第一单元 第4课《物物相连有价值》教学设计2024-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

第04课 物物相连有价值 课 题 第一单元 第04课 物物相连有价值 应到人数 实到人数 课 型 新授课 备课时间 上课时间 教 材 分 析 本节课是八年级全一册中物联网实践与探索单元的关键课程，旨在让学生深入理解物联网的价值。通过阐述物联网中数据的作用以及物联网为社会发展带来的价值，帮助学生认识到物联网不仅仅是设备的连接，更是数据驱动的智能化变革。这有助于培养学生的信息意识和创新思维，使学生明白物联网如何改变生产、生活和社会管理方式，为后续学习物联网的具体应用和技术实现奠定基础，提升学生对物联网技术在现代社会中重要性的全面认知。 学 情 分 析 八年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于具体、直观的例子容易理解，如查看天气数据、设计简单的物联设备方案，但在理解物联网数据处理的抽象过程（如传感器协同的数据融合和分析）和物联网对社会复杂影响（如对生产、生活和社会管理的全面改变）时可能会遇到困难。他们具有较强的好奇心和求知欲，但在综合分析问题和提出创新解决方案方面的能力有待提高。 核 心 素 养 目 标 信息意识：在了解物联网为社会发展带来价值的过程中，提高对信息技术推动社会进步的感知能力，学会从信息的角度理解物联网在改善生活、提高生产效率和优化社会管理方面的作用，如意识到物联网数据如何影响气象预测、城市管理等。 计算思维：在分析传感器协同工作的过程中，学会运用逻辑思维理解数据融合和协同控制的原理，培养计算思维中的问题分析和抽象概括能力，如通过物联楼梯灯案例，总结传感器协同实现特定功能的逻辑模式。 数字化学习与创新：引导学生在设计物联窗户方案和模拟物联楼梯灯等活动中，发挥创意，提出具有创新性的解决方案，通过实践活动培养创新思维和实践能力，如设计独特的传感器协同控制逻辑，同时鼓励学生参与物联网相关的创新项目，提升学生在数字化环境下的创新实践精神。 信息社会责任：通过讨论物联网对社会发展的影响，培养学生的社会责任感，使其认识到物联网技术在推动社会进步中的重要作用，鼓励学生积极关注物联网技术的发展，为物联网技术的合理应用和社会发展贡献力量，如宣传物联网安全知识，倡导合理利用物联网改善社会生活。 教学重点 认识物联网为社会发展带来的价值，如远程控制带来的生活便利、传感器协同产生的新智能（包括本地和网络传感器协同）以及对生产、生活和社会管理的积极影响，通过具体案例分析（如物联窗户、气象监测点、物联楼梯灯等）深入理解物联网在不同领域的价值体现。 教学难点 培养学生在物联网应用设计中的创新思维和综合应用能力，如在设计物联窗户方案和模拟物联楼梯灯时，引导学生综合考虑功能需求、传感器选择和协同逻辑，提出具有创新性和可行性的方案，提高学生解决实际问题的能力和创新能力，激发学生对物联网创新应用的兴趣。 教 法 讨论交流、讲解法、演示法、任务驱动法 学 法 交流讨论法、动手实践 教学准备 教师准备可联网的计算机 学生准备:预习本节课内容 教 学 过 程 二次备课 三次备课 一、新课导入 回顾上节课所学的传感器知识，提问学生：“我们已经知道传感器可以采集各种数据，那么这些数据在物联网中有什么作用呢？物联网又能给我们的生活和社会带来哪些价值呢？” 引发学生对物联网价值的思考。 展示一些物联网在不同领域应用的图片或视频，如智能家居控制、智能交通管理、智能工业生产等，简单介绍物联网如何通过数据传输和设备控制改变这些领域的运作方式，强调物联网在现代社会中的重要性，引出本节课的主题 —— 物物相连有价值，激发学生的学习兴趣，让学生对物联网的价值有一个初步的直观认识。 1. 2. 3. 二、讲授新课 学习活动1 指导学生打开中央气象台网站，找到本地的天气实况图（如气温、降水量、风力等实况图），提问学生：“这些图表是基于什么数据生成的？如何获取这些数据？” 引导学生观察图表中的数据信息，思考数据的来源和获取方式。 学生分组进行讨论，每组推选一名记录员，记录小组成员对数据来源和获取方式的分析。教师巡视各小组，参与部分小组的讨论，引导学生从传感器的角度思考问题，如气温实况图是基于分布在各地的温度传感器采集的数据生成的，这些传感器实时监测环境温度，并将数据传输到中央气象台的数据处理中心，经过分析和处理后，以可视化图表的形式展示在网站上。教师可以进一步提问：“为什么需要这么多传感器来采集数据呢？” 引导学生思考数据的准确性和全面性对气象预测的重要性，培养学生的观察能力和数据分析能力。 每个小组选派代表发言，分享小组讨论的结果。教师对学生的回答进行点评和补充，详细讲解物联网中数据的重要作用，强调大量传感器采集的实时数据是进行准确气象预测、环境分析等的基础，这些数据经过处理和可视化呈现后，可以为人们的日常生活（如出行安排、衣物增减）和社会决策（如农业生产规划、灾害预警）提供重要参考，让学生深刻理解物联网数据在实际应用中的价值。 学习活动2 讲述下雨天没关窗户可能导致家中进水造成财产损失的情景，提出问题：“如何利用物联网技术避免这种情况的发生呢？我们可以设计一种物联窗户的方案，实现远程关闭窗户的功能。” 激发学生的创新思维和解决实际问题的欲望。 方案设计学生分组进行物联窗户方案设计，每组讨论并绘制物联窗户的设计草图，标注出所使用的传感器、控制模块和通信方式等关键部件。教师巡视各小组，提供一些设计思路和技术指导，如可以根据当地的天气预报预测下雨时间自动关窗（需要接入天气预报数据接口），或者在窗户外面安装雨滴传感器检测到下雨就自动关窗，也可以通过手机 APP 发送关窗指令远程控制。鼓励学生发挥创意，提出不同的设计方案，培养学生的创新能力和综合应用知识的能力。 各小组选派代表展示自己小组设计的物联窗户方案，其他小组可以提出问题和建议。教师对每个方案进行评价，从可行性、创新性、实用性等方面进行分析，强调物联网远程控制功能在提高生活便利性和安全性方面的优势，如方便用户在外出时及时控制家中窗户，避免财产损失，同时也可以推广到其他类似的智能家居应用场景中，让学生体会物联网远程控制的价值和应用前景。 学习活动3 介绍气象部门为确保气象数据准确性在单个城市设置数千个气象监测点的情况，展示相关图片或数据资料，让学生对气象监测点的规模有一个直观的认识。 组织学生分组讨论为何需要部署这么多的监测点以及这些监测点对于气象预测的重要意义。教师引导学生从数据准确性、全面性和可靠性等方面进行思考，如多个监测点可以避免单点数据异常对气象预测的影响，更全面地反映城市的气象状况，提高气象预测的精度，特别是对于暴雨、台风等极端天气的预测更为重要。通过讨论，让学生理解传感器协同工作在获取准确数据和实现更智能功能方面的意义，培养学生的综合分析能力和对物联网价值的深入理解。 教师进一步拓展讲解传感器协同在其他领域的应用，如在智能交通中多个交通流量传感器协同监测道路拥堵情况、在智能农业中多个土壤湿度传感器协同优化灌溉等，让学生了解传感器协同在不同领域的广泛应用和重要价值，拓宽学生的视野，激发学生对物联网技术应用的兴趣。 三、拓展与提升 提出任务：使用物联实验设备模拟物联楼梯灯，要求用两种不同类型的传感器，体现传感器之间的协同，并思考如果将不同楼层的楼梯灯接入网络，能产生什么价值。引导学生回顾之前学习的传感器知识和物联网原理，确定可以使用的传感器类型（如声音传感器、光敏传感器、红外传感器等），以及如何实现传感器协同控制楼梯灯的亮灭。 学生分组进行物联楼梯灯的模拟实践，根据任务要求连接物联实验设备的硬件（主控板、传感器、执行器等），编写控制程序实现传感器协同逻辑，如声音传感器和光敏传感器协同实现有声音且光照不足时自动亮灯，或者红外传感器和光敏传感器协同实现有人靠近且光照不足时自动亮灯。教师巡视各小组，帮助学生解决实践过程中遇到的硬件连接和编程问题，确保学生能够顺利完成模拟实践，培养学生的动手能力和实践创新能力。 在学生完成模拟实践后，组织学生讨论将不同楼层的楼梯灯接入网络后的价值，如实现远程集中控制（物业可以统一管理楼梯灯的开关时间）、根据不同楼层的人员活动情况自动调节亮度（节能且提高用户体验）、与其他智能设备联动（如与门禁系统联动，有人进入大楼时自动点亮相应楼层楼梯灯）等。通过讨论，让学生进一步理解物联网在实现设备智能化、提高管理效率和优化用户体验方面的价值，激发学生对物联网更广泛应用的思考。 四、教学反思 在教学内容的安排上，虽然涵盖了物联网价值的多个方面，但各知识点之间的过渡不够自然，导致学生在学习过程中可能会感到知识点之间的联系不够紧密。在今后的教学设计中，应更加注重知识点之间的逻辑衔接，如在讲解物联网数据作用时，可以自然地引出传感器协同采集和处理数据的重要性，在介绍远程控制功能后，可以进一步探讨如何通过传感器协同实现更智能的远程控制，使教学内容更加连贯、流畅，便于学生理解和掌握。此外，在教学过程中应进一步加强对学生信息社会责任的培养，引导学生思考物联网发展带来的安全风险和伦理问题，如数据滥用、隐私侵犯等，培养学生正确的价值观和社会责任感。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$