步：问题导入与兴趣激发

课程从"水体污染现状"切入，通过数据展示、案例视频等形式让孩子直观感受环境问题的紧迫性。这种具象化的问题呈现方式，比单纯讲解编程语法更能激发探索欲——当孩子意识到"自己编写的代码可能改善水质"时，学习动力自然被点燃。

第二步：调研分析与方案构思

在教师引导下，孩子需要完成两项关键任务：一是通过网络查阅水质检测标准、污染成因等资料，二是实地调研本地河流或湖泊的水质状况（如采集水样、记录周边污染源）。这一过程不仅锻炼信息筛选能力，更培养"用数据说话"的科学思维——只有基于真实调研的方案，才有实际应用价值。

第三步：技术实践与成果创作

基于前期调研，孩子需要综合运用编程知识与硬件模块（如蓝牙模块、传感器），开发能检测水质的生态监测船。从代码编写到硬件组装，每个环节都需要反复调试——比如pH值传感器的信号读取可能出现偏差，电机驱动模块的功率需要匹配船体重量。这种"试错-调整"的过程，正是编程能力提升的关键。

第四步：成果评估与经验分享

课程的最后阶段，教师会从"实用性""创新性""技术完成度"三个维度评估作品。例如，生态监测船是否能稳定采集数据？是否有成本更低的替代方案？同时，学员间的分享交流尤为重要——有的孩子可能优化了传感器的防水设计，有的可能改进了数据传输方式，这些经验碰撞能拓宽彼此的技术视野。

1. 清洁能源系统

课程目标是让孩子理解新能源的应用逻辑，通过搭建城市新能源模型，学习如何利用水能、太阳能等清洁能源为城市供能。具体学习内容包括：

• 认识清洁能源的种类（太阳能、风能、水能等）及其优缺点
• 掌握光照强度传感器、风速传感器等硬件模块的使用方法
• 学习编程控制不同能源的切换逻辑（如阴天时自动切换至风能供电）
• 理解风力发电、太阳能发电的物理原理（能量转换过程）

2. 水生态监测系统

针对日益严峻的水污染问题，该课程引导孩子开发水生态监测船，实现水质数据的实时采集与分析。核心学习点包括：

• 掌握水质检测的标准与方法（如pH值、溶解氧含量的检测）
• 学习蓝牙模块、电机驱动模块的编程控制（实现远程数据传输与船体移动）
• 了解水泵的工作原理及在水样采集中的应用
• 通过编程优化数据采集频率（平衡电池续航与数据准确性）

3. 智能垃圾分类系统

结合"垃圾分类"国家政策，课程聚焦智能设备的开发——通过语音识别技术判断垃圾类别，并控制垃圾桶自动开启。具体学习内容：

• 理解垃圾分类的依据（可回收物、厨余垃圾、有害垃圾等）及社会价值
• 掌握树莓派、舵机、RGB灯等元器件的连接与编程控制
• 学习语音识别模块的基础应用（如训练模型识别"塑料瓶""电池"等关键词）
• 了解RFID技术在垃圾追踪中的潜在应用（如记录分类准确率）

4. 海绵城市模型搭建

课程以"海绵城市"理念为核心，通过模型搭建让孩子理解城市水资源的循环利用。学习重点包括：

• 掌握海绵城市的概念（吸水、蓄水、渗水、净水、释水的功能体系）
• 学习土壤湿度传感器的使用（监测模型中土壤的含水量）
• 编程控制水泵的启动逻辑（如土壤过湿时启动排水，干旱时释放蓄水）
• 研究雨水的存储与利用方式（如用于模型中的绿化灌溉）