第5单元物联网应用探索第22课 健康生活新设备　教学设计 2024—2025学年人教版（2024）初中信息技术八年级全一册

义务教育信息科技课程 八年级 第五单元 物联网应用探索 第22课　健康生活新设备 【教学目标】 1、了解物联网在生活中的应用。 2、通过身高记录仪系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。 【教学重、难点】 重点：了解物联网在生活中的应用 难点：掌握利用物联网解决问题的方法 【教学过程】 问题情境 现在，物联网的应用越来越普遍，“智能”已经融入人们的生活，人们在“无感”体验智能化的生活，这极大地改变了我们的生活方式。其中，健康生活的改善是物联网技术应用的一个重要方面。通过将物联网技术与健康生活相结合，我们能够实现更为智能化、便捷化的生活方式。 一、探索物联网在生活中的应用 说一说：生活中哪些设备应用到了物联网技术？ 物联手环 物联体重秤 二、身高记录仪系统实践 为了解和掌握学生的体质健康状况，学校会定期给学生测量身高。但是现在的测量主要由老师手动完成，比较费时费力。你能否利用物联网技术设计一个身高记录仪呢？ 身高记录仪系统 探究身高记录仪系统的功能实现 你想设计一款怎样的身高记录仪？（从测量方式、反馈方式入手） 本小组探究的核心问题是： 确定主题： 你要获取哪些数据，怎样获取？ 同学的性别、身高 本小组探究的核心问题是： 测量身高并统计班级同学身高达标情况 确定主题： 身高记录仪 确定本小组探究的主题： 身高记录仪 如何实现身高记录仪的功能呢？ 结合第四单元16课，按环节需求分析。 分析身高记录仪系统的功能需求 需求环节  功能描述 采集数据 采集学生性别、身高数据 传输与存储数据 将已测学生性别、身高等数据发送并存储在物联网服务平台 分析处理数据 统计学生测量情况 反馈与控制 将统计结果反馈给负责老师 填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？（可以采用文字、简笔画等形式） 分析身高记录仪系统的功能需求 超声波传感器：会发射声波，并检测这些声波从目标物反射回来的回声。通过测量声波的发射和接收之间的时间差，传感器可以计算出与目标物之间的距离。 分析身高记录仪系统的功能需求 试一试： 根据需求分析和功能实现，拖动右边的模块，完成流程图。 提示：可以从测量端进行设计。接收端相对简单，可以让学生自主完成。 测量并显示身高 核心流程图 同学们设计的身高记录仪非常好，那么接下来请同学们动手做一做吧，利用工具箱中的器材，完成身高记录仪的搭建与程序设计吧！ 提示：每小组先尝试完成测量端的硬件搭建与程序设计！ 想一想：超声波传感器该放在什么位置？ 模拟实现身高记录仪系统功能 从工具箱中选择所需器材，完成硬件搭建。 做一做：连接传感器与主控板。 提示：连接时记住相应传感器连接主控板的引脚，在后续程序实现中需要对应引脚。 设置物联网服务平台及网络。 连接网络和 物联网服务平台 wifi.connect("网络名称 ", "密码") #设置Wi-Fi连接，两个参数分别为Wi-Fi名称及密码 mqttclient.connect(server="服务器地址",port=1883, client_id="设备ID",user="用户名",psd="密码") #配置MQTT服务器。 同学们，你们的设计非常好，但是你们的身高记录仪能实时获取同学们的身高数据吗？ 幻灯片25 第22课 学习内容 模拟实现身高记录仪系统功能 采集数据 试一试：用传感器获取测试同学的身高并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在下表中。 性别 身高 采集数据 试一试：用传感器获取测试者的身高并在主控板上实时显示。 为什么在智能终端不能查看这些数据呢？采集到的数据被保存在哪里？又会被传递到哪里呢？ 传输与存储数据 主控板：读取传感器数据并通过网络发送给物联网服务平台。 物联网服务平台：数据的存储与转发。 传输与存储数据 上传数据到物联网服务平台 登录物联网服务平台，在相应主题中查看数据。 果然能看到我的身高数据啦！ 传感器记录的数据能下载吗？如果想要对不同状态下的数据进行可视化分析，同学 们有什么好的方法吗？ 分析处理数据 试着测试不同的身高，看看你们获取的数据有变化吗？说一说你们监测到的数据变化情况。 获取的身高数据： 1班,男,168.1245 1班,女,167.4215 数据分析形式： （A．物联网服务平台 B．电子表格 C．Python模块） 分析处理数据 试着测试不同的身高，看看你们获取的数据有变化吗？说一说你们监测到的数据变化情况。 获取的身高数据： 数据分析形式： （A．物联网服务平台 B．电子表格 C．Python模块） 同学们，如何把检测的数据反馈给统计的老师呢？ 反馈与控制 试一试：增加统计反馈功能。 成果展示 请老师根据教学实情，展示学生作品成果。 【课堂总结】 1．按照采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节分析身高记录仪系统的功能需求。 2．用超声波传感器获取身高数据；通过按键控制测量身高并区分男生和女生，是否发送给物联网服务平台；利用主控板将数据实时发送到物联网服务平台，可以实现数据存储及可视化呈现。 3．通过阈值探究，设计算法实现反馈与控制。 【拓展与提升】 1．在探索本项目的基础上，为身高记录仪系统增加一个新功能。 2．生活中还有一些没有联网的物品，请你尝试对这些物品进行升级改造，提出可以实现的物联功能和方案。 $$