資源簡介

第15課 《智能物聯系統的調式與完善》教學設計
【教學目標】
1.通過物聯系統調式，讓學生學習歸納解決問題的途徑和措施，改進并完善物聯系統。
2.感受人工智能技術對社會發展帶來的影響。
重點：通過物聯系統調試，掌握解決問題的方法和策略。
難點：根據實際遇到的問題，找到合適的解決問題的措施。
【核心素養指向】
通過本課學習，學生能夠觀察、分析和了解物聯系統的運行方式。根據學習任務進行物聯系統調式，掌握并歸納解決實際問題方法和策略，感受智能物聯網給社會發展帶來的影響。（信息意識、計算思維）
【學情分析】
八年級學生通過前面幾課的學習，對智能物聯系統已經有了一定了解。通過之前對“智能校園數字氣象站系統”的設計與搭建，以及系統的開發，對于其基本運作已經熟悉，但對于其背后的原理可能不太了解，碰到實際問題的解決會比較困難。同時學生對新鮮事物比較感興趣，比較愿意主動探索并挖掘技術背后的原理。
【教學環境及資源準備】
校園數字氣象站模型、計算機教室、投影、PPT。
【教學活動設計】
教學環節 教學過程 設計意圖
一、情景導入 教師提問：通過我們前面幾周的努力，我們學校的智能校園數字氣象站已經建設完畢，但是好不好用呢？讓我們拭目以待。 我們的數字氣象站好不好用在于我們監測的數據準不準確，那么我們的數字氣象站監測的氣象信息有哪些呢？請同學們思考。 學生回答：溫度、濕度、風向、風速等等。 前后連貫，直入主題。 從真實問題出發，引發學生思考。
二、系統調試 教師：很好。接下來我們就來驗證下我們設計的這個數字氣象站系統給我們的數據是否正確，我們這個系統能否正常使用。在驗證之前首先要對系統進行全面的調試，以確保系統達到預定的性能指標。 系統調試是智能物聯系統設計的關鍵步驟，一般從硬件調試和軟件調試兩方面去實施。 調試流程： 一、硬件調試：1、檢查電源和電纜：檢查電源和電纜連接的穩定性，是否存在斷路等情況。2、確認硬件連接。確認硬件連接方式的準確性。3、調試硬件性能，驗證硬件部件是否正常工作。 二、軟件調試：1、確定程序中可疑錯誤的參數內容和代碼位置。2、修改錯誤。 系統調試好后，接下來我們就分組完成以下任務。 任務1：全班分4組，每組安排一部分同學去獲取系統所給數據，另一部分同學去獲取專用儀器所檢測的數據，均填入表格，然后全組討論完成系統調試記錄表的全部內容。最后組間交流與分享在運行和調試過程中碰到的問題及解決辦法。 學生完成任務，教師巡視并給予幫助。 教師：根據同學們的調試結果來看，系統所給數據與儀器檢測數據基本一致，但也有誤差較大的，比如風向，偏差比較大，同學們給出的建議是檢查風向儀的位置擺放，注意風向傳感器在安裝時的朝向是必須朝正北。 通過講授告知學生一般調試流程。 通過小組的分工合作一起完成任務，培養學生的協作能力。 教師歸納總結
三、系統完善 教師：我們的校園數字氣象站系統已經全面調試好，接下來請同學們根據自己的使用體驗來說說我們這個系統還有哪些地方需要改進或者完善的呢？同學們可以從以下幾個方面進行思考：1改進系統功能。2優化系統性能。3完善系統安全。4提升系統穩定性。 學生：我們在收集數據的時候，會時不時的出現數據丟失的現象。 教師：那同學們有什么好的建議或改進措施嗎？ 學生：我們可以更換性能更強的無線路由器。 學生：我們可以增加溫濕度監測點。 教師：很好，這樣我們就可以讓系統更加穩定的收集數據了。除了以上我們還可以做哪些改進呢？ 教師：我們還可以增加系統功能，提高用戶的體驗和滿意度，加強數據的安全和隱私保護，防止數據泄露和攻擊等等。接下來請同學們完成以下任務。 任務2：請同學們根據自己的想法，有針對性的提出建議，完成智能物聯系統成果完善紀錄表。 引導學生思考和討論，再進行歸納。 通過任務來培養學生分析、解決問題的能力
三、人工智能應用 教師：將物聯系統與人工智能相互結合，利用大量數據和高效的算法，生成解決某一問題的人工智能模型，提升物聯系統的智能化程度，為用戶提供更好的體驗與服務。P82圖15-1所示的就是利用人工智能來預測降水的一個例子，它能有效的幫助預報員判斷未來災害性天氣范圍。請同學們閱讀書本82頁的日積月累，了解下中國首個人工智能大規模短臨降水預測模型。 教師：了解完后，請同學們思考下，人工智能還有哪些應用場景？ 學生：智能家居、智能交通、智能醫療、智能農業...... 教師：很好。那人工智能給社會帶來了哪些影響呢？同學們可以通過網上查找相關信息。 學生：智能家居是我們能夠利用手機等遠程操控家中的電器開關。 學生：智能交通可以根據道路交通狀況及時讓駕駛人作出出行調整，緩解交通壓力。 學生：...... 教師：同學們都很不錯。由于科技的快速發展，物聯網正在改變我們的生活方式和工作方式。它涵蓋了家居、交通、醫療、工業、農業等各個領域，為我們提供了更智能、更高效和更便捷的方式來監測、控制和管理各種物體和環境。 感受物聯網給人們的學習、生活和工作方式帶來的改變。 體會物聯網對社會發展的重要意義。
四、總結 通過今天這節課，同學們學到了什么？ 學生暢談收獲。 以學生的視角總結本課。
【板書設計】
智能物聯系統的調式與完善
一、系統調試 1、硬件調試 2、軟件調試
二、系統完善 1改進系統功能 2優化系統性能 3完善系統安全 4提升系統穩定性
三、人工智能應用 1、應用場景 2、帶來的影響
四、總結

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