第11课 物联网数据的获取 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册

第11课《物联网数据的获取》教学设计 【课标内容要求】 通过分析典型物联应用、使用物联设备、搭建简易物联系统等途径，指导学生实践并掌握从物联设备中读取、发送、接收和使用数据，并了解这些过程背后的物联协议及其主要特点。 【教学内容分析】 本课内容属于新课标中第四学段（7-9年级）第二模块“物联网实践与探索”。通过物联网感知多样化的数据读取方式；通过物联网数据的获取、发送、传输和接收过程，了解物联网数据传输的原理，初步体会万物互联的实现过程。本课的学习既是对教材第二单元中《感知与识别》、《常见传感器》等章节的综合应用，又为下一课《物联网数据的汇集与使用》的学习提供前期数据准备。 【教学目标】 1. 通过简易物联系统的设计与搭建，了解物联网感知层多样化的感知识别技术，探索物联网中数据的获取。 2. 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、接收数据。 3. 了解物联网数据传输的原理，并能结合实例进行分析，进而抽象出模型。 重点：通过简易物联系统“校园农场”的搭建，获取各项实验数据。数据的真正获取需要学生动手实践，数据的获取能够增强学生的数据体验。 难点：通过“校园农场”“温度”主题发布过程，举一反三，进行思考和实践，推演出数据采集、传输和接收的过程示意图。通过对物联网数据传输原理的理解，结合前面的数据获取，来抽象出“校园农场”的数据传输模型。 【核心素养指向】 1.信息意识：认识到物联网对社会发展的影响，善于使用信息科技解决学习和生活中的问题。 2.计算思维：合理运用信息科技获取、发送、传输、接收物联网中的数据。 3.信息社会责任：具有良好的协作意识与习惯，乐于帮助他人开展信息活动，负责任地共享信息和资源，并尊重他人的知识产权。 【学情分析】 从知识结构来看，此时的学生已经基本掌握了《感知与识别》、《常见传感器》等内容，他们能更好地理解物联网数据获取的多样性。但他们对于如何真正获取到物联网的数据，真正理解物联网数据的发送、传输和接收的过程都是模糊不清的。所以通过物联简易系统“校园农场”的数据获取，让学生获得真正的数据体验，能够让学生亲身体验到数据的获取。同时，此阶段的学生已经具备从形象思维向抽象思维过渡的能力，能够通过形象符号代替事物，故而具备举一反三推演出数据发送、传输和接收的过程示意图的能力。 【设计构想】 1． 整体设想 2. 教法学法 （1）讲授法：教师讲解物联网网关、MQTT等基本概念； （2）讨论法：小组观察采集到的“温度”数据，交流讨论“温度”主题的最佳的发布时间和发布频次； （3）练习法：学生绘制出模型四个子系统的数据的采集、传输和接收的过程示意图； （4）联想法：利用旧知识联想到新知识，例如通过互联网的传输协议联想到物联网作为互联网的拓展和延伸，其数据的发送和接收基于MQTT、TCP/IP等协议。 3．情境与任务 情景：生活中物联网多种数据获取方式、“校园农场”物联系统模型。 任务：“校园农场”物联系统模型的各项数据获取、模型各子系统数据发送、传输、接收的示意图。 4．学生活动 （1）结合之前所学的感知与识别、传感器等知识来做探索性回答物联网数据获取的多种形式； （2）观察模型、分析模型、动手操作，获取“校园农场”物联系统模型的各项数据获取； （3）结合新旧知识，尝试回答物联网作为互联网的拓展和延伸，其数据的发送和接收基于MQTT、TCP/IP等协议； （4）理解物联网网关、MQTT等概念，进而理解物联网数据的发送与接收； （5）小组观察采集到的“温度”数据，交流讨论“温度”主题的最佳的发布时间和发布频次； （6）小组讨论并绘制出模型四个子系统的数据的采集、传输和接收的过程示意图。 5．核心素养的落实 （1）通过对生活中的例子的讨论，了解物联网数据获取的多样性，从而培养认识到物联网对社会发展的影响的信息意识； （2）通过观察模型、分析模型、动手操作，获取“校园农场”物联系统模型的各项数据；获取讨论并绘制出模型四个子系统的数据的采集、传输和接收的过程示意图，来培养分析问题、建立模型、解决问题的计算思维； （3）通过小组合作完成任务来培养良好的协作意识与习惯，乐于帮助他人开展信息活动的信息社会责任。 6.评价设计 （1）过程性评价 “校园农场” 数据采集表 （“ ”选填：水分、光线、温湿度、水位） 序号 采集时间 采集数据 最佳发布时间： 最佳发布频次： 备注：表格行数可增，因篇幅省略。 “校园农场” 数据采集、传输和接收的示意图 （2）终结性评价 序号 评价项目 A B C 自我评价 组内评价 1 “校园农场”采集各物联子系