第五单元第25课　学习探究新工具 教案　2024—2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

《第25课 学习探究新工具》教案 一、教学目标 1. 了解物联网在学习中的多方面应用，包括实时收集学习数据、支持虚拟现实和增强现实技术等，明白其为教学带来的便利。 2. 通过探究热水降温规律的实践，掌握利用物联网解决问题的方法，如数据采集、传输、存储与分析等，能将这种方法迁移应用于解决其他问题。 二、教学重难点 1. 重点 理解物联网在学习中的应用场景和优势。 掌握热水降温规律实验中物联网系统的功能需求分析、硬件搭建与网络配置、数据采集与传输等关键环节。 2. 难点 利用物联网服务平台及工具对采集到的数据进行有效分析并得出结论。 能够设计出合理的对照实验，探讨热水降温规律的应用和实践意义。 三、教学方法 讲授法、讨论法、实践探究法、小组合作法。 四、教学准备 1. 教师准备 制作多媒体课件，包含物联网在学习中应用的案例介绍、热水降温规律实验的相关图片和视频等。 准备好热水降温规律实验所需的硬件设备，如温度传感器、主控板、不同材质和状态的水杯等，搭建好实验装置，并确保网络连接正常。 注册并配置好物联网服务平台账号，熟悉数据上传、查看和分析的操作流程。 2. 学生准备 预习物联网的基本概念和相关知识，对物联网在生活中的常见应用有所了解。 回顾之前学习过的关于温度、热量传递等物理知识，为理解热水降温规律奠定基础。 五、教学过程 （一）课堂导入（5分钟） 1. 提出问题：“同学们，你们知道物联网技术给我们的学习带来了哪些便利吗？” 引导学生思考并分享自己的想法。 2. 播放一段短视频，展示物联网在学校教学中的实际应用场景，如智能教室的环境监测与调控、在线学习资源的精准推送等，激发学生的兴趣和好奇心。 （二）新知讲解（10分钟） 1. 讲解物联网在学习中的应用 实时收集学习数据 ：介绍学校如何利用物联网设备（如智能作业本、在线学习平台等）实时收集学生的学习数据，包括作业完成情况、课堂表现、考试成绩等。这些数据能够帮助教师全面了解学生的学习进度和成果，从而及时调整教学计划，为学生提供更加精准的教育服务。 支持虚拟现实、增强现实技术 ：以一些具体的学科为例（如地理、生物、物理等），说明物联网如何为虚拟现实和增强现实技术的应用提供支持，使学生能够更加直观地感受抽象知识，提高学习兴趣。例如，通过虚拟现实设备让学生身临其境地观察地理现象、生物细胞结构或物理实验过程等。 2. 引出热水降温规律实验 展示热水降温规律实验的相关图片或视频，简要介绍实验的目的和基本原理，强调利用物联网技术可以更高效、更精确地进行实验数据的采集和分析。 （三）实践探究（25分钟） 1. 功能需求分析（5 分钟） 组织学生分组讨论热水降温规律实验的功能需求，引导他们从采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节进行思考，并填写功能需求表格，明确各功能的实现需要用到的设备、软件及平台。 每组选派代表进行发言，分享小组讨论的结果，教师进行点评和总结，确保学生对功能需求有清晰的认识。 2. 硬件搭建与网络配置（10 分钟） 教师先进行示范，展示如何从工具箱中选择所需的器材，如温度传感器、主控板等，进行硬件搭建，并讲解网络配置的步骤和注意事项。 学生分组进行实际操作，按照教师的指导完成硬件搭建与网络配置，教师巡视各小组，及时提供帮助和指导，解决学生在操作过程中遇到的问题。 3. 数据采集与传输（10 分钟） 指导学生使用传感器获取不同水杯中的水温数据，并在主控板上实时显示。让学生观察数据是否能够正确显示，若出现问题，引导他们检查硬件连接和程序设置。 教授学生如何将采集到的数据通过主控板上传到物联网服务平台，并设置好 4 个不同的主题名称，分别对应玻璃杯、玻璃杯（加盖）、不锈钢杯、不锈钢杯（加盖）这四种情况下的水温数据。学生操作完成后，教师检查各小组的数据上传情况，确保数据能够成功上传至平台。 （四）数据分析与讨论（10 分钟） 1. 平台数据查看与分析（5 分钟） 组织学生登录物联网服务平台，在相应主题中查看已上传的水温数据。引导学生观察不同材质水杯以及相同材质水杯不同状态下的水温变化趋势，分析数据之间的差异和规律。 教师提问：“同学们，你们发现不同材质水杯的水温下降情况有什么不同吗？相同材质水杯加盖和不加盖的水温变化又有什么区别呢？” 鼓励学生积极发言，分享自己的分析结果。 2. 进一步数据分析（5 分钟） 介绍可以利用电子表格或 Python 模块对数据进行进一步分析的方法，让学生选择自己喜欢的方式将数据导出并进行处理。例如，在电子表格中绘制不同水杯水温下降的折线图，直观地展示水温随时间的变化情况；或者使用 Python 的数据分析模块（如 Pandas、Matplotlib 等）进行更深入的数据挖掘和可视化分析。 学生分组进行数据分析操作，教师巡视并提供必要的技术支持和指导。引导学生根据分析结果得出关于热水降温规律的结论，思考这些结论在实际生活中的应用和意义。 （五）总结提升（5 分钟） 1. 请学生代表分享本节课的学习收获和体会，包括对物联网在学习中应用的认识、热水降温规律实验的操作过程和实验结果等。 2. 教师进行总结发言，回顾本节课的重点内容，再次强调物联网技术在学习中的重要价值以及通过实践探究掌握的利用物联网解决问题的方法和步骤。鼓励学生在今后的学习和生活中积极发现和应用物联网技术，提高自身的创新能力和实践能力。 3. 布置课后拓展任务：让学生选择几种不同品牌的保温杯，自行设计实验，找出保温效果最好的保温杯，并思考物联网技术还可以应用在哪些科学实验中，提出实践思路。要求学生撰写一份简单的实验报告和实践思路说明书，在下节课进行交流和分享。 六、教学反思 在教学过程中，通过多种教学方法的综合运用，充分调动了学生的学习积极性和主动性，使学生对物联网在学习中的应用有了更深入的理解。在实践探究环节，学生通过小组合作完成了热水降温规律实验的硬件搭建、数据采集与传输以及数据分析等任务，增强了团队协作能力和动手实践能力。然而，在教学过程中也发现了一些问题，如部分学生对物联网服务平台的操作不够熟练，数据分析的能力有待进一步提高等。在今后的教学中，应加强对学生实践操作和数据分析能力的培养，提供更多实际操作机会和案例分析，同时注重因材施教，帮助不同层次的学生更好地掌握知识和技能。 学科网（北京）股份有限公司 $$