第14课 物联系统原型的程序编写 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册

第14课 《物联系统原型的程序编写》教学设计 【课标内容要求】 理解与体验解决问题的一般步骤包插抽象、分解、建模和制订解决方案。 分别用文字、图示、代码等方式进行算法描述。 【教学内容分析】 本课选自浙江教育出版社初中信息科技七年级下第三单元第14课。本课的主要内容是三部分：（1）选择相应的器材搭建“校园农场”物联系统原型；（2）在搭建模型的基础上进行代码编写（3）将子系统的数据上传到网络，理解MQTT协议。本课的校园农场物联系统有四个物联子系统，这个原型有两个控制板，传感器数目增加，器材数目繁多，比较复杂。学生代码学习在6年级，遗忘较多，本单元前几课的学习只针对简单的代码编写，所以编写代码难度会比较大。 教材处理：由于第三块内容，是需要软硬件调试成功后才有正确的数据，又加上本课的内容已经够多够难，所以放到第15课去。 【教学目标】 1.了解物联系统原型搭建的基本流程。 2.通过物联系统原型的程序编写，在程序的设计和调试运行过程中，进一步体验物联系统原型实现控制的过程。 重点：系统原型搭建，物联系统原型程序编写 难点：物联系统原型程序编写。 【核心素养指向】 计算思维：根据要实的功能进行分析，画出图示，并转换成代码。 数字化学习与创新：能根据需求，分析出“校园农场”物联系统需要什么的器材，并根据图示搭建原型。 【学情分析】 学生通过小学与之前的学习，对编程有了一定的基础，掌握单一系统的模型搭建，但本课是前几课的综合课，要求学生对之前所学习内容综合应用，并且本课的代码编写较复杂，学生对小学写的程序设计语句描述有所遗忘，相对本课思维含量较高，对学生来说是一个挑战。 【设计构想】 1． 整体设想 以解决“校园农场”的问题为主线，按以下步骤推进教学：校园农场需求文字描述——分析所需设备——搭建设备，让学生掌握农场原型的搭建并煅炼学生的数学化学习与创新能力。接下来突破代码编写难点，按以下步骤推进：控件感应器文字描述——画流程图——读代码源程序——代码挖空填空练习——独立编写代码，循序渐进地完成代码编写，在代码编写的过程中体验物联系统原型实现控制的过程。 2.教法学法 任务驱动法，实验探究法。 3．情境与任务 情境：播放农场视频，提出问题，农场要是能实现自动浇灌，智能光照，自动通风，智能水位控制，那就可以更加高效。 任务一：找出校园农场所需配件。 任务二：搭建系统原型。 任务三：编写程序，实现功能。 4．学生活动 活动一：分析农场所需配件；活动二：搭建系统原型；活动三：编写程序，实现系统原型功能。 5．核心素养的落实 通过对校园农场需求进行分析，并查阅各配件功能资料，得出校园农场所需哪些配件，在这个过程中培养学生数字化学习与创新能力。通过对校农场进行组装与代码编写，培养学生对问题抽象，分解，建模，设计算法解决问题的能力。 6.评价设计 过程性评价：（1）教师在教学过程中对学生提出的问题，提出问题的形式以实验单的形式发放给学生。实验单的完成度作为评价依据之一，然后广播展示。个别典型的学生范例，组织学生相互交流和评价。 校园农场系统配件分析表 系统名称 子系统名称 各子系统实现功能 所需要的配件 校园农场物联系统 自动浇灌 智能光照 自动通风 智能水位控制 （2）实物展示，校园农场原型系统组装实物展示（每小组展示一个） （3）流程图编写 子系统流程图分析表 系统名称 子系统功能详述 流程图绘制 自动浇灌 智能光照 自动通风 智能水位控制 (4)程序设计源代码理解 展示编写好的代码，让学生写出这段代码的作用。 代码作用分析表 代码 作用 while not my_wifi.sta.isconnected(): time.sleep_ms(1) ntptime.settime(0,"time.window.com") oled.fill(0) oled.dispchar('网络链接成功',0,0,1) oled.dispchar((str(my_wifi.sta.ifconfig()[0])),0,16,1) oled.show() while true: temp=dht11.temperature() ultrasonic=ultrasonic.get() oled.fill_rect(0,32,128,16,0) oled.fill_rect(0,48,128,16,0) oled.dispchar((str('当前温度：')+str(temp)),0,32,1) oled.dispchar((str('当前水位：')+str(ultrasonic)),0,4