Giáo án Công nghệ 9 Nông nghiệp 4.0 chân trời Chủ đề 1: Mô hình nông nghiệp công nghệ cao

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 1.2, thảo luận cặp đôi trả lời câu hỏi hộp Khám phá 1 SGK tr.5: Quan sát Hình 1.2 và kể tên các máy móc, thiết bị, công nghệ được ứng dụng trong nông nghiệp.

- Dựa trên câu trả lời của HS, GV yêu cầu cá nhân HS kể thêm một số thành tựu khác của công nghiệp 4.0 được ứng dụng trong nông nghiệp.

- GV dẫn dắt HS tìm hiểu về nông nghiệp công nghệ cao và giúp HS trả lời được câu hỏi: Nông nghiệp công nghệ cao là gì?

- GV chiếu video, kết hợp với thông tin mục I.1 SGK tr.6, giúp HS tìm hiểu về cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, các thành phần công nghệ chính (cốt lõi) của công nghiệp 4.0.

- Trên cơ sở đó dẫn dắt, gợi mở để HS trả lời được câu hỏi: Nông nghiệp công nghệ cao trong bối cảnh công nghiệp 4.0 là gì?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình ảnh và video, kết hợp đọc hiểu mục I.1 SGK tr.5 - 6 để thực hiện nhiệm vụ được giao.

- GV quan sát, định hướng cho HS.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS xung phong trả lời câu hỏi.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi hộp Khám phá tr.5: 

a - công nghệ IoT và robot thông minh, b - robot thu hoạch, c - máy bay không người lái, d - máy kéo thông minh.

- HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét câu trả lời của HS.

- GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép vào vở.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. 

1. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔ HÌNH NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TRONG BỐI CẢNH CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ TƯ

1.1. Khái niệm nông nghiệp công nghệ cao trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư

- Nông nghiệp công nghiệp cao trong bối cảnh công nghiệp 4.0 là nền nông nghiệp áp dụng các thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 vào sản xuất nông nghiệp nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, tạo bước đột phá về năng suất, chất lượng nông sản, thoả mãn nhu cầu ngày càng cao của xã hội và đảm bảo sự phát triển nông nghiệp bền vững. 

- Ví dụ: 

+ Ứng dụng công nghệ đèn LED;

+ Ứng dụng GIS trong sản xuất nông nghiệp (dự báo năng suất, theo dõi sức khỏe cây trồng, giám sát chăn nuôi, kiểm soát côn trùng và dịch hại, kiểm soát tưới tiêu, quản lí đất đai...)

+  Sử dụng máy bay không người lái để gieo hạt tại Đồng bằng sông Cửu Long;

+  Khai thác điện năng lượng mặt trời từ trang trại chăn nuôi.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu một mô hình nông nghiệp 4.0: Dựa trên sự tích hợp những thành tựu công nghệ của nền công nghiệp 4.0 vào quá trình sản xuất nông nghiệp, mô hình nông nghiệp công nghệ cao trong bối cảnh cách mạng công nghiệp lần thứ tư được mô tả bằng mô hình nông nghiệp 4.0.

Hình 1.3. Các thành phần cơ bản của mô hình nông nghiệp công nghệ cao trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

* GĐ 1: Hình thành nhóm chuyên gia

- GV chia lớp thành 6 nhóm chuyên gia, yêu cầu đọc nội dung mục 1.2 SGK tr.6 - 8 và tìm hiểu đặc điểm và ứng dụng của các thành phần cơ bản trong mô hình nông nghiệp cao cụ thể như sau:

Nhóm 1: Internet vạn vật.

Nhóm 2: Dữ liệu lớn.

Nhóm 3: Trí tuệ nhân tạo.

Nhóm 4: Máy bay không người lái.

Nhóm 5: Robot thông minh.

Nhóm 6: Công nghệ Blockchain.

* GĐ 2: Hình thành nhóm mảnh ghép

- GV tiến hành ghép tạo các nhóm mảnh ghép từ thành viên của các nhóm chuyên gia, sao cho mỗi nhóm mảnh ghép có ít nhất một thành viên của các nhóm chuyên gia.

- GV yêu cầu các thành viên trong nhóm mảnh ghép trao đổi, chia sẻ thông tin, thảo luận thống nhất ý kiến trả lời cho câu hỏi hộp Khám phá 2 SGK tr.6: Quan sát Hình 1.3, từ đó mô tả thành phần cơ bản của mô hình nông nghiệp công nghệ cao trong bối cảnh công nghiệp 4.0 và đặc điểm của các công nghệ áp dụng trong mô hình đó.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS khai thác thông tin trong mục 1.2 và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV quan sát quá trình tiến hành nhiệm vụ, hướng dẫn (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- Các nhóm báo cáo sản phẩm.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của các nhóm HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn hóa kiến thức và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. 

1.2. Thành phần cơ bản của mô hình nông nghiệp công nghệ cao trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư

a. Internet vạn vật

- Đặc điểm: Internet vạn vật kết nối các máy móc, thiết bị thông qua cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác cho phép chúng trao đổi thông tin với nhau và tương tác với môi trường xung quanh trên nền tảng mạng internet.

- Ứng dụng: giám sát cây trồng vật nuôi, máy móc nông nghiệp, truyền tải dữ liệu,...

b. Dữ liệu lớn

- Đặc điểm: dữ liệu lớn là hình thức tích hợp công nghệ để xử lí các dữ liệu có quy mô lớn, đa dạng và phức tạp mà các ứng dụng xử lí thông thường không xử lí được.

+ Bao gồm: phân tích, thu thập, giám sát dữ liệu, tìm kiếm, chia sẻ, lưu trữ, truyền nhận, trực quan, truy vấn và tính riêng tư.

- Ứng dụng: quản lí, phân tích, xử lí khối lượng lớn dữ liệu nông nghiệp.

c. Trí tuệ nhân tạo

- Đặc điểm: tạo ra các phần mềm tự học cho máy tính, cho phép máy tính có thể tiếp nhận thông tin từ bên ngoài, xử lí thông tin và đưa ra các quyết định điều khiển. 

+ Trí tuệ nhân tạo là mô hình mô phỏng theo cách tư duy, ứng xử của con người.

- Ứng dụng: phân tích dữ liệu nông nghiệp; cung cấp thông tin dự báo về thời tiết, điều kiện khí hậu, năng suất cây trồng và vật nuôi, giá cả và xu thế sản xuất nông nghiệp.

d. Máy bay không người lái

- Đặc điểm: phương tiện bay không có người điều khiển ở trên phương tiện.

+ Phương pháp điều khiển: tự động hoạt động theo chương trình cài đặt sẵn, điều khiển từ xa bởi trung tâm hoặc máy điều khiển, phương pháp điều khiển hỗn hợp.

+ Ứng dụng: chụp ảnh, tạo bản đồ canh tác; phát hiệu sâu, bệnh; phun thuốc trừ sâu từ xa;...

e. Robot thông minh

- Đặc điểm: robot được trang bị thêm trí tuệ nhân tạo.

- Ứng dụng: thay thế nông dân trong một số khâu của quá trình sản xuất: trồng trọt, tưới nước, cắt cỏ, thu hoạch nông sản,...

g. Công nghệ Blockchain

- Đặc điểm: công nghệ Blockchain là công nghệ lưu trữ và truyền tải thông tin dữ liệu bằng các khối được liên kết với nhau và mở rộng theo thời gian.

+ Từng khối chứa đựng thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết với các khối trước đó.

- Ứng dụng: xác nhận thông tin về nguồn gốc, chất lượng nông sản; tạo hồ sơ an toàn và minh bạch về mọi giai đoạn của chuỗi cung ứng thực phẩm từ trang trại đến nơi tiêu thụ với một số tính năng như: truy xuất nguồn gốc sản phẩm, quản trị vùng sản xuất, sàn thương mại điện tử,...

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn hướng dẫn HS tìm hiểu một số mô hình nông nghiệp cao.

- GV chiếu Hình 1.4 và 1.5, yêu cầu HS các nhóm thảo luận trả lời câu hỏi hộp Khám phá SGK tr.9:

3. Quan sát Hình 1.4 và kể tên các thiết bị, công nghệ sử dụng trong hình.

4. Quan sát Hình 1.5 và kể tên các thành phần công nghệ được sử dụng trong hình.

- GV yêu cầu HS khái quát về hai mô hình trang trại thông minh và nhà kính thông minh.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát Hình 1.4, 1.5, khai thác thông tin mục 1.3 và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV quan sát quá trình tiến hành nhiệm vụ, hướng dẫn (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- Các nhóm báo cáo sản phẩm.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của các nhóm HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn hóa kiến thức và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo. 

1.3. Một số mô hình nông nghiệp công nghệ cao

* Mô hình trang trại thông minh: mô hình trang trại được quy hoạch thành từng khu vực chuyên biệt, kết hợp sử dụng các công nghệ hiện đại trong canh tác. 

- Một số thành phần công nghệ được ứng dụng trong mô hình này bao gồm:

+ Máy kéo và robot thông minh.

+ Máy bay không người lái.

+ Công nghệ IoT kết hợp AI giám sát, quản lí và phân tích dữ liệu tự động.

- Ví dụ:

+ Mô hình trang trại thông minh tại Anh:

+  Mô hình trang trại thông minh tại KCN Hòa Lạc.

* Mô hình nhà kính thông minh: là phương pháp sản xuất nông nghiệp giúp nâng cao năng suất của rau, hoa quả, cây trồng. 

- Mô hình nhà kính thông minh giúp người nông dân có thể kiểm soát ánh sáng, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, độ ẩm, côn trùng,... thông qua ứng dụng một số công nghệ tiên tiến như:

+ Hệ thống kiểm soát, giám sát nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm thông qua đèn LED, quạt hút,...

+ Hệ thống tưới tiêu tự động như: nhỏ giọt, phun sương,...

+ Robot thông minh.

+ Cảm biến IoT kết nối phần mềm quản lí và điều khiển từ xa.

- Ví dụ: