資源簡介

第13課 《智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件搭建》教學設(shè)計
【課標內(nèi)容要求】
通過對智能校園氣象系統(tǒng)的設(shè)計與搭建，探索物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的收集、處理、反饋控制等基本功能，體驗物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系，會使用實驗設(shè)備搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，并能通過實驗平臺讀取、發(fā)送、接收、匯集和實驗數(shù)據(jù)。
【教學內(nèi)容分析】
本課屬于“物聯(lián)網(wǎng)與信息化應(yīng)用”模塊。本節(jié)教學內(nèi)容的特點包括：強調(diào)實踐應(yīng)用：通過實際搭建智能物聯(lián)系統(tǒng)，將學生的學習與實際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學生的問題解決能力和創(chuàng)新思維。關(guān)注硬件設(shè)備的選擇和連接方式：學生將學習如何選擇合適的硬件設(shè)備和傳感器，并學習硬件設(shè)備之間的連接方式，培養(yǎng)對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的理解和掌握能力。強調(diào)數(shù)據(jù)處理和分析：學生將學習如何進行數(shù)據(jù)采集和顯示，并學習基本的數(shù)據(jù)處理和分析方法，培養(yǎng)基于數(shù)據(jù)的決策能力。在整個教材中，本節(jié)內(nèi)容承上啟下，對下面的內(nèi)容有以下幫助：1、基礎(chǔ)打下：本節(jié)內(nèi)容為學生提供了物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識和技能的打下，為后續(xù)學習提供了基礎(chǔ)。2、應(yīng)用拓展：在本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學生可以進一步學習物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用場景和實際案例，拓展對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。3、綜合運用：本節(jié)內(nèi)容培養(yǎng)了學生的問題解決能力和創(chuàng)新思維，為學生在后續(xù)的學習和實踐中，更好地運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決實際問題提供了基礎(chǔ)。學好了本節(jié)內(nèi)容，學生將能夠更深入地理解和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為他們在信息科技領(lǐng)域的學習和未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
【教學目標】
1.通過具體校園氣象系統(tǒng)硬件搭建的實踐活動，理解硬件設(shè)備的連接方式和布局規(guī)劃。
2.能夠正確連接和搭建智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件設(shè)備。
3.培養(yǎng)合作與溝通能力，通過小組合作和討論解決問題。
重點：
1、硬件設(shè)備和傳感器的選擇和功能。
2、硬件設(shè)備的連接方式和布局規(guī)劃。
通過對硬件設(shè)備和傳感器的選擇、連接方式和布局規(guī)劃的學習，學生能夠理解并掌握智能物聯(lián)系統(tǒng)的搭建過程；
難點：
能實現(xiàn)系統(tǒng)的整體搭建和測試。
學生需要綜合運用所學的硬件設(shè)備和傳感器知識，進行系統(tǒng)的整體搭建和測試，這需要學生具備一定的動手能力和實踐經(jīng)驗，同時還需要學生能夠分析和解決在搭建過程中出現(xiàn)的問題。
【核心素養(yǎng)指向】
通過分析典型物聯(lián)應(yīng)用、使用物聯(lián)設(shè)備、搭建物聯(lián)系統(tǒng)等途徑，指導學生實踐并掌握從物聯(lián)設(shè)備中讀取、發(fā)送、接收和使用數(shù)據(jù)，并了解這些過程背后的物聯(lián)協(xié)議及主要特點。通過真實場景的實踐，幫助學生了解身邊的物聯(lián)設(shè)備對塑造網(wǎng)絡(luò)虛擬滲透的作用，引導學生拓展思路、勇于創(chuàng)新，共同憧憬并探究未來物聯(lián)世界的奧秘。
【學情分析】
一般初中生的學情情況：學生具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)知識，能夠熟練使用電腦和網(wǎng)絡(luò)，了解基本的傳感器和硬件設(shè)備。但在智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件搭建方面可能缺乏經(jīng)驗和實踐能力。
本課教學對象所需具備的知識、技能基礎(chǔ)：學生需要掌握基本的信息技術(shù)操作知識，了解傳感器和硬件設(shè)備的基本原理和功能。
本課所適合的教學對象：適合初學者，對智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件搭建過程感興趣，希望通過實踐掌握相關(guān)技能的學生。
學習本課內(nèi)容時可能會遇到的問題：學生可能會在硬件設(shè)備和傳感器的選擇、連接方式和數(shù)據(jù)處理方面遇到困難，以及在整體搭建和測試過程中出現(xiàn)的問題。
【設(shè)計構(gòu)想】
（核心素養(yǎng)的落實貫穿其中，設(shè)計構(gòu)想包含以下幾個要素，可根據(jù)教學內(nèi)容自行調(diào)整，評價設(shè)計是必需的）
整體設(shè)想
通過學習智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件搭建，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。通過實際搭建智能物聯(lián)系統(tǒng)解決實際問題，培養(yǎng)學生的實踐能力和合作與溝通能力。
2.教法學法
采用啟發(fā)式教學法，通過引導學生思考、解決問題的方式，激發(fā)學生的學習興趣和動手能力。同時結(jié)合示范和實踐操作，幫助學生理解和掌握硬件搭建的過程。學習進程導向，引導學生完成學習任務(wù)。
情境與任務(wù)
設(shè)置一個具體的場景和任務(wù)，讓學生在實際問題中進行智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件搭建。學生需要根據(jù)場景要求選擇合適的硬件設(shè)備和傳感器，并進行連接和布局規(guī)劃。
4．學生活動
學生將分成小組，共同合作完成硬件搭建的任務(wù)。每個小組負責一部分的搭建工作，通過合作與溝通解決問題。學生需要記錄搭建過程中的關(guān)鍵步驟和結(jié)果，并進行數(shù)據(jù)采集和展示。
5．核心素養(yǎng)的落實
通過學習智能物聯(lián)系統(tǒng)的硬件搭建，學生可以獲取、評估、組織和利用信息，提高信息技術(shù)應(yīng)用的自信心和創(chuàng)新意識。
通過實際搭建智能物聯(lián)系統(tǒng)解決實際問題中，熟悉網(wǎng)絡(luò)平臺中的技術(shù)工具、軟件系統(tǒng)的功能與應(yīng)用。
根據(jù)學習需要，有效搜索所需學習資源，探究信息科技支持學習的新方法、新模式，借助信息科技提高學習質(zhì)量，通過小組合作和討論解決問題。
在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，知道數(shù)據(jù)安全防護的常用方法和策略，保護個人隱私，尊重他人隱私。了解自主可控對國家以及互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的重要意義。
6.評價設(shè)計
【過程性評價】：
學習記錄：要求學生在搭建過程中記錄關(guān)鍵步驟和結(jié)果，包括設(shè)備選擇、連接方式、布局規(guī)劃等。教師可以定期檢查學生的學習記錄，評價他們對搭建過程的理解和實踐能力。
小組學習記錄 日期
項目名稱
項目的子項目名稱
本課的子項目名稱
小組成員
項目實施
校園氣象站位置及平面圖
服務(wù)設(shè)備 傳感設(shè)備
立桿支架 溫、濕度采集器
百葉箱 風向、速采集器
太陽能電池板 雨量采集器
LED顯示屏
電源
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 智能終端
監(jiān)控設(shè)備 物聯(lián)網(wǎng)平臺
服務(wù)器
交換機
網(wǎng)線
小組討論和展示：鼓勵學生在小組內(nèi)進行討論和交流，解決問題和分享經(jīng)驗。每個小組完成搭建后，可以進行展示，并向其他小組介紹他們的設(shè)計思路、遇到的問題及解決方法。教師可以根據(jù)學生的表現(xiàn)評價他們的合作與溝通能力。
【終結(jié)性評價】：
硬件系統(tǒng)實現(xiàn)評價表
項目名稱 效果（合理性、完整性、實用性） 分值（1-10分）
校園氣象站位置及平面圖
服務(wù)設(shè)備
傳感設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
智能終端
團隊協(xié)作
創(chuàng)新性
實際應(yīng)用：要求學生將搭建好的智能物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用到實際問題中，解決具體的需求。學生需要展示他們的設(shè)計思路、解決方案和應(yīng)用效果，以評價他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力。
反思和總結(jié)：要求學生對整個搭建過程進行反思和總結(jié)，回顧自己的學習收獲和不足之處。可以通過寫作、口頭表達等方式，讓學生對自己的學習過程進行評價和反思，以評估他們對信息素養(yǎng)的掌握程度。
綜合以上評價設(shè)計，可以全面評價學生在搭建過程中的實際操作能力、合作與溝通能力、創(chuàng)新思維和問題解決能力，以及對信息素養(yǎng)的掌握程度。
【教學環(huán)境及資源準備】
【教學活動設(shè)計】
學習任務(wù) （各環(huán)節(jié)） 學習過程 設(shè)計意圖（寫出一個環(huán)節(jié)的設(shè)計意圖，包括：本環(huán)節(jié)學生學習情況的檢測，核心素養(yǎng)的滲透，重難點的落實） 用時（單位：分鐘）
教師活動 學生活動
對物聯(lián)系統(tǒng)硬件環(huán)境分析 展示項目進程圖，提問1、我們項目設(shè)計中的設(shè)備怎么安置，安置到校園哪里合適；2、看看我們已有的設(shè)備，我們該如何組裝。 分組討論學習1、認真閱讀教材的p69-73；2、《搭建智能校園氣象站》的視頻；3、認真閱讀本課的評價標準；4、每個小組都給出硬件搭建的實施工作流程及成員的任務(wù)分配。學生討論并確定最終的硬件設(shè)備選購和規(guī)劃方案。 強調(diào)我們在做項目，我們的項目現(xiàn)在實施到哪里了，我們還需要做什么，給學生一個明確的學習目標，培養(yǎng)他們相互協(xié)作實施項目的方法、過程。 幫助學生思考現(xiàn)實生活中的多樣性與不確定性，從而得出選擇物聯(lián)網(wǎng)硬件環(huán)境的方式。 10
對物聯(lián)系統(tǒng)硬件搭建過程學習 分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的服務(wù)設(shè)備的搭建 查閱資料及老師的解說詞，學習如何搭建物聯(lián)網(wǎng)硬件環(huán)境 通過引導學生思考和討論，讓他們了解智能物聯(lián)系統(tǒng)硬件運行環(huán)境的要求。通過實踐繪制平面圖，鍛煉學生的信息獲取和處理能力，并培養(yǎng)他們的問題解決能力。 5
傳感設(shè)備 團隊協(xié)作學習安裝設(shè)備 意圖鍛煉學生動手實踐能力及團隊協(xié)作能力 5
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 團隊協(xié)作學習安裝設(shè)備 意圖鍛煉學生動手實踐能力及團隊協(xié)作能力 5
終端設(shè)備的連接 團隊協(xié)作學習安裝設(shè)備 意圖鍛煉學生動手實踐能力及團隊協(xié)作能力 5
物聯(lián)系統(tǒng)硬件測試 測試物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)情況，并講解測試方式，然后闡述各種傳感器的測試方法。 學習物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)硬件測試方式，并對自己的小組作品進行測試，同時了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件的測試方式 落實本章節(jié)難點，幫助學生理解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件測試方式 10

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