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

教学设计 课程基本信息 学科 信息科技 年级 七年级 学期 春季 课题 第14课 物联系统原型的程序编写 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，体会物联系统原型实现控制的过程。 教学重难点 教学重点： 物联系统原型的程序编写。 教学难点： 物联子系统原型中各关键性数据的阈值设置，消息发布的频率选择。 教学过程 1、 学习过程 （1） 感知 活动1：体验校园农场通风子系统 【学生活动】 1.学生上台体验自动通风系统：通过手握实验板提高温湿度传感器位置提高温度，观察监测到的温度，当温度超过30°时风扇自动开启；松开手，用风扇对着实验板吹来加速温度下降，当温度降到30°以下，风扇自动关闭。 2.学生以四人小组为单位，讨论使用信息科技实验资源包中的器材，确定本组要开发的校园农场子系统，并进行组内组间交流。 【教师活动】 1.在学生体验的过程中，教师使用多屏互动，用手机将自动通风系统画面投射到大屏上，引导学生代表向其他同学介绍“物联数据中台”采集到的温度数据的变化和风扇的工作情况。 2.在小组讨论的过程中，巡视并了解学生的想法，适时追问：我们是否具备相应器材？以举手发言的形式，请两个小组代表发言。 （2） 建构 【教师活动】 1.学生在梳理的过程中，引导学生可结合前面课时搭建自动通风子系统的经验和教材第十课物联系统搭建过程的内容。 2.请一组代表进行排序，其他小组观察，有不同意见提出本组的看法并说明。 （3） 应用 【学生活动】 1.需求分析、设计方案 2.三个小组交流智能光照子系统方案设计。小组代表分享合作成果，若存在不同的观点或内容，其他小组进行补充和完善。 【教师活动】 1.在学生讨论记录时，及时发现学生的代表性作业，如表述清晰、总结性强的作业。 2.请三组有不同设计想法的学生代表分享。师生共同讨论，得出结论：智能光照系统确保在白天提供了适合作物生长的光照强度。 活动4：搭建硬件、程序编写、拓展应用 【学生活动】 1.根据方案设计，选择所需硬件，参考帮助图片“光敏传感器简介及硬件连接图”文件连接光敏传感器。 2.两人一组，自学“智能光照子系统——程序编写帮助文档”，完成程序改写、物联数据中台部署。 （1）改写程序“智能光照子系统.py”，记录采集到的光线数据，设置阈值，实现智能光照子系统的功能。 （2）在设定阈值时，思考以下问题： ①阈值设定的依据是什么？ ②测试系统和实际应用中，消息发送的频率有什么不同？ 3.部分小组在完成智能光照系统搭建后，思考智能光照系统的补光灯用于解决大棚内温度过低问题的可行性及实现方法，小组间合作进行探究实践。 4.以小组为单位，一人介绍，另一人展示作品。并进行小组自评、组间互评，对学习成果进行点评和补充，完成表2《智能光照子系统搭建实践评价表》。 5.思考以下问题： （1）物联系统中数据中台汇集和呈现的数据的价值和意义？ （2）通过网络传输物联数据，如何提升安全防范的能力？ 【教师活动】 1.巡视、指导学生进行硬件选择及连接。 2.巡视、观察各个小组学生程序改写情况，普遍存在问题，统一反馈解决。观察学生给出的阈值情况，学生选择的阈值有较大差异，将学生填写的表格拍照，做好记录。同时，板书“阈值设定”“消息发送的频率”。引导学生总结阈值设定的原则和选择消息发送频率的依据，并对不足的地方进行补充。 3.在学生思考利用补光灯增温时，教师观察讨论情况，对设计困难的小组给予指导。 4.选择两个小组代表进行展示分享，如果有完成扩展应用的优先选择，大屏幕同步展示。 5.在学生思考两个问题的过程中，问题（1）可以引导学生从“维护维修”“数据的可视化”“大数据技术”等方面切入思考。问题（2）“使用安全网络环境”“系统加密”等方面进行思考。学生在分享时，及时补充，并给予肯定和鼓励。 （4） 梳理 【学生活动】 1.学生对照自己的导学案和板书，回顾本节课学习的主要内容。 【教师活动】 1.在学生在梳理本课相关知识点的过程中，引导学生复盘本课所学内容。根据学生回答教师做总结。 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$