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)信息科技教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 第16課 模塊功能先劃分 課型 新授課
備課時(shí)間 月 日 主備人 Xinxijishu886 授課時(shí)間 月 日- 月 日
教學(xué)內(nèi)容及教材分析 本節(jié)課是人教版《初中信息技術(shù)八年級(jí)（下冊(cè)）》第四單元《簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)實(shí)踐》第16課，課題為《模塊功能先劃分》。主要圍繞簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的規(guī)劃展開。通過學(xué)習(xí)物聯(lián)系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)、確定功能需求以及劃分功能模塊，學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握構(gòu)建簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的前期規(guī)劃方法，為后續(xù)實(shí)際搭建和實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維和工程實(shí)踐能力，使學(xué)生能夠從整體上把握物聯(lián)系統(tǒng)的構(gòu)建過程，理解各部分之間的相互關(guān)系，提高學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的綜合素養(yǎng)，為今后深入學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和參與相關(guān)項(xiàng)目開發(fā)做好準(zhǔn)備。
課標(biāo)要求 了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本工作流程，能確定簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求。能夠根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)澐趾?jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的功能模塊。
核心素養(yǎng)目標(biāo) 信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的敏感度和關(guān)注度，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在改善生活、提高工作效率等方面的重要作用。計(jì)算思維：通過物聯(lián)花盆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)思維能力，學(xué)會(huì)將復(fù)雜問題分解為若干簡(jiǎn)單子問題，并理解各子問題之間的邏輯關(guān)系。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：鼓勵(lì)學(xué)生利用信息技術(shù)手段，如在線物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)和實(shí)踐探索，培養(yǎng)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力。信息社會(huì)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中可能涉及的隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全等問題，樹立正確的信息社會(huì)責(zé)任感和倫理觀念。
教學(xué)重點(diǎn) 了解物聯(lián)系統(tǒng)的工作流程，確定功能需求，劃分功能模塊。
教學(xué)難點(diǎn) 根據(jù)實(shí)際需求，合理劃分物聯(lián)系統(tǒng)的功能模塊，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。
教學(xué)方法 情境教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分組合作法、示范講解法。
學(xué)習(xí)方法 自主探究法、合作學(xué)習(xí)法、實(shí)踐操作法。
教學(xué)工具 具備上網(wǎng)條件的信息科技實(shí)驗(yàn)室、多媒體課件。
教學(xué)課時(shí) 一課時(shí)
課前教育 給學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全教育。
教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容
復(fù)習(xí)鞏固：播放一段智能家居的短片，展示智能燈光、智能溫控、智能安防等場(chǎng)景。短片結(jié)束后，教師提問：1.同學(xué)們，你們覺得這些智能家居是怎么工作的呢？2.它們背后隱藏著什么秘密？。新課導(dǎo)入：觀看短片，積極思考并回答教師的問題。通過生動(dòng)的短片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)的世界。新課教學(xué)：物聯(lián)網(wǎng)給人們帶來了智能化的體驗(yàn)，已成為人們生活中不可或缺的一部分。生活中的物聯(lián)系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的。一、了解物聯(lián)系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)物聯(lián)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，采集周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)、分析處理，再設(shè)計(jì)算法，通過執(zhí)行器對(duì)現(xiàn)實(shí)世界采取行動(dòng)，物聯(lián)系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)如圖16.1所示。不同的物聯(lián)系統(tǒng)在功能、軟硬件組成上各有不同，但工作環(huán)節(jié)類似。學(xué)生活動(dòng)1：選擇生活中常見的物聯(lián)系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)。通過引導(dǎo)學(xué)生分析生活中常見的物聯(lián)系統(tǒng)工作環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生理解物聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)作的基本原理和共通性，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)人臉識(shí)別在物聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。在確定物聯(lián)系統(tǒng)項(xiàng)目時(shí)，可以不局限于物聯(lián)花盆系統(tǒng)。教師可依據(jù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的步驟開展教學(xué)，組織學(xué)生開展討論，綜合考慮成本、開發(fā)難度、實(shí)際意義等因素確定項(xiàng)目主題。有條件的學(xué)?？梢詫W(xué)生分組，在確保項(xiàng)目順利實(shí)施的前提下，讓不同小組實(shí)施不同的項(xiàng)目，開展個(gè)性化教學(xué)。二、確定物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求搭建物聯(lián)系統(tǒng)前，首先需要明確系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)，期望利用該系統(tǒng)來達(dá)到什么目的或解決什么問題，進(jìn)而得出物聯(lián)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能。例如，學(xué)校種植了一些綠色植物，為了解校園不同區(qū)域的實(shí)時(shí)環(huán)境狀況，決定搭建一個(gè)物聯(lián)花盆系統(tǒng)。 1. 分組討論，明確物聯(lián)花盆系統(tǒng)的基本功能，形成如表16.2所示的物聯(lián)花盆系統(tǒng)功能需求表。環(huán)節(jié)功能描述采集數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)獲取溫度、土壤濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)；可通過網(wǎng)絡(luò)獲取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)分析處理數(shù)據(jù)可從物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)獲取歷史數(shù)據(jù)；可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析處理，得到簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和可視化圖表反饋與控制可動(dòng)態(tài)顯示土壤濕度情況；可根據(jù)溫度、土壤濕度、天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉討論物聯(lián)花盆系統(tǒng)的基本功能時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物聯(lián)系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)，以頭腦風(fēng)暴的形式展開討論，并記錄每個(gè)人提出的功能，最終形成每組的物聯(lián)花盆系統(tǒng)的功能需求。例如，采集環(huán)境數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)哪些功能，傳輸與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)哪些功能等。為了保證物聯(lián)系統(tǒng)項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)，還需要對(duì)功能進(jìn)行可行性評(píng)估，并進(jìn)行測(cè)試。在選擇技術(shù)方案時(shí)，可以參考他人曾實(shí)現(xiàn)過的技術(shù)方案，也可以從網(wǎng)上查找合適的技術(shù)方案。2. 對(duì)功能需求進(jìn)行可行性評(píng)估，形成物聯(lián)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方案。（1）采集數(shù)據(jù)。根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)確定需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，再根據(jù)具體使用場(chǎng)景和要求選擇合適的傳感器。例如，要實(shí)時(shí)獲取空氣溫度、土壤濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境數(shù)據(jù)，可以利用溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器和光敏傳感器實(shí)現(xiàn)；要獲取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，可通過API獲得當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。（2）傳輸與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸并存儲(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。（3）分析處理數(shù)據(jù)?？蓮奈锫?lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)獲取歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析處理，得到簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和可視化圖表，動(dòng)態(tài)顯示溫度、土壤濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。（4）反饋與控制?？筛鶕?jù)土壤濕度、天氣預(yù)報(bào)等數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)算法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。例如，土壤濕度大的時(shí)候不灌溉，土壤濕度小且預(yù)報(bào)第二天下雨的時(shí)候不灌溉，在光照強(qiáng)度大的時(shí)候適當(dāng)提高土壤濕度設(shè)定值等。三、劃分物聯(lián)系統(tǒng)的功能模塊為了降低難度，需要把物聯(lián)系統(tǒng)分解為多個(gè)功能模塊，并明確每個(gè)功能模塊負(fù)責(zé)的任務(wù)以及模塊之間的關(guān)系。物聯(lián)花盆系統(tǒng)可以分為環(huán)境感知模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、服務(wù)平臺(tái)模塊和執(zhí)行模塊（圖16.2）。1. 環(huán)境感知模塊。由傳感器和主控板組成，傳感器負(fù)責(zé)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，主控板負(fù)責(zé)接收傳感器的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊發(fā)送到服務(wù)平臺(tái)模塊。2. 網(wǎng)絡(luò)通信模塊。負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。在本項(xiàng)目中，將主控板獲取的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)平臺(tái)模塊，將服務(wù)平臺(tái)模塊和從互聯(lián)網(wǎng)獲取的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)傳輸給主控板。3. 服務(wù)平臺(tái)模塊。主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的匯總、處理。在本項(xiàng)目中，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)，將環(huán)境數(shù)據(jù)可視化，以及實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制灌溉。4. 執(zhí)行模塊。執(zhí)行模塊包括主控板和執(zhí)行器。執(zhí)行器的主要作用是根據(jù)主控板發(fā)出的指令產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作（如LED燈亮或滅、電機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉等），從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的反饋。
課堂小結(jié): 1.引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來生活中的應(yīng)用，如智能醫(yī)療、智能交通、智能環(huán)保等。2.鼓勵(lì)他們積極參與物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施，為未來的智能化生活貢獻(xiàn)自己的力量。
作業(yè)布置 1.引導(dǎo)學(xué)生回顧物聯(lián)系統(tǒng)的基本工作流程，包括采集數(shù)據(jù)、傳輸與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)和反饋與控制四個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)每個(gè)環(huán)節(jié)在物聯(lián)系統(tǒng)中的重要性和相互關(guān)系。2.總結(jié)確定物聯(lián)系統(tǒng)功能需求的方法，即根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景和目標(biāo)，從各個(gè)工作環(huán)節(jié)出發(fā)，明確每個(gè)環(huán)節(jié)所需實(shí)現(xiàn)的功能，確保系統(tǒng)功能的完整性和實(shí)用性。3.梳理功能模塊劃分的原則和過程，讓學(xué)生明白根據(jù)工作環(huán)節(jié)將物聯(lián)系統(tǒng)劃分為不同功能模塊的意義，以及各模塊之間如何協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體功能。4.強(qiáng)調(diào)在實(shí)際案例分析中，要靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從不同角度思考問題，不斷優(yōu)化物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和功能。
板書設(shè)計(jì) 1.簡(jiǎn)述物聯(lián)系統(tǒng)的工作流程。2.列舉三個(gè)物聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，并說明其功能需求。
板書設(shè)計(jì) 第16課 模塊功能先劃分一、了解物聯(lián)系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)二、確定物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求三、劃分物聯(lián)系統(tǒng)的功能模塊
組長(zhǎng)審批意見及簽字 簽字： 年 月 日
教學(xué)反思
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
HYPERLINK "http://21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑