資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
八年級信息技術義務教育版教學設計
課題 物物相連有價值 單元 第一單元 學科 信息技術 年級 八年級
學習目標 1.理解物聯網中數據的來源（傳感器采集）和傳輸過程（傳感器采集 - 服務器處理 - 可視化顯示），明確數據在物聯網中的重要作用，即讓互聯網變得更智慧，能為決策提供依據。2.掌握遠程控制的基本原理，能夠設計簡單的物聯遠程控制方案（如物聯窗戶），并分析其優缺點，了解遠程控制在實際生活中的優勢（如便捷性、及時性）。3.認識傳感器協同工作的方式（本地協同和網絡協同）及意義，理解多種傳感器協同可提高數據準確度和可信度，能分析相關案例（如水質監測、氣象監測）中傳感器協同的作用。
重點 1.物聯網中數據的作用和傳輸過程，使學生理解數據是物聯網的核心，以及數據如何在各個環節中流動和應用。2.遠程控制的原理和應用，讓學生掌握遠程控制的基本方法，并能設計簡單的遠程控制方案，體會其在生活中的便利性。3.傳感器協同工作的方式和意義，使學生明白多種傳感器協同能夠提升系統性能，能在具體案例中分析傳感器協同的優勢。
難點 1.深入理解物聯網數據如何使互聯網變得更智慧，涉及到數據處理、分析和決策等復雜概念，學生理解起來可能有難度。2.設計物聯窗戶遠程控制方案時，綜合考慮各種因素，確保方案的可行性和有效性，對學生的綜合知識運用能力要求較高。3.理解網絡中傳感器數據協同在大規模復雜系統中的作用和實現方式，需要學生具備一定的系統思維和抽象思維能力。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 展示問題情境中冰箱與購物網站、物聯手表與空調和熱水器相連的場景，提問學生這些場景實現的可能性和便利性，引導學生思考物物相連的價值，從而引出本節課的主題——物聯網的價值，激發學生的學習興趣，讓學生明確本節課將深入探討物聯網在數據、控制和傳感器協同等方面的價值。 傾聽老師引入相關問題 激發學生的學習興趣，讓從問題中進行思考，從而引出本節課的學習內容
講授新課 一、豐富即時數據的作用1.講解物聯網中的傳感器如同“神經觸角”，不斷采集數據并傳輸給互聯網，以維持互聯網的“智慧”，介紹數據的傳輸過程。2.展示中央氣象臺網站的本地天氣實況圖，引導學生觀察并思考這些圖表是基于什么數據生成的（如各地氣象監測站的傳感器采集的溫度、濕度、氣壓等數據），以及如何獲取這些數據（通過物聯網技術將傳感器數據傳輸到服務器，經過處理后生成可視化圖表），培養學生的觀察和分析能力。3.組織學生討論物聯網數據在其他領域的可能應用，鼓勵學生分享自己的想法，拓寬學生的思維，讓學生了解物聯網數據的廣泛應用價值。二、遠程控制的優勢1.展示利用手機遠程控制家電的圖片或視頻，介紹遠程控制的基本原理（用戶通過手機App發送指令，指令經云端傳輸到被控端設備執行操作），讓學生對遠程控制有初步的理解。2.提出問題：下雨天沒關窗戶可能導致家中進水，嘗試設計一種物聯窗戶方案，實現遠程關閉窗戶的功能。組織學生分組討論，引導學生思考方案各個環節，如：需要用到哪些傳感器（如雨水傳感器、濕度傳感器等）來檢測下雨情況。選擇何種通信方式實現窗戶與手機或服務器之間的通信。如何設計控制邏輯（如傳感器檢測到下雨后自動發送關窗指令，或者用戶通過手機App手動發送指令），教師巡視各小組，參與討論并給予指導，培養學生的創新思維和問題解決能力。3.每個小組推選一名代表展示設計的物聯窗戶遠程控制方案，其他小組進行評價，從可行性、實用性、創新性等方面進行分析，教師進行總結和點評，強調方案設計中需要綜合考慮各種因素，確保方案能夠有效實現遠程控制功能。4.引導學生分析不同控制方案的優缺點，如自動控制方便及時但可能存在誤判，手動控制更靈活但依賴用戶操作等，培養學生的批判性思維。三、傳感器協同帶來的新智能1.講解單一傳感器獲取數據有限，很多應用需要多種傳感器協同工作，以本地傳感器數據協同為例，如紅外熱釋電傳感器和光敏傳感器協同可實現更智能的安防監控（白天光敏傳感器工作，晚上紅外熱釋電傳感器工作）。2.展示水質檢測儀中多個傳感器（如pH值傳感器、TDS傳感器等）協同工作的案例，解釋多個傳感器如何分別獲取不同信息（pH值傳感器檢測酸堿度，TDS傳感器檢測溶解固體量），這些信息相互補充，提高數據的準確度和可信度，讓學生理解傳感器協同在提高檢測精度方面的作用。3.介紹網絡中傳感器數據協同的案例，如河道上下游安裝水質監測傳感器可分析整個河道水質變化情況，以及氣象部門在單個城市設置數千個氣象監測點的意義（獲取更全面準確的氣象數據，提高氣象預測的準確性），引導學生思考在大規模系統中傳感器協同的重要性，培養學生的系統思維能力。4.組織學生討論在日常生活中還有哪些場景可以利用傳感器協同工作來提升智能化水平（如智能家居中的多種傳感器協同實現舒適環境控制、智能農業中的土壤和氣象傳感器協同優化種植管理等），鼓勵學生積極發言，培養學生的應用創新能力。 了解物聯網中物物相連的價值性 通過幾個學習活動讓學習開始掌握本節課的重點及難點
課堂練習 提出問題：“在設計物聯窗戶遠程控制方案時，遇到的最大困難是什么？如何通過傳感器協同來進一步優化方案？”組織學生分組討論，鼓勵學生分享設計過程中的經驗和問題，如傳感器安裝位置選擇、不同傳感器數據融合等，引導學生思考如何利用傳感器協同解決這些問題，提高方案的性能，培養學生的團隊協作和問題解決能力。每個小組推選一名代表發言，分享小組討論結果，其他小組可以進行補充和提問，教師進行總結和點評，強調傳感器協同在物聯網應用中的關鍵作用，鼓勵學生在今后的設計中充分考慮傳感器協同。 提出相關問題，學生之間進行討論與思考，進一步擴展所學知識 進一步拓展本節課的學習知識
課堂小結 1.與學生一起回顧本節課的重點內容，包括物聯網數據的作用和傳輸過程、遠程控制的原理和優勢、傳感器協同的方式和意義，強調物聯網通過數據、遠程控制和傳感器協同為社會發展帶來的重要價值。2.提問學生：“通過本節課的學習，你對物聯網的價值有了哪些新的認識？在生活中你還希望看到哪些物聯網應用？”引導學生總結自己的學習收獲，加深對知識的理解和應用能力，同時激發學生對物聯網未來發展的期待和探索欲望。 引導學生總結自己本節課的學習收獲 對本節課的學習進行總結
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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