資源簡介

(共21張PPT)
情境導入：
本單元項目式 主題：物聯網實踐
物聯系統原型的設計和搭建，是生產、生活中真實物聯系統設計和創建的基礎。物聯系統原型硬件搭建和軟件編寫完成后，就可以進行試運行了。般情況下，原型系統剛搭建完成，運行情況不一定良好，需要用硬件調試和軟件調試等方法去測試和驗證。
大家想一想：
物聯系統如果無法聯網怎么辦
智能音箱無法正常運作，要如何排查故障
《第15課物聯系統原型的運行與調試》
2023年浙江教育出版社 七年級下冊
-第3單元 物聯網實踐 -
珠珠老師
信息科技 課件
2022新版課標內容
1
活動1：物聯系統原型的硬件調試
2
活動2：物聯系統原型的軟件調試
3
活動3：物聯系統原型的聯調
《目錄》
信息科技
01
物聯系統原型的硬件調試
活動1
01.知識點講解
物聯系統原型的硬件調試方法往往需要根據具體的系統原型而有所不同，但一般都可以從功能原型系統分塊驗證、檢測硬件元件連接等方面入手。
物聯系統原型往往含有不同的子系統，每個子系統又有各自的功能原型，在物聯系統原型硬件的調試過程中，可以分塊進行驗證。如以“校園農場”物聯系統為例，該原型包含“自動澆灌”“智能光照”“自動通風”“智能水位控制”四個物聯子系統，硬件調試時可以以物聯子系統原型為單位，分模塊、分功能進行分塊驗證。
活動1：物聯系統原型的硬件調試
01
01.知識點講解
在物聯系統原型的硬件調試過程中，檢測硬件元件的連接情況是必備操作，檢測時可以采用觀察法、元件替換法等方法。
如以“自動澆灌”物聯子系統的硬件調試為例，可以做如下嘗試:
(1)觀察各設備元件的線路連接是否正常，如查驗水泵、繼電器的連線是否連接正常，若連接有誤則立即更正。
(2)觀察控制板1ED顯示信息有無異常，如網絡通信的反饋數據顯示是否正常、“空氣溫濕度”“土壤水分”等反饋數據顯示是否正常。若遇異常則以功能原型為單位進行調試。
(3)控制板LED顯示功能正常，但其中某傳感數據獲取異常，在驗證功能原型的過程中，可以使用替換法，如采用替換傳感器、替換連接線等方輔助功能異常的排查。
活動1：物聯系統原型的硬件調試
01
01.知識點講解
活動1：物聯系統原型的硬件調試
物聯系統原型的硬件調試過程，通常需具備一定的電子、通信和控制等方面的知識和技能，同時也需要使用一些常見的電子測試工具，如萬用表等
01
01.知識點講解
物聯系統原型的硬件調試還可以從哪些方面入手
開動腦筋
活動1：物聯系統原型的硬件調試
01
組內分工，對“校園農場”物聯系統原型中的各個物聯子系統原型進行硬件調試。
親身體驗
02
物聯系統原型的軟件調試
活動2
01.知識點講解
硬件系統調試完成后，若仍有異常，則需檢測軟件編寫是否正確。物聯系統原型的軟件調試可以從檢查程序代碼、分單元進行測試等方面入手。
在軟件程序編寫的過程中，錯誤在所難免，需檢查程序代碼是否存在語法錯誤、邏輯錯誤、數據輸入輸出錯誤等問題，并進行修改。編程軟件一般會自動提示語法錯誤，可立即進行調整和修改。
軟件調試過程中，還可以分單元進行軟件調試，調試過程可以采用數據分析法。如對“校園農場”物聯系統中的“自動通風”子系統進行分單元軟件調試，可運用數據分析法，給定一個閾值測試值，調試程序，結合系統的反饋狀態，確定軟件邏輯是否正確。
活動2：物聯系統原型的軟件調試
02
01.知識點講解
組內解讀、調試并運行“校園農場”物聯系統原型中各物聯子系統的軟件代碼，交流和分享軟件運行和調試過程中碰到問題及解決策略。
小組合作交流
活動2：物聯系統原型的軟件調試
02
03
物聯系統原型的聯調
活動3
01.知識點講解
活動3：物聯系統原型的聯調
03
物聯系統原型歷經硬件搭建、軟件編寫和軟硬件調試后，便可以進行試運行，試運行期間，需進行硬件和軟件的聯調。
聯調過程中，關注物聯系統原型運行的正確性
運行系統，對各子系統狀態和各功能原型的功能進行監測，確保系統的正確性。以“校園農場”物聯系統原型為例，確認系統運行的環境是否正確，比如數據庫是否連接正常、網絡是否穩定、硬件是否正常工作等，可檢查數據交互的正確性、檢查系統的整體運行情況等
聯調過程中，關注物聯系統原型運行的穩定性
長時間運行系統，監測持續的時間段內系統運行有無異常。以“校農場”物聯系統原型為例，可持續監測48小時的系統運行情況，查看各子系統的數據獲取信息有無異常，記錄“澆灌”“注水”“補光”“通風”等關鍵性時刻，對比平臺中的數據信息，以判斷系統運行的穩定性
01.知識點講解
組內分工，選擇“校園農場”物聯系統原型中的任意一物聯子系統原型，調整該原型程序中的“閾值”設定，記錄情況，體驗傳感與控制機制的變化過程，并組內交流和分享。
小組合作探究
活動3：物聯系統原型的聯調
03
01.知識點講解
溫馨提示
在物聯系統原型的試運行過程中，可能會出現各種故障和問題。需要進行故障排除，找出問題所在，并進行修復。排除故障的方法可采用逐一排查、分析數據、對比測試結果等方法。
活動3：物聯系統原型的聯調
03
01.知識點講解
“校園農場”物聯系統原型的設計和創作基本落幕。上網查找資料或走訪身邊真實的“校園農場”物聯系統，思考并小組討論:物聯系統原型和你身邊真實的物聯系統有哪些異同
小組合作探究
活動3：物聯系統原型的聯調
03
01.知識點講解
活動3：物聯系統原型的聯調
03
物聯系統原型在歷經需求分析、方案設計、具體實踐和調試運行后，便可投入運行。
在實踐和調試過程中，會經歷發現問題、分析問題、解決產生新問題再探索的螺旋上升過程，這一過程推進了物聯系統原型的更新和迭代，物聯系統也漸趨完善。
答對啦
1.組內交流“校園農場”物聯系統原型調試運行過程中所遇問題填寫下表。
鞏固練習
序號 調試運行所遇問題描述 解決方法與策略 心得與收獲
（選做）2.以小組為單位，班級發布“校園農場”物聯系統原型，填寫下表
鞏固練習
物聯系統原型名稱 功能簡介 具體達成(硬件和軟件) 反思和迭代方向
小組名稱:__________
團隊成員:___________________________________________
系統原型名稱 評價要點 綜合評價和建議
創新性☆☆☆ 功能性☆☆☆ 技術性☆☆☆ 藝術性☆☆☆ 迭代性☆☆☆
01.知識點講解
課堂總結
活動1 物聯系統原型的硬件調試
活動2 物聯系統原型的軟件調試
說動3 物聯系統原型的聯調
1
2
3
goodbye
《感謝觀看》
- Thank for Viewing -
珠珠老師
2023年浙江教育出版社 七年級下冊《第15課 物聯系統原型的運行與調試》教學設計
教學內容分析
本節課是2023年浙江教育出版社出版的七年級下冊第一單元第3課。本節課分為三個活動：“物聯系統原型的硬件調試”“物聯系統原型的軟件調試”“物聯系統原型的聯調”三部分內容組成。學生通過小組合作探究學習逐步掌握本節課的知識點，具備一定的小組合作能力、探究能力、創新能力等，提升信息社會責任，綜合提升信息素養。
教學目標及核心素養指向
通過物聯系統原型的硬件與軟件的調試，體會調試和運行在完善物聯系統原型中的作用和意義（信息意識、信息社會責任） 通過物聯系統原型運行后的聯調過程，初步體會物聯系統正確性和穩定性的重要意義（信息意識、信息社會責任）
教學重難點
教學重點： 1、通過物聯系統原型的硬件與軟件的調試，體會調試和運行在完善物聯系統原型中的作用和意義 2、通過物聯系統原型運行后的聯調過程，初步體會物聯系統正確性和穩定性的重要意義 設計原因：了解物聯系統原型的運行與調試是本節課的主要內容，知識點的滲透需要作為重點內容
教學過程
1、情境導入（3分鐘）
教師活動 學生活動
情境引入：物聯系統原型的設計和搭建，是生產、生活中真實物聯系統設計和創建的基礎。物聯系統原型硬件搭建和軟件編寫完成后，就可以進行試運行了。般情況下，原型系統剛搭建完成，運行情況不一定良好，需要用硬件調試和軟件調試等方法去測試和驗證。 大家想一想： 物聯系統如果無法聯網怎么辦 智能音箱無法正常運作，要如何排查故障 學生聽教師引導生活中的案例,學生討論，回答提問
設計意圖： 激發學生對網頁的學習興趣并快速進入學習狀態。
2、新知講授（35分鐘）
教師活動 學生活動
活動1：物聯系統原型的硬件調試 物聯系統原型的硬件調試方法往往需要根據具體的系統原型而有所不同，但一般都可以從功能原型系統分塊驗證、檢測硬件元件連接等方面入手。 物聯系統原型往往含有不同的子系統，每個子系統又有各自的功能原型，在物聯系統原型硬件的調試過程中，可以分塊進行驗證。如以“校園農場”物聯系統為例，該原型包含“自動澆灌”“智能光照”“自動通風”“智能水位控制”四個物聯子系統，硬件調試時可以以物聯子系統原型為單位，分模塊、分功能進行分塊驗證。 在物聯系統原型的硬件調試過程中，檢測硬件元件的連接情況是必備操作，檢測時可以采用觀察法、元件替換法等方法。 如以“自動澆灌”物聯子系統的硬件調試為例，可以做如下嘗試: (1)觀察各設備元件的線路連接是否正常，如查驗水泵、繼電器的連線是否連接正常，若連接有誤則立即更正。 (2)觀察控制板1ED顯示信息有無異常，如網絡通信的反饋數據顯示是否正常、“空氣溫濕度”“土壤水分”等反饋數據顯示是否正常。若遇異常則以功能原型為單位進行調試。 (3)控制板LED顯示功能正常，但其中某傳感數據獲取異常，在驗證功能原型的過程中，可以使用替換法，如采用替換傳感器、替換連接線等方輔助功能異常的排查。 活動2：物聯系統原型的軟件調試 硬件系統調試完成后，若仍有異常，則需檢測軟件編寫是否正確。物聯系統原型的軟件調試可以從檢查程序代碼、分單元進行測試等方面入手。在軟件程序編寫的過程中，錯誤在所難免，需檢查程序代碼是否存在語法錯誤、邏輯錯誤、數據輸入輸出錯誤等問題，并進行修改。編程軟件一般會自動提示語法錯誤，可立即進行調整和修改。 軟件調試過程中，還可以分單元進行軟件調試，調試過程可以采用數據分析法。如對“校園農場”物聯系統中的“自動通風”子系統進行分單元軟件調試，可運用數據分析法，給定一個閾值測試值，調試程序，結合系統的反饋狀態，確定軟件邏輯是否正確。 活動3：物聯系統原型的聯調 物聯系統原型歷經硬件搭建、軟件編寫和軟硬件調試后，便可以進行試運行，試運行期間，需進行硬件和軟件的聯調。 聯調過程中，關注物聯系統原型運行的正確性 運行系統，對各子系統狀態和各功能原型的功能進行監測，確保系統的正確性。以“校園農場”物聯系統原型為例，確認系統運行的環境是否正確，比如數據庫是否連接正常、網絡是否穩定、硬件是否正常工作等，可檢查數據交互的正確性、檢查系統的整體運行情況等 聯調過程中，關注物聯系統原型運行的穩定性 長時間運行系統，監測持續的時間段內系統運行有無異常。以“校農場”物聯系統原型為例，可持續監測48小時的系統運行情況，查看各子系統的數據獲取信息有無異常，記錄“澆灌”“注水”“補光”“通風”等關鍵性時刻，對比平臺中的數據信息，以判斷系統運行的穩定性 學生通過教師的講解，以小組合作的方式，開展探討交流，完成任務 活動1：物聯系統原型的硬件調試 開動腦筋 物聯系統原型的硬件調試還可以從哪些方面入手 親身體驗 組內分工，對“校園農場”物聯系統原型中的各個物聯子系統原型進行硬件調試。 活動2：物聯系統原型的軟件調試 小組合作交流 組內解讀、調試并運行“校園農場”物聯系統原型中各物聯子系統的軟件代碼，交流和分享軟件運行和調試過程中碰到問題及解決策略。 活動3：物聯系統原型的聯調 小組合作探究 組內分工，選擇“校園農場”物聯系統原型中的任意一物聯子系統原型，調整該原型程序中的“閾值”設定，記錄情況，體驗傳感與控制機制的變化過程，并組內交流和分享。 小組合作探究 “校園農場”物聯系統原型的設計和創作基本落幕。上網查找資料或走訪身邊真實的“校園農場”物聯系統，思考并小組討論:物聯系統原型和你身邊真實的物聯系統有哪些異同
設計意圖: 培養學生獨立思考的能力，提高核心素養。
3、課堂小結（7分鐘）
教師活動 學生活動
總結本課內容： 活動1：物聯系統原型的硬件調試 活動2：物聯系統原型的軟件調試 活動3：物聯系統原型的聯調 學生一同回答并梳理知識
設計意圖： 幫助學生梳理本節課知識，加深學生對知識的理解。(共1張PPT)
學習單
1
活動1：物聯系統原型的硬件調試
物聯系統原型的硬件調試還可以從哪些方面入手
開動腦筋
班級：7年__班
組別：______
2
活動2：物聯系統原型的軟件調試
組內解讀、調試并運行“校園農場”物聯系統原型中各物聯子系統的軟件代碼，交流和分享軟件運行和調試過程中碰到問題及解決策略。
小組合作交流
3
活動3：物聯系統原型的聯調
組內分工，對“校園農場”物聯系統原型中的各個物聯子系統原型進行硬件調試。
親身體驗
組內分工，選擇“校園農場”物聯系統原型中的任意一物聯子系統原型，調整該原型程序中的“閾值”設定，記錄情況，體驗傳感與控制機制的變化過程，并組內交流和分享。
小組合作探究
“校園農場”物聯系統原型的設計和創作基本落幕。上網查找資料或走訪身邊真實的“校園農場”物聯系統，思考并小組討論:物聯系統原型和你身邊真實的物聯系統有哪些異同
小組合作探究《第15課 物聯系統原型的運行與調試》作業設計
作業分析
作業類型 基礎型作業 探究型作業 實踐型作業 跨學科綜合作業
作業類別 課時作業 單元作業 學期作業
應用場景 課前預習 課中練習 課后作業
作業對象 全體學生作業 學生根據情況可選作業
設計思路 本次作業設計圍繞物聯系統原型的運行與調試展開，旨在通過填空題、選擇題和實踐題三種題型，全面考查學生對物聯系統原型運行與調試的基本知識的掌握情況和實際應用能力，幫助學生鞏固所學內容，提升實踐操作能力。
作業內容
一、填空題【難度等級：★★★★】
1. 在物聯系統原型中，傳感器的作用是______________，將物理世界的信號轉換為計算機可以處理的信號。
2. 調試物聯系統原型時，常見的錯誤類型包括______________和______________。
3. 運行物聯系統原型前，需要檢查______________是否正確連接，以及______________是否配置正確。
4. 當物聯系統原型運行異常時，一般首先需要進行______________操作，以便定位問題所在。
5. 在物聯系統原型的調試過程中，如果傳感器數據不準確，可能是由于______________或______________等原因導致的。
二、選擇題【難度等級：★★★】
1. 在物聯系統原型中，負責接收傳感器數據并發出控制指令的是：
A. 傳感器
B. 執行器
C. 控制器
D. 顯示器
2. 在物聯系統原型運行前，下列哪項不是必要的準備工作？
A. 檢查電源是否接通
B. 校驗傳感器數據準確性
C. 設定系統時間
D. 清理工作環境衛生
3. 當物聯系統原型運行出現異常時，首先應該：
A. 立即更換傳感器
B. 檢查連接線路
C. 重啟整個系統
D. 卸載并重新安裝軟件
4. 在物聯系統原型的調試過程中，如果發現執行器不響應，可能的原因是：
A. 傳感器損壞
B. 控制器故障
C. 電源線松動
D. 顯示器分辨率低
5. 關于物聯系統原型的調試，以下說法正確的是：
A. 調試過程中不需要記錄任何數據
B. 調試時只需關注系統是否能運行，無需關注性能
C. 調試是一個反復測試、修正的過程
D. 調試完成后，系統就不會再出現問題
三、實踐題【難度等級：★★★★★】
1. 請按照物聯系統原型的搭建步驟，自行組裝一個簡單的物聯系統原型，并描述你所使用的傳感器和執行器類型，以及它們之間的連接方式。
2. 在你搭建的物聯系統原型中，設計一個簡單的控制邏輯，使得當傳感器檢測到特定信號時，執行器能夠執行相應的動作。請詳細記錄你的設計思路和實現過程。
3. 運行你搭建的物聯系統原型，并進行調試。請記錄你在調試過程中遇到的問題，以及你是如何定位和解決問題的。同時，分析可能導致這些問題出現的原因，并提出改進方案。

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