第三单元 第三节 智能消防系统实践 教学设计 2025—2026学年川教版（2024）初中信息科技八年级上册

学科教学设计 课题 第三单元 第三节 智能消防系统实践 课型 新 教材分析 本课程内容采用四川省教育科学研究所编著的《信息科技》（2025年）八年级上册，是初中学生信息科技教材。本教材包含“万物互联奥秘“物联网的感官系统”“物联系统的构建”“校园安防系统设计”，采取项目主题方式开展教学活动，活动融合趣味性、实践性和探究性，通过学习了解物联网与互联网的异同、知道物联网技术发展前沿应用、感受物联网中数据采集、传输、处理、通信和反馈过程、体验物联网实验实践流程、设计搭建简易物联网应用系统等主要内容，主要培养学生信息素养。本节通过分析、硬件搭建、程序编写、调试改进，设计搭建智能消防系统原型。通过设计的搭建智能消防系统原型，体验互联网中数据采集、传输、处理与反馈的方法和过程。 核心素养目标 1.知识目标：理解智能消防系统的功能组成，能分析其应具备的远程监测、控制、报警等功能。掌握智能消防系统硬件搭建的方法，能根据功能选择合适的传感器、主控板等硬件并正确连接。学会根据系统功能进行算法设计，能在编程平台上编写简单程序实现智能消防系统功能。 2.能力目标：通过小组合作完成智能消防系统的设计与搭建，体验物联网数据采集、传输、处理与反馈的完整过程。经历调试改进的过程，掌握发现问题、分析问题、解决问题的方法。 3.情感目标：感受智能消防系统在实际生活中的应用价值，增强科技应用意识和安全意识。培养团队协作能力、创新思维和问题解决能力。 教学 重点 难点 1． 重点：智能消防系统的功能分析、硬件搭建与程序编写。 2．难点：根据系统功能进行算法设计及程序的调试改进。 教学 媒体 硬件：主控板、温度传感器、物联网模块、连接线、数据线、电池等。 软件：编程平台（如支持图形化编程的平台）、物联网云平台。 教学资源：智能消防系统相关图片、视频，教学设计课件。 【教学过程设计】： 教师活动 学生活动 情境导入 播放一段火灾发生时传统消防系统响应不及时的新闻视频，提问：“同学们，看完这段视频，大家觉得传统消防系统有什么缺点？如果让你们利用所学的物联网知识来改进消防系统，你们有什么想法吗？”引导学生思考，进而引出本节课主题“智能消防系统实践”。 一、功能分析 参考教材P93图3-3-1图示，向学生讲解远程监测、远程控制、远程报警功能的含义。 组织学生以4人小组为单位，围绕“智能消防系统还可以具备哪些功能”展开讨论，要求每个小组记录讨论结果。 邀请2-3个小组代表分享讨论成果，对学生的创意想法进行肯定和点评，总结智能消防系统的功能组成。 学生聆听体会，了解智能消防系统各部分功能。 二、硬件搭建 1.设备（材料）准备。利用课件展示各硬件设备（主控板、温度传感器、物联网模块等）的实物图和功能说明（结合教材P94表格） 教师：详细讲解不同温度传感器的检测范围，引导学生根据系统功能需求选择合适的传感器。 2.现场抢建。现场演示硬件连接的基本方法和注意事项，如连接线的正负极区分、传感器与主控板的接口对应等。 范例图 3.教师指导学生搭建。学生小组进行硬件搭建时，巡视各组情况，对硬件连接有困难的小组进行一对一指导，确保所有小组都能正确完成硬件搭建。 学生感受搭建所需要设备（材料）清单，养成主动谋划项目意识。 学生观看，记录 三、程序编写 以智能消防系统的远程报警功能为例，在黑板上绘制发送端和接收端的算法流程图（参考教材图3-3-2），逐步讲解每个流程的作用，帮助学生理解算法设计的逻辑。 打开图形化编程平台，演示程序编写的基本操作，如模块的拖拽、参数的设置等，以远程报警功能的程序为例（参考教材P98图3-3-3），讲解各程序模块的功能和组合方式。 布置任务，要求学生小组根据绘制的算法流程图编写程序，巡视过程中，对编程有疑问的学生进行及时解答，对共性问题进行集中讲解。 学生阅读程序代码，并理解其含义。 四、调试改进 1.展示调试程序的一般步骤流程图（教材P100图3-3-4），向学生讲解每个步骤的具体操作方法，结合教材中远程报警功能调试的例子，说明如何检查主控板读取传感器数据、连接Wi-Fi、发送数据至云平台等。 2.学生小组进行调试时，巡回观察各组的调试过程，当学生发现问题时，引导他们按照调试步骤分析问题原因，如程序指令有误则指导其检查程序模块，硬件连接问题则检查硬件接口等。 3.选择1-2个典型问题在全班进行分享，讲解解决方法，帮助所有学生掌握调试技巧。 五、反思优化 1.发放自评与互评表格（教材中的评价表格），向学生说明评价维度和依据，引导学生客观地对自己和小组的作品进行评价。 2.组织学生小组讨论系统的优化方向，如“如何提高传感器的精度”“还可以增加哪些传感器来丰富系统功能”等，鼓励学生提出创新的优化方案。 3.对学生的优化方案进行点评，选择可行性高的方案，建议学生在课后进行系统优化。 六、拓展延伸 1.展示智能消防机器人的图片（教材图3-3-9），介绍灭火机器人、灭火无人机等的功能和应用场景，讲解它们如何利用物联网技术实现智能消防。 2.提问学生：“除了消防领域，物联网技术还可以应用在哪些领域来提高我们的生活质量？”引导学生思考物联网技术的广泛应用，激发学生的学习兴趣。 七、课堂小结 1.引导学生回顾本节课的学习内容，提问：“通过今天的学习，大家都掌握了哪些知识和技能呢？” 2.结合学生的回答，从知识、技能、方法三个层面进行总结：知识上，明确了智能消防系统的功能组成，认识了相关硬件设备及其功能。技能上，掌握了硬件搭建和程序编写的方法，能进行系统调试。方法上，学会了通过小组合作完成项目，掌握了发现问题、分析问题、解决问题的调试流程。 3.强调智能消防系统在实际生活中的应用价值，鼓励学生在课后继续优化自己的系统，关注物联网技术在更多领域的应用。 板 书 设 计 第三节 智能消防系统实践 一、功能分析：远程监测、控制、报警…… 二、硬件搭建：主控板、传感器、物联网模块…… 三、程序编写：算法设计-编程实现 四、调试改进：发现问题-分析问题-解决问题 五、反思优化：自评互评-系统优化 教学 反思 值得肯定和改进的方面： 通过本节课的学习，学生体验了智能消防系统的设计与搭建过程，掌握了物联网系统构建的相关知识与技能。在教学过程中，应关注学生的个体差异，对于硬件搭建和程序编写有困难的学生，给予更多的指导和帮助。同时，可根据学生的实际情况，适当调整教学内容和难度，以提高教学效果。 学科网（北京）股份有限公司 $