資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
八年級(jí)信息技術(shù)義務(wù)教育版教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集 單元 第四單元 學(xué)科 信息技術(shù) 年級(jí) 八年級(jí)
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.學(xué)生能夠熟練掌握利用傳感器獲取數(shù)據(jù)的方法，包括溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器等常見(jiàn)傳感器的連接與使用。2.學(xué)生能夠熟悉從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)的方法，如通過(guò)官方網(wǎng)站查看天氣數(shù)據(jù)、調(diào)用API獲取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等，并理解返回?cái)?shù)據(jù)的JSON格式及處理方式。3.學(xué)生能夠掌握配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的基本操作，包括添加主題、分配用戶(hù)名和密碼等，以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)，了解MQTT服務(wù)器在物聯(lián)數(shù)據(jù)處理中作用。
重點(diǎn) 1.常見(jiàn)傳感器的連接與數(shù)據(jù)獲取方法。2.從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)的流程及API調(diào)用方法，如天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)獲取與處理。3.物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的配置及數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)，包括MQTT服務(wù)器的使用。
難點(diǎn) 1.理解和處理從互聯(lián)網(wǎng)獲取的JSON格式數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確提取所需信息。2.根據(jù)項(xiàng)目需求合理配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸與存儲(chǔ)。3.解決數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，如實(shí)時(shí)查看主控板運(yùn)行狀態(tài)、區(qū)分同一主題中的多種數(shù)據(jù)、減少數(shù)據(jù)冗余等。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課 1.展示問(wèn)題情境：通過(guò)PPT展示生活中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如智能家居系統(tǒng)、智能農(nóng)業(yè)設(shè)備等，提問(wèn)學(xué)生這些設(shè)備是如何獲取數(shù)據(jù)的，引出本節(jié)課主題——物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集。2.引導(dǎo)思考：引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)在物聯(lián)系統(tǒng)中的重要性，以及數(shù)據(jù)可能的來(lái)源途徑，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 傾聽(tīng)老師引入相關(guān)問(wèn)題 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓從問(wèn)題中進(jìn)行思考，從而引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容
講授新課 一、利用傳感器獲取數(shù)據(jù)傳感器介紹與連接演示：展示溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器實(shí)物，講解其功能和工作原理。教師在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上演示傳感器與主控板的連接方法，強(qiáng)調(diào)連接時(shí)的注意事項(xiàng)，如引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系、電源正負(fù)極連接等。學(xué)生實(shí)踐操作：學(xué)生分組進(jìn)行傳感器連接操作，教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生連接過(guò)程中的錯(cuò)誤，確保每個(gè)小組都能正確連接傳感器。數(shù)據(jù)讀取測(cè)試：連接完成后，指導(dǎo)學(xué)生編寫(xiě)簡(jiǎn)單代碼讀取傳感器數(shù)據(jù)，并在顯示屏或終端上顯示。請(qǐng)幾個(gè)小組展示他們讀取到的數(shù)據(jù)，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。二、從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)官網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取引導(dǎo)：打開(kāi)中國(guó)氣象局官方網(wǎng)站（weather.）和中央氣象臺(tái)官網(wǎng)（www.nmc.cn），向?qū)W生展示如何在官網(wǎng)實(shí)時(shí)查看天氣數(shù)據(jù)，介紹官網(wǎng)數(shù)據(jù)的可靠性和權(quán)威性。API獲取數(shù)據(jù)講解：講解互聯(lián)網(wǎng)中免費(fèi)天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)API的概念和作用，以具體API為例，詳細(xì)說(shuō)明注冊(cè)申請(qǐng)獲得key、城市編碼以及通過(guò)HTTP請(qǐng)求獲取數(shù)據(jù)的流程。結(jié)合代碼示例，解釋如何使用編程語(yǔ)言（如Python）發(fā)送請(qǐng)求并處理返回的JSON格式數(shù)據(jù)。小組任務(wù)布置與實(shí)踐：布置小組任務(wù)，要求學(xué)生合作從官方網(wǎng)站獲取所在地當(dāng)天的天氣數(shù)據(jù)。教師提供相關(guān)API文檔和示例代碼，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)文檔進(jìn)行編程操作。在學(xué)生實(shí)踐過(guò)程中，教師巡視各小組，解答學(xué)生遇到的問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求失敗、數(shù)據(jù)解析錯(cuò)誤等。三、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)配置與數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)1.平臺(tái)配置講解與演示：以物聯(lián)花盆系統(tǒng)為例，講解在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中添加主題的方法和意義，根據(jù)項(xiàng)目終端設(shè)備數(shù)量添加溫度、光照強(qiáng)度、土壤濕度等主題，并為每個(gè)主控板分配用戶(hù)名和密碼。教師在平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)際操作演示，讓學(xué)生清楚了解配置過(guò)程。2.數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)實(shí)踐任務(wù)布置：布置任務(wù)，要求學(xué)生搭建好硬件環(huán)境，采集并發(fā)布溫度、光照強(qiáng)度和土壤濕度等數(shù)據(jù)。教師提供數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)的主要代碼框架，指導(dǎo)學(xué)生完成代碼編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)應(yīng)主題的MQTT服務(wù)器中。在學(xué)生實(shí)踐過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的問(wèn)題，如如何確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確發(fā)送、如何處理網(wǎng)絡(luò)異常等。 了解傳感器是如何獲取數(shù)據(jù)等相關(guān)知識(shí) 通過(guò)幾個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)讓學(xué)習(xí)開(kāi)始掌握本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)
課堂練習(xí) （一）傳感器數(shù)據(jù)采集1.在傳感器連接過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)讀取異常，可能是哪些原因?qū)е碌模咳绾芜M(jìn)行排查和解決？2.除了本節(jié)課介紹的溫濕度、土壤濕度和光敏傳感器，還有哪些類(lèi)型的傳感器可以用于物聯(lián)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集？它們分別適用于哪些場(chǎng)景？（二）互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取1.討論在調(diào)用API獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，如何確保獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠？如果遇到API接口更新或限制，應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)？2.探索其他獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的方法或途徑，例如從社交媒體平臺(tái)獲取用戶(hù)行為數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的潛在價(jià)值。（三）物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)配置與數(shù)據(jù)傳輸1.在配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)時(shí)，如何根據(jù)不同的物聯(lián)系統(tǒng)需求合理規(guī)劃主題數(shù)量和結(jié)構(gòu)？主題命名有哪些規(guī)范和注意事項(xiàng)？2.針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)延遲或中斷問(wèn)題，討論可以采取哪些措施來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性？例如，是否可以采用數(shù)據(jù)緩存、重傳機(jī)制等。 通過(guò)三個(gè)課堂練習(xí)進(jìn)一步拓展本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)（可根據(jù)具體時(shí)間，選擇其中一個(gè)或兩個(gè)練習(xí)進(jìn)行） 進(jìn)一步拓展本節(jié)課的學(xué)習(xí)知識(shí)
課堂小結(jié) 1.總結(jié)數(shù)據(jù)采集在物聯(lián)系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，強(qiáng)調(diào)傳感器采集和互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)是構(gòu)建物聯(lián)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和完整性直接影響物聯(lián)系統(tǒng)的性能和功能。2.回顧利用傳感器獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程，包括傳感器的選擇、連接和數(shù)據(jù)讀取，以及在操作過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，如引腳連接正確、代碼編寫(xiě)無(wú)誤等。3.梳理從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)的方法和要點(diǎn)，包括訪問(wèn)官方網(wǎng)站獲取數(shù)據(jù)的方式、API調(diào)用的流程和處理JSON格式數(shù)據(jù)的技巧，提醒學(xué)生在獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)要注意數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性和合法性。4.強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)配置和數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)的重要性，明確平臺(tái)配置中主題添加、用戶(hù)權(quán)限設(shè)置等操作步驟，以及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中主控板與MQTT服務(wù)器之間的通信機(jī)制和數(shù)據(jù)格式要求。5.鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集相關(guān)知識(shí)，積極思考如何優(yōu)化數(shù)據(jù)采集過(guò)程、拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)自己本節(jié)課的學(xué)習(xí)收獲 對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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