資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
八年級信息科技教學設計
課題 第17課 物聯數據需采集 課型 新授課
備課時間 月 日 主備人 Xinxijishu886 授課時間 月 日- 月 日
教學內容及教材分析 本節課是人教版《初中信息技術八年級（下冊）》第四單元《簡易物聯系統實踐》第17課，課題為《物聯數據需采集》。在信息技術飛速發展的當下，物聯網作為新興領域，其數據采集是構建物聯網系統的基礎環節。教材圍繞這一主題，首先介紹了物聯網的基本概念和應用場景，讓學生對物聯網有一個宏觀的認識，為理解數據采集的重要性奠定基礎。接著詳細講解了數據采集的相關知識，包括數據采集的定義、目的和常用方法等。通過實際案例和操作演示，引導學生了解不同類型傳感器的工作原理和數據采集方式，使學生明白如何從物理世界中獲取有價值的數據。此外，教材還涉及到數據采集的過程管理，如數據的預處理、傳輸和存儲等，培養學生對整個數據采集流程的系統性認識。
課標要求 熟悉利用傳感器獲取數據的方法，能夠根據需要選擇常見的傳感器。進一步熟悉從互聯網中獲取數據的方法。
核心素養目標 信息意識：增強學生的信息敏感度，認識到數據在物聯網系統中的重要性，理解不同數據來源對系統功能的影響。計算思維：培養學生的邏輯思維能力，通過編程實踐學會從互聯網獲取數據、解析數據，并能在物聯網服務平臺上配置主題，實現數據的傳輸與存儲。數字化學習與創新：鼓勵學生利用所學知識，結合生活實際，設計并實現簡單的物聯網項目，培養學生的創新思維和實踐能力。信息社會責任：引導學生關注數據安全性和隱私保護，理解在物聯網系統中合理使用數據的重要性，培養學生的信息道德和社會責任感。
教學重點 利用傳感器獲取數據的方法。從互聯網中獲取數據的方法。
教學難點 選擇合適的傳感器并正確連接。調用API獲取數據并解析。
教學方法 情境教學法、任務驅動法、分組合作法、示范講解法。
學習方法 自主探究法、合作學習法、實踐操作法。
教學工具 多媒體課件、傳感器（溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器）、主控板、MQTT服務器、API密鑰、相關網絡資源和視頻。
教學過程 教 學 內 容
復習鞏固：展示一段關于智能家居的短視頻，引導學生思考智能家居是如何實現自動控制和調節的。提問：1.智能家居系統是如何獲取環境數據的？2.這些數據有什么作用？新課導入：觀看視頻，思考并回答教師的問題。1.通過短視頻引入物聯網數據采集的話題，激發學生的學習興趣。2.引導學生思考物聯網數據采集的重要性和應用場景。新課教學：數據是系統的基礎，要搭建一個物聯系統，首先要實現數據采集與傳輸。一、利用傳感器獲取數據 獲取不同的環境數據需要不同的傳感器。在物聯花盆系統項目中，需要使用溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器和光敏傳感器。在物聯花盆系統項目中使用的光敏傳感器和土壤濕度傳感器都以模擬信號輸出數據，溫濕度傳感器輸出的是數字信號。不過在當前主流的主控板中，每個引腳都具備讀取模擬信號和數字信號的功能。因此只需要在主控板或其配套擴展板上找任意的3個接口分別與溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器的數據接口相連。教師需要提前注冊申請免費天氣預報API的密鑰，并查詢所在地的城市編號，通過HTTP請求獲取天氣預報數據。不同的API返回的數據格式不同。教學前，教師應完成API的調試。二、從互聯網獲取數據互聯網上有很多公共數據監測網站，我們可以利用API來調用數據。例如，互聯網中有很多免費的天氣預報API供人們調用。
課堂小結: （一）傳感器數據采集1.在傳感器連接過程中，如果發現傳感器數據讀取異常，可能是哪些原因導致的？如何進行排查和解決？2.除了本節課介紹的溫濕度、土壤濕度和光敏傳感器，還有哪些類型的傳感器可以用于物聯系統數據采集？它們分別適用于哪些場景？（二）互聯網數據獲取1.討論在調用API獲取互聯網數據時，如何確保獲取的數據準確可靠？如果遇到API接口更新或限制，應該如何應對？2.探索其他獲取互聯網數據的方法或途徑，例如從社交媒體平臺獲取用戶行為數據，分析這些數據在物聯網應用中的潛在價值。（三）物聯網服務平臺配置與數據傳輸1.在配置物聯網服務平臺時，如何根據不同的物聯系統需求合理規劃主題數量和結構？主題命名有哪些規范和注意事項？2.針對數據傳輸過程中的網絡延遲或中斷問題，討論可以采取哪些措施來提高數據傳輸的穩定性和可靠性？例如，是否可以采用數據緩存、重傳機制等。
作業布置 1.總結數據采集在物聯系統中的關鍵作用，強調傳感器采集和互聯網獲取數據是構建物聯系統的重要基礎，數據的準確性、及時性和完整性直接影響物聯系統的性能和功能。2.回顧利用傳感器獲取數據的過程，包括傳感器的選擇、連接和數據讀取，以及在操作過程中需要注意的問題，如引腳連接正確、代碼編寫無誤等。3.梳理從互聯網獲取數據的方法和要點，包括訪問官方網站獲取數據的方式、API調用的流程和處理JSON格式數據的技巧，提醒學生在獲取互聯網數據時要注意數據來源的可靠性和合法性。
板書設計 1.列舉出至少三種常見的傳感器，并說明它們的作用。2.簡述API的概念和作用，并給出一個調用API獲取數據的示例。
板書設計 第17課 物聯數據需采集一、利用傳感器獲取數據二、從互聯網獲取數據
組長審批意見及簽字 簽字： 年 月 日
教學反思
課后簽字 簽字： 年 月 日
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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