第三单元第14课远程控制更便捷 教案 2024—2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

《远程控制更便捷》教案

 一、教学目标

1. 了解物联系统中的控制过程：理解物联系统中反馈与控制的关系，知道控制是基于反馈数据调整设备或系统工作状态。

2. 掌握远程控制开锁功能的实现原理：通过对远程控制开锁功能的模拟实现，体会控制在物联系统中的作用。

3. 培养学生的实践操作能力：能够根据给定的方案，模拟实现远程控制开锁功能，提高学生对物联网技术应用的理解和实践能力。

4. 激发学生的创新思维：鼓励学生思考物联网技术在生活中的其他应用，培养学生的创新意识和解决问题的能力。

 二、教学重难点

 （一）重点

- 物联系统中反馈与控制的关系，即控制是基于反馈数据调整设备或系统工作状态。

- 远程控制开锁功能的实现原理，包括输入、计算和输出三个模块的协同工作。

 （二）难点

- 深入理解反馈与控制在物联系统中的相互作用，以及如何利用反馈数据实现精准控制。

- 实现远程控制开锁功能的模拟，确保各模块之间的通信和数据处理准确无误。

 三、教学方法

讲授法、讨论法、实践操作法、案例分析法

 四、教学过程

 （一）导入新课（5 分钟）

1. 提问学生：在生活中，有没有见过或者使用过远程控制的设备或系统？比如用手机控制家里的电器等，引出远程控制的概念。

2. 展示一些远程控制的图片或视频，如智能家居远程控制、远程医疗设备等，引出本节课的主题 —— 远程控制更便捷。

 （二）讲授新课（15 分钟）

1. 认识物联系统中的控制

   - 讲解反馈与控制的关系：以火车站的验票系统为例，详细说明反馈与控制的关系。当乘客在闸机上刷身份证并注视摄像头时，系统采集乘客的身份数据，通过网络传输到验票服务器进行分析，验票服务器根据分析结果作出是否允许乘客通过闸机的决策，并将该决策反馈给闸机系统，闸机系统根据反馈数据判断是否打开闸机。

   - 介绍人工控制和自动控制：讲解人工控制和自动控制的概念，以扫地机器人为例，说明人工控制和自动控制的区别。人们用智能终端启动家里的扫地机器人是人工控制，而扫地机器人启动后，根据传感器检测到的周围环境数据自主规划扫地路径是自动控制。

2. 分析远程控制开锁功能

   - 展示实现过程：展示远程控制开锁功能的实现过程图（图 14.2），向学生介绍远程控制开锁的基本流程。

   - 讲解功能模块：详细介绍远程控制开锁功能由输入、计算和输出三个模块组成，以及各模块的硬件组成和实现思路：

     - 输入模块：主控板、按键传感器。采集按键状态数据，并将数据发布至 MQTT 服务器相应主题。

     - 计算模块：具备移动热点功能的计算机。搭建 MQTT 服务器，设置主题，实现消息的发布与订阅功能。

     - 输出模块：主控板、舵机。订阅 MQTT 服务器相应主题，收到消息后控制舵机转动，模拟开锁动作。

 （三）学习活动（10 分钟）

1. 讨论远程控制案例

   - 组织学生分组讨论：让学生们分享自己见过或听说过的远程控制案例，如智能家居设备（智能灯泡、智能插座等）的远程控制、远程监控摄像头等，并讨论这些案例是如何实现控制的。

   - 每组选派代表进行发言，分享讨论结果，教师进行总结和点评，引导学生思考远程控制在生活中的广泛应用。

 （四）实践操作（15 分钟）

1. 模拟实现远程控制开锁功能