2.3 物联网的控制反馈 第1课时（教学设计） -2025-2026学年川教版（2024）信息科技八年级上册

该初中信息科技教学设计聚焦物联网控制技术（自动控制、远程控制）与执行器功能，通过消防自动喷淋系统情境提问导入，关联上节课传感器知识，梳理控制技术类型及执行器与传感器、控制器的协同关系，为后续系统搭建提供学习支架。 资料亮点在于以生活化案例（感应灯、手机控空调）解析抽象概念，通过自主学习任务单和对比表帮助学生区分控制类型，小组设计校园智能场景（如智能照明）培养数字化学习与创新能力，强调技术适配场景的信息社会责任，助力学生提升信息意识与计算思维，为教师提供清晰教学流程与实用资源。

第二单元第三节 物联网的控制反馈 第1课时 物联网控制技术与执行器 素养目标 （一）信息意识 1.能主动识别生活中物联网控制技术的应用（如自动感应灯、远程控制家电），理解 “控制反馈” 是物联网从 “感知信息” 到 “智能行动” 的关键环节，认识到 “无控制则无智能响应” 的物联逻辑。 2.能区分 “自动控制” 与 “远程控制” 的应用场景差异（如家庭感应灯用自动控制、远程开关空调用远程控制），感知控制技术对物联网功能实现的适配性。 （二）计算思维 1.能拆解物联网控制技术的 “数据输入→判断→执行” 基本逻辑，例如自动感应灯 “光线传感器检测亮度→控制器判断是否暗→执行器打开灯光”，初步理解 “感知→决策→行动” 的技术流程。 2.能分析执行器与传感器、控制器的协同关系（传感器采集数据→控制器分析决策→执行器执行指令），具备 “系统组件协同” 的初步思维。 （三）数字化学习与创新 1.能利用教材插图、在线仿真工具（如 “智能家居控制模拟系统”）自主探究自动控制与远程控制的工作过程，用流程图梳理关键步骤。 2.能小组合作，结合 “校园智能场景”（如智能照明、智能门禁）设计简单的控制方案，明确 “传感器→控制器→执行器” 的组件搭配。 （四）信息社会责任 1.了解控制技术在安全领域的应用价值（如消防自动喷淋系统自动灭火、工业设备紧急停机控制），认识到技术对保障生命财产安全的作用。 2.树立 “合理选择控制方式” 的意识，避免因控制方式不当导致的功能失效（如户外场景不适合依赖远程控制，需搭配自动控制备用），理解 “技术适配场景” 的责任。 学习重点 1、重点： （1）物联网控制技术的类型：理解 “自动控制”（无人参与，按预定程序运行）与 “远程控制”（人通过终端发送指令）的定义、特点及典型应用，结合教材案例掌握差异。 （2）物联网执行器的功能与类型：明确执行器是 “执行控制指令的硬件”，掌握继电器、水泵、蜂鸣器等常见执行器的功能及应用场景，理解其与传感器、控制器的协同关系。 2、难点： （1）控制技术的逻辑流程：避免陷入复杂的控制理论，用 “场景 + 步骤”（如自动感应灯：检测亮度→判断→开灯 / 关灯）帮助学生理解 “感知→决策→执行” 的核心逻辑。 （2）执行器与控制器的协同：理解 “控制器发送指令→执行器接收指令并行动” 的信号传递过程（如控制器发送 “通电” 信号→继电器闭合→水泵启动喷水），用通俗语言 + 示意图拆解。 教学过程 一、导入 1.展示教材 “消防自动喷淋系统” 情境图，提问： “上节课我们知道系统靠温度传感器监测火灾，那监测到高温后，是谁‘打开’喷淋装置喷水的？这个‘打开’的动作由什么控制？” “如果家里没人，想提前打开空调，我们用手机操作，这和喷淋系统‘自动喷水’的控制方式一样吗？” 2.引出课题：通过学生回答，聚焦 “物联网的控制反馈”，明确本节课将学习 “控制技术的类型” 和 “执行器的功能”，为后续 “消防系统搭建” 打基础。素养目标 （1）教师用生活化语言解读目标：“我们要分清‘自动控制’和‘远程控制’的区别，知道哪些设备负责‘执行动作’（比如开灯、喷水），还要能找到生活中的控制案例，设计简单的控制方案。” （2）关联单元项目：“这些知识是我们搭建‘消防自动喷淋系统’的核心 —— 只有懂控制技术，才能让系统‘该喷水时自动喷’，甚至‘远程控制喷不喷’。”二、自主学习 1、发放 “自主学习任务单”，引导学生阅读教材（控制技术、执行器部分），完成以下任务： 学习模块 关键问题 物联网控制技术 1. 教材中提到的物联网控制技术有哪两种？它们的核心区别是什么？ 2. 自动控制和远程控制在生活中的应用案例各有哪些（教材举例）？ 物联网执行器 1. 执行器的功能是什么？它在物联网系统中扮演什么角色（教材类比）？ 2. 教材中常见的执行器有哪些？各有什么功能？ 协同关系 传感器、控制器、执行器三者之间的工作流程是什么？用教材案例（如消防系统）说明。 2、提供辅助资源：分享 “控制技术对比表”“传感器 - 控制器 - 执行器关系示意图”，帮助学生理解抽象概念。 三、高效点拨 1.物联网控制技术：从 “自动” 到 “远程” （1）自动控制（无人参与的智能响应）： 教材定义解读：“在没有人直接参与的情况下，利用控制器让设备自动按预定程序运行”，类比 “闹钟到点自动响”—— 无需人操作，按设定规则执行； 教材案例分析： 感应灯：“光线传感器检测到光线暗→控制器判断‘需开灯’→执行器（灯）打开”，体现 “感知→判断→执行” 的自动逻辑； 倒车雷达：“超声波传感器检测到障碍物→控制器判断‘距离近’→执行器（蜂鸣器）发出警报”，强调 “实时监测、自动响应”； 核心特点：无需人工干预，依赖预设规则（如 “光线 < 10lux 则开灯”），适合 “场景固定、规则明确” 的需求。 （2）远程控制（人主导的跨空间操作）： 教材定义解读：“人用计算机、手机等终端发送指令，通过物联网控制远程设备”，类比 “用手机 APP 远程开关家里的空调”—— 人主动操作，跨空间控制； 教材案例分析： 远程控制智能家居：“手机 APP 发送‘开空调’指令→物联网网络传输指令→控制器接收指令→执行器（空调）启动”，体现 “人→终端→网络→设备” 的远程逻辑； 远程控制工业设备：“电脑发送‘停机’指令→工厂物联网系统传输→控制器→执行器（电机）停止运转”，强调 “跨距离、实时干预”； 核心特点：需人工发起指令，依赖网络传输，适合 “人不在现场但需灵活控制” 的需求。 （3）控制技术对比（结合教材） 控制技术类型 核心特征 依赖条件 教材案例应用 适用场景 自动控制 无人参与，按预设程序运行 传感器、预设规则 感应灯、倒车雷达、消防喷淋自动启动 场景固定、需实时响应（如火灾预警） 远程控制 人发起指令，跨空间操作 智能终端、物联网网络 手机控空调、远程控工业设备 人不在现场、需灵活干预（如远程家电控制） 2.物联网执行器：控制指令的 “执行者” （1）教材类比解读：“执行器是控制系统中负责执行控制指令的‘手与脚’”—— 传感器是 “眼睛（感知）”，控制器是 “大脑（决策）”，执行器是 “手脚（行动）”； （2）常见执行器及功能： 继电器：教材定义 “依靠输入信号改变控制电路通断的设备”，类比 “电路开关”，应用：“控制器发送‘通电’信号→继电器闭合→水泵、风扇等设备启动”，举例：消防系统中继电器控制水泵电源； 水泵：“输送液体的增压机械”，应用：“继电器闭合→水泵通电→喷水灭火”，是消防自动喷淋系统的核心执行器； 蜂鸣器：“发出提示或报警声音”，应用：“控制器判断火灾→蜂鸣器通电→发出警报声”，用于火灾预警、设备故障提醒； 舵机 / 电机：“控制机械转动或移动”，应用：“智能窗帘电机→接收指令→带动窗帘开合”“机器人舵机→控制关节转动”； （3）传感器 - 控制器 - 执行器协同流程： 以消防系统为例：“温度传感器采集高温数据→传输给控制器→控制器分析‘达到火灾阈值’→发送‘启动’指令给执行器（继电器、水泵）→继电器闭合、水泵喷水”，用流程图直观呈现： 四、当堂训练 1、“控制技术匹配场景” 抢答：教师展示场景（如 “校园走廊照明”“远程控制实验室空调”“工业设备紧急停机”“智能垃圾桶自动开盖”），学生分组抢答对应的控制技术类型，并说明理由，教师结合教材案例点评； 2、小组讨论：校园智能控制方案设计：“校园里哪些场景需要物联网控制？需要搭配哪些执行器？” 举例：“教室智能照明（自动控制：光线传感器 + 控制器 + 灯；远程控制：手机 APP + 控制器 + 灯）”“实验室危化品柜（远程控制：管理员手机 + 控制器 + 电子锁；自动控制：异常气体传感器 + 控制器 + 报警蜂鸣器）”，每组至少提出 2 个方案，派代表分享。 五、课堂小结 1、用 “组件关系图” 回顾核心： （1）控制技术：自动控制（无人、预设规则）、远程控制（人控、跨空间）； （2）执行器：继电器（控电路）、水泵（输水）、蜂鸣器（报警）等，是 “行动组件”； （3）协同逻辑：传感器 “感知”→控制器 “决策”→执行器 “行动”，三者缺一不可。 六、课后作业 1、回家后找 2 个物联网控制应用案例（1 个自动控制、1 个远程控制），填写下表。 应用案例 控制技术类型 涉及的执行器 工作流程（感知→决策→执行） 自动感应水龙头 自动控制 电磁阀（控制水流） 红外传感器检测到手→控制器判断 “需开水”→电磁阀打开→水流流出 手机远程控扫地机器人 远程控制 电机（驱动） 手机发送 “启动” 指令→物联网传输→控制器→电机启动→机器人工作 七、板书设计 物联网的控制反馈（第一课时） 核心内容 案例支撑 一、物联网控制技术 1. 自动控制：无人参与、预设规则 2. 远程控制：人控、跨空间 3. 对比：依赖条件、适用场景 感应灯、手机控空调 二、物联网执行器 1. 角色：执行指令的 “手与脚” 2. 类型：继电器（控电路）、水泵（输水）、蜂鸣器（报警） 3. 功能：按指令行动 消防水泵、报警蜂鸣器 三、协同逻辑 传感器→控制器→执行器（感知→决策→行动） 消防系统：温度传感器→控制器→水泵喷水 八、课后反思 学科网（北京）股份有限公司 $