事业的热爱，树立现代农业发展的观念，具备良好的职业素养和社会责任感。
三、教学内容1. 智慧农业概述智慧农业的起源与发展智慧农业的概念与特点2. 智慧农业技术基础物联网技术在智慧农业中的应用云计算与大数据技术在智慧农业中的应用人工智能技术在智慧农业中的应用3. 智慧农业生产管理系统智能化农业生产监控系统农业物联网平台建设与管理农产品质量追溯系统4. 智慧农业实践案例分析国内外智慧农业典型案例介绍与剖析学生分组讨论与分享实践经验5. 智慧农业发展趋势与挑战智慧农业发展面临的挑战与机遇未来智慧农业的发展趋势与展望四、教学方法与手段1. 理论教学：采用课堂讲授、案例分析、小组讨论等多种形式，引导学生理解智慧农业的基本概念、技术原理与实践应用。
2. 实践教学：组织学生进行实地考察、实验操作和项目实践，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
3. 教学手段：利用多媒体教学、在线教育平台、虚拟仿真实验等多种教学手段，提高教学效果和学生学习兴趣。
4. 教学评价：采用过程评价与结果评价相结合的方式，综合评价学生的学习效果和教师的教学质量。
五、课程安排本课程共32学时，其中理论教学24学时，实践教学8学时。
具体安排如下：六、教学资源与教师要求1. 教学资源：本课程需要配备相应的智慧农业实验设备、软件和网络资源，以确保教学质量和学生的学习效果。
2. 教师要求：任课教师需具备相关专业背景和教学经验，能够熟练掌握智慧农业相关技术和理论，并能根据学生实际情况进行教学设计和实施。
5.1植物生长素(第2课时)教学设计2023—2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1
知识点梳理
1.生长素的概念：生长素是植物体内一种重要的激素，主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成。它能够调节植物的生长和发育过程。
2.生长素的运输：生长素主要通过极性运输和非极性运输两种方式在植物体内运输。极性运输是指生长素从形态学上端向下端运输，而非极性运输则是指生长素在植物体内的其他部位进行运输。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解植物生长素的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用植物生长素解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论植物生长素在未来农业生产中的发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
核心素养目标
本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和责任意识。通过学习生长素的生理作用、运输方式及其在生产中的应用，学生能够建立生长素作用的概念模型，提升科学思维能力；通过实验设计和数据分析，提高科学探究能力；同时，通过了解生长素类似物在农业生产中的实际应用，培养学生的社会责任感，使学生能够将所学知识应用于生产实践，为社会发展做出贡献。
3.生长素对植物生长的促进和抑制作用：生长素对植物生长的作用具有促进和抑制两重性。在低浓度下，生长素可以促进植物细胞的伸长和分裂，促进植物的生长；而在高浓度下，生长素则会抑制植物细胞的伸长和分裂，抑制植物的生长。例如，生长素可以促进插条生根，也可以抑制插条生根。
4.生长素在农业生产中的应用：生长素在农业生产中具有广泛的应用。例如，可以用作促进插条生根的激素，提高植物繁殖效率；也可以用作抑制植物生长的激素，控制植物的高度和形态，以满足不同农作物的需求。
农业培训课程设计
农业培训课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生了解和掌握农业的基本知识，提高他们在农业生产中的实践技能，并培养他们对农业的热爱和责任感。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解农业的基本概念、农业生产的过程和技术，以及农业对经济和社会的影响。
2.技能目标：学生将能够运用所学知识进行基本的农业生产操作，如播种、施肥、浇水等，并能够使用农业工具和设备。
3.情感态度价值观目标：学生将培养对农业的兴趣和热爱，增强他们对农业劳动的尊重和感激之情，并提高他们对农业可持续发展的认识和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容将涵盖以下方面：1.农业基本概念：介绍农业的定义、分类和作用，以及农业发展的历史和现状。
2.农业生产过程：讲解播种、施肥、浇水、收割等农业生产的基本操作和技术。
3.农业技术：介绍现代农业技术，如生物技术、信息技术等在农业生产中的应用。
4.农业与经济和社会：探讨农业对经济和社会的影响，包括粮食安全、农业政策等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握农业的基本知识和概念。
2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：通过分析具体的农业案例，让学生了解农业生产的实际情况和挑战。
4.实验法：通过实验操作，让学生亲身体验农业生产的过程和技术。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择适合学生年级和知识水平的农业教材，提供系统的学习材料。
2.参考书：提供相关的农业参考书籍，供学生进一步学习和拓展知识。
3.多媒体资料：利用多媒体课件、视频等资料，丰富学生的学习体验和理解。
4.实验设备：准备必要的实验设备和技术工具，让学生能够进行实际的农业生产操作。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
农学实践教学的建议(3篇)
第1篇随着我国农业现代化进程的加快，农学教育在培养高素质农业人才方面发挥着越来越重要的作用。
实践教学是农学教育的重要组成部分，它不仅有助于学生将理论知识与实际操作相结合，还能培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
为了提高农学实践教学质量，以下是一些建议：一、明确实践教学目标1. 理论联系实际：实践教学应注重将课堂所学理论知识与实际农业生产相结合，让学生在实际操作中加深对理论知识的理解。
2. 技能培养：通过实践操作，培养学生的农业生产技能，如作物栽培、土壤改良、病虫害防治等。
3. 创新意识：鼓励学生在实践中探索新的农业技术和方法，培养创新意识和创业精神。
4. 团队合作：通过实践活动，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
二、优化实践教学体系1. 课程设置：根据农学专业的特点，设置实践课程，如农业机械操作、农作物栽培、农业生态等。
2. 实践教学环节：将实践教学贯穿于整个教学过程中，包括实验课、实习、毕业设计等。
3. 校企合作：与农业企业、科研院所等合作，建立实践教学基地，为学生提供真实的实践环境。
三、完善实践教学师资队伍1. 专业教师：选拔具有丰富实践经验和教学能力的教师担任实践教学课程。
2. 企业导师：聘请农业企业技术骨干担任兼职教师，为学生提供实际操作指导。
3. 教师培训：定期组织教师参加实践教学培训，提高实践教学水平。
四、加强实践教学管理1. 实践教学计划：制定详细的实践教学计划，明确实践教学的目标、内容、时间安排等。
2. 实践教学考核：建立科学合理的实践教学考核体系，考核学生的实践操作技能、创新能力等。
3. 实践教学评价：定期对实践教学进行评价，及时发现问题并进行改进。
五、创新实践教学方式1. 项目式教学：以实际项目为载体，让学生在实践中学习和应用知识。
2. 翻转课堂：将理论知识的学习与实际操作相结合，让学生在课堂上进行讨论和交流。
3. 虚拟仿真技术：利用虚拟仿真技术，为学生提供虚拟的实践环境，提高实践教学的趣味性和安全性。
《农业信息技术》教学大纲
《农业信息技术》教学大纲一、课程基本信息课程名称：农业信息技术课程类别：专业必修课学分：＿____学时：＿____先修课程：农业概论、计算机基础二、课程目标本课程旨在使学生了解和掌握农业信息技术的基本概念、原理和应用，培养学生运用信息技术解决农业生产和管理中实际问题的能力，为学生今后从事农业相关工作或研究打下坚实的基础。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1、了解农业信息技术的发展历程、现状和趋势，以及其在农业现代化中的重要地位和作用。
2、掌握农业信息采集、处理、分析和传播的基本方法和技术，包括传感器技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统等。
3、能够运用农业信息技术相关软件和工具，进行农业数据的处理、分析和可视化展示。
4、培养学生的创新思维和实践能力，能够结合实际需求，设计和开发简单的农业信息系统。
5、提高学生的团队合作意识和沟通能力，能够在农业信息技术项目中有效地协作和交流。
三、课程内容（一）农业信息技术概述1、农业信息技术的概念、内涵和特点2、农业信息技术的主要研究内容和应用领域3、农业信息技术的发展历程和趋势（二）农业信息采集技术1、传感器技术在农业中的应用（1）常见农业传感器的类型、工作原理和性能指标（2）传感器在土壤水分、温度、养分等监测中的应用2、遥感技术在农业中的应用（1）遥感的基本原理和分类（2）遥感图像的获取、处理和分析方法（3）遥感在农作物长势监测、病虫害监测、土地利用调查等方面的应用3、全球定位系统在农业中的应用（1）全球定位系统的组成和工作原理（2）GPS 在农田定位、精准农业中的应用（三）农业信息处理技术1、数据库技术在农业中的应用（1）农业数据库的设计和建立（2）农业数据的存储、管理和查询2、数据挖掘技术在农业中的应用（1）数据挖掘的基本概念和方法（2）数据挖掘在农业生产预测、决策支持中的应用3、人工智能技术在农业中的应用（1）人工智能的基本概念和主要技术（2）专家系统、机器学习在农业中的应用（四）农业信息分析与决策支持1、农业数据分析的方法和工具（1）统计分析方法在农业数据中的应用（2）数据分析软件的使用2、农业决策支持系统（1）决策支持系统的概念和组成（2）农业决策支持系统的开发和应用（五）农业信息传播技术1、农业信息化网络平台（1）农业网站的建设和管理（2）农业信息网络服务的提供2、多媒体技术在农业中的应用（1）多媒体信息的制作和传播（2）多媒体技术在农业教育培训中的应用（六）农业信息技术应用案例分析1、精准农业中的信息技术应用2、农产品质量追溯系统中的信息技术应用3、农业物联网中的信息技术应用（七）农业信息系统设计与开发1、农业信息系统的需求分析和总体设计2、系统开发的方法和流程3、系统测试和维护四、课程实施（一）教学方法1、课堂讲授：通过讲解、演示等方式，传授农业信息技术的基本概念、原理和方法。
农业实训课程设计方案模板
一、课程名称[课程名称]二、课程背景随着我国农业现代化进程的加快，农业技术人才的培养成为当务之急。
为了满足社会对高素质农业技术人才的需求，特制定本实训课程方案，旨在通过理论与实践相结合的方式，培养学生具备扎实的农业技术知识和技能。
三、课程目标1. 知识目标：使学生掌握农业生产、农业技术、农业经济等相关理论知识。
2. 技能目标：培养学生具备农业种植、养殖、加工、销售等实际操作技能。
3. 素质目标：培养学生具备良好的职业道德、团队合作精神、创新意识和可持续发展观念。
四、课程内容1. 农业基础知识- 农业发展史- 农业生产要素- 农业生态系统2. 农业种植技术- 土壤学- 肥料学- 种植技术- 作物病虫害防治3. 农业养殖技术- 养殖场建设与管理- 养殖品种选择- 养殖环境控制- 养殖疾病防治4. 农业加工技术- 农产品加工原理- 加工设备与工艺- 加工产品质量控制5. 农业销售与服务- 农产品市场分析- 农产品营销策略- 农业服务体系建设五、教学方法1. 讲授法：讲解农业理论知识，使学生掌握基本概念和原理。
2. 案例分析法：通过分析实际案例，提高学生的实践能力和问题解决能力。
3. 实践操作法：安排学生进行实地考察、实验操作等，提高学生的动手能力。
4. 小组讨论法：培养学生团队合作精神，提高学生沟通能力和表达能力。
5. 模拟教学法：通过模拟真实场景，使学生熟悉实际操作流程。
六、教学安排1. 课时安排：共XX课时，其中理论课时XX课时，实践课时XX课时。
2. 学期安排：XX学期，每周XX课时。
3. 实践环节：每学期安排XX次实践活动，包括实地考察、实验操作等。
七、考核方式1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等。
2. 期末考试：笔试，考察学生对理论知识的掌握程度。
3. 实践考核：考察学生在实践操作中的技能水平。
八、课程资源1. 教材：选用权威、实用的农业教材。
2. 教学课件：制作多媒体课件，提高教学效果。
虚拟仿真实验-农机
农业机械虚拟仿真实验教学功能效果：农业机械所涵盖的《农业机械学》、《农业物料学》、《设施农业》等是农业机械化及其自动化专业的主干课程，同时也是该专业的特色大类课程。
与其他通用机械有许多不同之处，其研究领域主要是根据农业生产的实际需要、自然条件等，利用机械动力学、控制论及优化设计、随机过程、可靠性设计、机械设计及理论等研究农业机械的理论、结构设计、试验和应用等问题；是讲述常用农业机械基本构造、工作原理、理论分析及设计计算等内容的专业课程。
通过学习，使学生能够掌握典型农业机械的基本知识，为今后从事农机化事业或其他农业工程工作打下坚实的理论基础。
此外，农业机械所涵盖的课程是实践性很强的专业课程，必要的典型结构认识与关键零部件的运动规律分析是使学生理解和掌握课堂授课内容的重要手段。
近些年，由于课时不断压缩，大量的结构和试验课削减，学生对各种农机具的认识仅限于各种农机具的外表结构形式，对于其主要工作部件的结构及工作原理、运动形式、动作方式等都无从了解。
最终使学生本科或硕士毕业后只能学到一些表象的知识，而对于知识的运用能力欠缺，直接影响学生就业和工作单位才能发挥。
因此，为保证授课内容的丰富、全面、直观，本学科组建立农业机械虚拟仿真实验教学平台，通过仿真虚拟再现各种机具的主要工作部件的详细结构、运动关系、运动规律。
主要包括：仿真反映出实物的内部结构，模型的运动模拟、动力学分析，工作原理及复杂机构的运动规律分析。
主要针对农业机械化及其自动化和机械设计制造及其自动化专业本科生和研究生，完成农业机械虚拟仿真基础分析和建模，复杂实际农业机械相关问题的模型建立，农业机械装备的虚拟设计，从而为农业机械新机具的研发奠定分析基础。
该平台主要包括分析设计基础仿真和农业机械和机构仿真两部分，其中农业机械和机构仿真由小麦玉米播种机械仿真建模和小麦玉米收获机械仿真建模两部分。
一、分析与设计基础虚拟仿真基于ADAMES、Pro/ENGINEER、UG、Solidwork等软件，完成农业机械的基础仿真分析与虚拟设计，包括以下几个方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
天津农学院
计算机科学与信息工程学院课程设计报告设计题目:基于L系统的虚拟植物模型设计
学生姓名
学号
专业班级
任课教师
成绩评定
2013 年12月
目录
一摘要 (1)
1 L—studio软件的简单介绍 (1)
2 虚拟植物生长 (1)
3 参数L系统 (1)
4 研究方法：分形理论 (1)
二L--system程序及分析 (2)
三.视图文件及分析 (3)
四.效果截果 (4)
五.总结与参考文献 (9)
一摘要
L—studio软件的简单介绍
本设计是参照《仿真与虚拟农业技术》教材整本书以及老师课堂上的讲解编写出来的。
这株虚拟树的设计是借助L—studio的软件工具而生成。
L—studio是基于L系统的Windows软件，用于创建模拟模型并进行模拟实验，它的本质就是一个字符重写系统。
L—studio由以下几个部分组成：
·两个基于L系统的模拟程序：cpfg和lpfg
·一套建模实例，每种植物都作为一个L—studio对象存储
·用于组织和使用所建模型（位于本地或远程机器中）的图形浏览器
·系列用于创建和修改对象的编辑器和其他建模工具
·用于模拟影响植物生长环境的程序库
虚拟植物生长
通过对植物生理生态过程的模拟，能够预测不同环境条件下生长的植物的某些综合指标，而在植物形态结构和环境因素的时空变异对植物生长的影响等方面进行了简化处理。
虚拟植物生长是对植物在三维空间中的结构发育与生长过程的计算机仿真，是植物学家进行研究的重要工具。
参数L系统
我这次所涉及的植物----树，用的是L系统主要类型中的：参数L系统。
参数L系统将字符串的重写过程扩展到了带有参数控制的单词扩展过程，从而实现了既能生成丰富、灵活的植物图形，又能实现其过程可控性。
研究方法：分形理论
这次虚拟植物生长模型主要运用的研究方法是分形理论，分形理论的数学基础是分形几何学，即由分形几何衍生出分形信息、分形设计、分形艺术等应用。
分形几何学是以非规则几何形态为研究对象的几何学分支，由于不规则现象在自然界普遍存在，因此分形几何学又被称为描述大自然的几何学。
在此基础上形成的研究分形性质及其应用的科学称为分形理论。
分形作为几何对象，首先是不规则的，但并不是所有不规则的形状都是分形。
也就是说，分形一般具有无限相似性，这既是分形的特征也是分形的精髓。
关键词【虚拟植物，L—studio，分形理论】
二L--system程序及分析
#define PL 1 /* 间隔期*/
#define DEL 15 /* 延迟引入成花素的基础*/
#define TOTAL 3 /* 最终数量的横向节间*/
Lsystem: 0
derivation length: 50
ignore: +-/
Axiom: D(0)I(0,0)A(0)
/* 成花素产生节间没有达到顶峰和相关的间隔期(休眠)芽*/ I(f,a) < A(t) : f==0 && t<1 --> A(t+1)
I(f,a) < A(t) : f==0 && t==1 --> [+B]I(0,0)/(180)A(0)
/* 成花素转换为达到顶峰开花的花蕾*/
I(f,a) < A(t) : f==1 --> K
/* 引入花素底部后延迟*/
D(t) --> D(t+1)
D(t) < I(f,a) : t==15 --> I(1,a)
/* 引入一个auxin-related信号*/
I(f,a) > K --> I(f,1)
/* 花素的传播(最高)和/或生长素(下降) */
I(fl,al) < I(f,a) > I(fr,ar) --> I(fl,ar)
/* 第一个和最后一个节间*/
I(fl,al) < I(f,a) > A(t) --> I(fl,a)
D(t) < I(f,a) > I(fr,ar) --> I(f,ar)
/* 休眠芽达成的下行活跃信号*/
I(f,a) < B : a==1 --> C(0,0)
/* 活跃的腋芽产生节间的间隔期*/
C(t,n) : t<PL --> C(t+1,n)
C(t,n) : t >= PL && n < TOTAL --> FC(0,n+1)
/* 有产生n节间、侧芽一朵花*/
C(t,n) : t >= PL && n == TOTAL --> Khomomorphism I(f,a) --> ;(1+f+a)F
B --> ;(1)@O(0.3)
K --> ;(4)@O(0.7)
endlsystem
三视图文件及分析
angle increment: 60 // 角增量
initial color: 1 //最初的颜色
color increment: 2 //颜色增加
initial line width: 4 pixels //最初线宽：4像素scale factor: 0.9000 //比例因子
contour sides: 16 //轮廓面
render mode: filled //渲染模式
四效果截图
Step1
Step2
Step3 Step 4
Step 5 Step6
Step7 Step8
Step9 实物
五总结
L-system是一系列不同形式的正规语法规则，多被用于植物生长过程建模，但是也被用于模拟各种生物体的形态。
L-system也能用于生成自相似的分形，例如迭代函数系统。
最初，L系统被设计成用于提供一种关于简单多细胞生物体生长的正规描述，并且试图证明植物细胞之间的紧密关系。
不久以后，这个系统被扩展成描述高等植物及其复杂枝杈结构。
L-system的自然递归规则导致自相似性，也因此使得分形一类形式可以很容易的使用L-system描述。
植物模型和自然界的有机结构生成，非常相似并很容易被定义，因此通过增加递归的层数，可以缓慢生长并逐渐变得更复杂。
L-system同样在制造人造生命领域。
通过运用L—studio对虚拟植物树的设计，L系统在模拟植物生长过程时相对于其他软件容易。
另外，我发现L系统还是具有一些局限性：为了描述更多的结构和形态特征，L系统需要不断地引进具有特定意义的符号来增强其功能，这样就使得符号多且庞杂，很难记忆使用，在程序开发时也很难实现模块化。
通过这几天的设计，学识方面取得了很大的进步，明白了做事情要积极、认真，虚心求教、不耻下问。
坚持就一定能做出自己理想的项目，设计出心中想要的植物。
以后，我会更加努力的学习知识，为以后的道路打下坚实的基础。
参考文献
仿真与虚拟农业设计【李乃祥】
农业信息学【曹卫星】
9。