第12课 智能物联系统的设计 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术八年级下册

第12课 《智能物联系统的设计》教学设计 【课标内容要求】 本课基于如下的义务教育课程标准要求： 第四学段（7-9 年级）,物联网实践与探索： （2）通过对身边真实应用场景中物联网的分析，认识物联网实现万物互联的基本原理。 （3）自觉遵守物联网实验的操作规程，会使用实验设备搭建物联系统原型，并能通过实验平台读取、发送、接收、汇集和使用数据。 （4）通过简易物联系统的设计与搭建，探索物联网中数据采集、处理、反馈控制等基本功能，体验物联网、大数据及人工智能的关系。 【教学内容分析】 本课选自浙江教育出版社初中信息科技八年级下册第三单元《智能物联系统实践》第 2课。通过对智能物联系统的需求分析与设计规划，了解物联系统开发的基本流程;实现物联系统原型的搭建，增强使用数字设备开展创新活动的意识。在单元中本课也属于智能物联系统搭建的起始课程，与后来的三课一起构成一个完整的智能物联系统的建立任务，智能物联系统的设计与、智能物联系统的硬件搭建、智能物联系统的软件编写、智能物联系统的调试与完善，这四个过程前后关联紧密形成一个整体。 本节课在课程标准中属于《物联网实践与探索》模块的内容，并有一个《在线数字气象站》的跨学科主题学习的案例。在小学体验物理世界与数字世界深度融合的环境。感受应用信息科技获取与处理信息的优势的目标上加深对物联网的理解，以及对人们带来的影响；在对于给定的任务，能将其分解为一系列的实施步骤的基础上可以根据需求设计和搭建一个简单的物联系统模型。学生可以通过项目实践，提升信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。也为后续高中学习的必修模块 2“信息系统与社会”和选择性必修模块 6“开源硬件项目设计”提供一定的基础。 【教学目标】 1、通过对智能物联系统的需求分析与设计规划，了解物联系统开发的基本流程; 2、实现物联系统原型的搭建，增强使用数字设备开展创新活动的意识。 3、学生体会配备了智能物联系统与传统系统的区别，体会智能物联系统对生活与社会的影响。 重点：物联系统开发的基本流程、物联系统原型的搭建 难点：物联系统原型的搭建 理由：学生对单片机、开发板之前接触的比较少，物联系统原型的搭建需要开发板、代码系统等多方面的知识，学生实践起来较为困难 【核心素养指向】 信息意识： 认识到互联网、物联网和人工智能对社会发展的影响，善于使用信息科技解决学习和生活中的问题。 计算思维 1.能在真实情境中发现问题，提取问题的基本特征，对问题进行抽象、分解、建模，制订解决方案。 数字化学习与创新： 3.按照任务需求，能选择合适的数字设备、平台和资源，合作完成数字化创新活动的创意、规划与实施。 【学情分析】 本课的授课对象是八年级的学生，日常生活中、之前课程学习中已经向学生渗透了智能物联系统应用的知识，因此在在智能系统设计的环节学生可以较好的对智能物联系统提出需求分析，但学生对于智能系统的原理与构造缺少知识储备，因此对后续的需求实现，各种模块的分类学生难以较好的独立完成需要教师多加引导。物联系统原型的搭建需要单片机、各种开发板，极少有学生接触过，因此学生很难独立完成该任务，需要教师提供一定的引导。 【设计构想】 1． 整体设想 从“现代化气象站”视频入手，让学生体会到智能数字气象站与传统气象站的区别与方便之处，引出以建立“智能校园数字气象站系统”这节课的主要任务，进行系统开发，提出物联系统开发的基本流程。进行开发的第一步，让学生对气象系统进行需求分析，根据生活经验提出需求。根据需求分析去网上查询资料确定需求的可行性。通过上网等方式提高学生的信息获取能力，根据需求分析设计系统的整体结构，最后让学生小组一起进行互联网的搭建 2． 教法学法如何解决上面设想的 （1）任务驱动法：以建立“智能校园数字气象站系统”真实问题为驱动，让学生了解系统开发的基本流程，以及如何进行系统分析，如何规划和实施 （2）小组合作：学生通过小组合作的方式共同完成智能校园数字气象站系统原型的建立，降级了独立完成的难度，通过合作促进学生主动参与学习与交流，进行互帮补助。 （3）实验探究：通过实践探究，完成智能物联系统原型的搭建，更好的体会智能系统建立的过程。也可以帮助学生培养自主学习能力，鼓励学生做中学、用中学。 3．情境与任务 任务一：完善需求分析的表格完善该表格。思考物理系统的功能需求。 任务二：理解功能与设备的关系，将之前自己提出的功能需求写出对应的功能与设备 任务三：搭建一个简单的数字气象站原型，实现对应功能 任务四：根据智能物联系统的开发流程设计一套自己家里的智能物联系统并完成需求分析表 3． 学生活动 1、学生完善该表格学生思考系统的功能需求已经环境需求，完善导学案中的需求分析表。 2、参考老师提供的可行性分析表，并通过小组讨论、上网等方式思考之前需求的可