第10课 物物互通有新径 教学设计 2024—2025学年人教版（2024）初中信息技术八年级全一册

教 案 备 课 教 师： 备课日期： 年 月 日 课题 第10课 物物互通有新径 课型：新课 授课时间 年 月 日 共 1 课时 第 1 课时 学科核心素养目标 1.信息意识：培养学生对物联网技术的兴趣和敏感度，认识到MQTT协议在物联网中的重要性。 2.计算思维：通过MQTT通信机制的学习，培养学生的逻辑思维和问题解决能力。 3.数字化学习与创新：掌握利用物联网服务平台实现订阅功能的方法，能够创新性地应用所学知识解决实际问题。 4.信息社会责任：在使用MQTT协议时，引导学生遵守相关法律法规和伦理道德，确保信息安全和隐私保护。 教学重点 MQTT通信机制的理解，发布者、订阅者和服务器之间的关系。 教学难点 利用物联网服务平台实现MQTT订阅功能的实际操作。 教法学法 教法：情境教学法、案例教学法、任务驱动法、直观演示法。 学法：观察思考、小组讨论、动手实践、自主探究。 教具学具准备 具备上网条件的信息科技实验室、多媒体课件、安装MQTT客户端软件（如MQTTExplorer）和物联网服务平台（如阿里云IoT平台）的访问权限、MQTT通信机制示意图、生活实例视频等。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新 课 导 入 活动1： 播放一段智能家居控制的视频，展示通过MQTT协议实现的远程控制功能。 提问： 同学们，你们知道这段视频中的智能家居设备是如何实现远程控制的吗？ 引导学生思考并分享自己的见解，激发学生兴趣。 活动1： 1.观看视频，集中注意力。 2.积极思考并举手回答教师的问题，提出自己的猜想或疑问。 通过生活实例引入，让学生感受到MQTT协议在物联网中的实际应用，激发学习兴趣。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新 知 探 究 应 用 提 升 一、新知探究 1.了解MQTT通信机制 活动2： ①使用PPT展示MQTT协议的基本概念，包括发布者、订阅者和服务器之间的关系。 ②通过动画演示MQTT通信过程，解释消息如何从发布者发送到服务器，再由服务器转发给订阅者。 提问： MQTT协议中的发布者、订阅者和服务器分别扮演什么角色？ 疑难解答： ①教师预设问题，如“MQTT协议相比HTTP协议有哪些优势？并邀请学生回答。 .针对学生的疑问进行解答，确保每位学生都能理解MQTT通信机制。 2.体验物联网服务平台 活动3： ①演示如何使用MQTT客户端软件（如MQTTExplorer）连接到物联网服务平台（如阿里云IoT平台）。 ②展示如何创建主题、发布消息和订阅消息的具体操作步骤。 布置任务： 请各小组使用MQTT客户端软件，尝试订阅一个主题并接收消息。” 二、应用提升 游戏名称： MQTT通信挑战赛 游戏规则： 1.各小组选择一个感兴趣的主题（如天气、新闻、交通等），在物联网服务平台上创建该主题。 2.小组内部分工合作，一部分成员作为发布者发布消息到该主题，另一部分成员作为订阅者接收消息。 3.小组间进行展示和分享，评委（教师或学生代表）根据消息的实时性、准确性和创意性进行打分。 活动4： 1.提供必要的指导和帮助，确保学生能够顺利完成任务。 2.巡视各小组，观察学生的实践过程，提供及时的反馈和建议。 3.邀请完成任务的小组进行展示，组织评委进行打分和点评。 活动2： 1.观看PPT和动画，认真听讲并做好笔记。 2.小组讨论MQTT通信机制，每组选一名代表分享讨论结果。 活动3： 1.跟随教师的演示，在MQTT客户端软件中尝试连接物联网服务平台。 2..小组合作完成任务，分工明确，相互协作。 3..遇到问题及时举手提问，教师巡回指导。 活动4： 1.小组合作完成任务，分工明确，相互协作。 2.编写代码（如使用Python脚本）或利用MQTT客户端软件实现消息的发布和订阅。 3.准备展示材料，包括PPT、视频或实物演示等。 4.积极参与展示和分享环节，接受评委的点评和建议。 1.教师观察学生的操作过程，记录学生在实践中的问题和困难。 2.对学生的操作进行点评，指出优点和不足，提出改进建议。 根据评委的打分结果，评选出“最佳通信小组”和“最具创意主题奖”等奖项，并给予相应的奖励或表彰。 课堂小结 活动6： 1.总结本课知识点，强调MQTT协议在物联网中的重要性及其通信机制。 2.回顾“MQTT通信挑战赛”中的精彩瞬间和亮点，表扬学生的努力和成果。 3.引导学生思考MQTT协议在其他领域的应用前景和可能面临的挑战。 拓展升华： 1.鼓励学生保持对物联网技术的兴趣和探索精神，积极关注MQTT协议及相关技术的最新动态和发展趋势。 2.提醒学生注意信息安全和隐私保护的重要性，在使用MQTT协议时要遵守相关法律法规和道德规范。 结束语： 同学们，今天的课程让我们深入了解了MQTT协议及其在物联网中的应用。希望你们能够继续保持对科技的好奇心和探索精神，为未来的物联网世界贡献自己的力量！ 活动6： 1.回顾学习内容，分享自己的学习收获和感受。 2.思考并回答教师提出的问题，如“MQTT协议在智能交通系统中有哪些应用？”“我们如何确保MQTT通信的安全性？”等。 课后作业 布置 基础作业： 完成课后练习题，巩固MQTT通信机制的理解。 拓展作业： 查找并列举更多与MQTT相关的生活实例，撰写一篇小论文或制作一份PPT进行展示。 实践作业： 利用MQTT协议和物联网服务平台，设计并实现一个简单的物联网项目（如智能温控系统、环境监测系统等），并撰写项目报告。 板书设计 第二单元 万物互联有协议 第9课 物物互通有新径 1.了解MQTT通信机制 ①发布者 ②订阅者 ③服务器 2.体验物联网服务平台 ①连接物联网服务平台 ②创建主题 ③发布消息 ④订阅消息 教学札记 收获： 1.本课通过生活实例引入和趣味挑战赛的形式，成功激发了学生的学习兴趣和参与度。 2.学生通过动手实践，不仅掌握了MQTT通信机制的基本知识，还初步具备了利用物联网服务平台实现订阅功能的能力。 3.小组合作和展示分享环节培养了学生的团队协作能力和表达能力。 不足： 1.部分学生在实践过程中遇到了一些技术难题，如MQTT客户端软件的配置和物联网服务平台的操作等，需要教师在课前提供更多的指导和帮助。 2.由于时间限制，部分小组未能充分展示其项目成果，影响了课堂效果。 改进： 1.在课前加强对学生技术能力的摸底和评估，为不同层次的学生提供个性化的指导和帮助。 2.适当延长课堂时间或安排课后辅导时间，确保每位学生都能充分展示其项目成果。 3.加强与家长的沟通与合作，共同关注学生的学习进展和困难，提供必要的支持和帮助。 备课组长签字: 教研组签字: 教研处盖章： 学科网（北京）股份有限公司 $$