第14课 智能物联系统的软件编写 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术八年级下册

第14课 《智能物联网系统的软件编写》教学设计 【课标内容要求】 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。 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《信息科技》八年级下第14课《智能物联网系统的软件编写》，本单元主要介绍了物联网数据的特点及数据分析在生活中的应用，在之前的课程中，学生已经针对“智能校园数字气象站系统”完成了需求分析、总体设计、原型搭建、选址布局、硬件搭建与测试，本节课在此基础上继续针对“智能校园数字气象站系统”进行软件编写，为后面系统测试完善做准备。 通过收集数据，理解数据的采集、传输和存储的过程，通过合理选择工具对数据进行有效的分析,编写程序实现数据可视化，让学生了解智能物联系统设计与开发的一般过程，感受程序的神奇。 【教学目标】 1、通过收集数据，理解数据的采集、传输和存储的过程 2、通过合理选择工具对数据进行有效的分析,编写程序实现数据可视化。 重点：物联网数据的采集存储 难点：数据的可视化 【核心素养指向】 信息意识：崇尚科学精神、原创精神，具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识。 计算思维：能执行问题解决方案，通过对数据的采集与分析，反思和优化解决方案，并将其迁移运用于解决其他问题。 数字化学习与创新：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】 本课为八年级下第14课，学生已经对物联网和人工智能有了简单的认识了解，但是实践能力还有待提高，本章节主要就是让学生能够将理论运用于实践，把课堂上所学的内容运用于真实情境之中，加深学生理解。 在本章节之前的课程中，学生已经针对“智能校园数字气象站系统”完成了需求分析、总体设计、原型搭建、选址布局、硬件搭建与测试，本节课在此基础上继续针对“智能校园数字气象站系统”进行软件编写，为后面系统测试完善做准备。 【设计构想】 （核心素养的落实贯穿其中，设计构想包含以下几个要素，可根据教学内容自行调整，评价设计是必需的） 1.整体设想 本节课为智能物联网系统的软件编写，按照数据采集、数据传输与存储、数据可视化的流程进行讲解。 2.教法学法 本节课教师利用任务驱动法、小组协作法的教学方式，引导学生进行内容的协作或是自主学习，通过各个阶段的交流总结，引导学生突破重难点。 3．情境与任务 以设计一个“智能校园数字气象站系统”为情景进行学习，贯穿本章节所有内容，本节课主要任务是为此系统进行程序设计。 4．学生活动 本节课设计了三个活动，活动一是让学生在相关软件中设置传感设备的网络连接参数，连接物联网平台，上传采集的数据，测试物联系统数据传输的稳定性； 活动二是让学生尝试运行修改数据可视化的代码； 最后的练习是登录中小学信息科技学习平台，下载某一天的气压、气温和湿度数据，通过编写代码分析数据之间的关系，让学生能够学以致用，举一反三，增强理解。 5．核心素养的落实 本节课主要针对计算思维和数学化学习与创新两方面进行落实，让学生体会数据采集的过程，了解数据存储的方法，数据在代码中的呈现方式，以及数据可视化的过程，并应用于实践之中，提高学生的计算思维和数字化学习与创新能力。 6.评价设计 过程性评价：针对学生对于活动一和活动二的完成情况进行及时的反馈评价，并挑选较好的展示给所有学生 终结性评价：最后的综合练习中，学生是否能够正确的获取数据，存储数据，并完成相应的数据可视化（做出规定的折线图），以此作为衡量学生本节课的学习情况。 【教学环境及资源准备】 计算机机房，中小学信息科技学习平台，相关软硬件设备 【教学活动设计】 学习环节 学习过程 设计意图 用时 一、引入 视频引入，智能校园数字气象站系统的相关视频，让学生回顾上节课硬件搭建的内容，继续接下来的学习 回顾复习，帮助学生更好进入新的课程 3min 二、新授 一、数据采集 （1）如何采集数据 教师提问如何采集数据 学生根据已学内容和经验，分组讨论，回答问题教师总结 （2）数据采集的定义 数据采集是利用一种或多种装置，从系统外部采集数据并输入系统内部的过程。 以“智能校园数字气象站系统”为例，气象数据采集过程是通过传感器将物理量转换为电信号，并将这些信号进行采集、处理和转换成有用的数据的过程 （3）数据采集的过程 教师让学生讨论数据采集的过程，并进行总结 二、数据传输与存储 数据采集完成之后，应该要怎么办？ 学生回答（引导学生回答存储） （1）数据存储 在物联系统中，采集到的数据一般先汇总存储在采集器，形成特定规则的数据格式，请求数据的程序按照数据格式来编写代码接收数