第13课 门铃通知即时到 教学设计 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

该初中信息科技教学设计聚焦物联网门铃远程通知系统，核心知识点包括反馈概念、数据采集-传输-反馈流程、MQTT服务器应用及输入-计算-输出模块组成。课堂导入通过传统门铃与物联门铃连接方式的对比提问，引发思考。学习支架从认识反馈（可视化、通知反馈）入手，经小组讨论分析工作过程，到拆解模块组成，再通过实践活动搭建服务器、编写程序，逐步构建物联网系统认知。 该资料以真实情境驱动实践，融合信息意识、计算思维与数字化学习。通过小组讨论“门铃按、通知到”过程培养信息感知与分析能力，拆解模块组成体现问题分解的计算思维，利用SIoT搭建本地MQTT服务器、连接主控板与传感器的实践活动，提升数字化工具使用与创新能力。对学生而言，直观理解物联网系统架构，增强自主动手与协同创新意识，对教师而言，提供可操作的项目式教学案例，助力理论与实践结合。

八年级信息技术上册教学设计 课题 第13课 门铃通知即时到 教学 目标 1.理解门铃远程通知的工作过程，明确数据在物联系统中的采集(门铃按键状态)、传输(通过网络和MQTT服务器）和反馈（在用户终端显示通知）流程，掌握物联系统中反馈的概念和作用。 2.学会使用物联网服务平台(MQTT服务器）存储和传输数据，能够熟练搭建本地MQTT服务器，掌握在服务器上设置主题、实现发布与订阅功能的方法，以及利用MQTT协议实现门铃远程通知功能的编程操作。 3.掌握门铃远程通知功能的模块组成(输入、计算、输出模块），理解各模块的硬件构成和功能实现，能够根据功能需求设计和编写相应的程序代码，实现门铃状态数据的采集、传输和通知显示。 教学 重点 利用物联网服务平台(MQTT 服务器）实现门铃远程通知功能的实践操作，包括搭建本地MQTT 服务器、设置主题、编写发布和订阅程序代码以及硬件连接(主控板、按键传感器等),确保学生能够成功模拟门铃远程通知过程，体验物联系统的实际运行。 教学 难点 门铃远程通知功能的模块组成及各模块功能，让学生清晰把握系统的架构，为进一步学习 和设计更复杂的物联系统奠定基础。 教学 过程 教 学 内 容 与 师 生 活 动 设计意图和 关注的学生 情境导入： 传统门铃的按钮位于门外，门铃在门内，两者通过线路连接。物联门锁(门铃）要实现远程通知，该如何连接呢? 新授课： 一、认识物联系统中的反馈 在物联系统中，反馈是针对现实世界采取行动的过程，可用于反馈的设备被称为输出设备。 通过反馈，人们可以了解到物联系统中的数据是如何被利用的。从某种意义上看，物品的反馈能力决定了其价值。 1. 可视化反馈。用户通过智能终端的屏幕能够查看物联网服 务提供的各种信息，进而作出决策例如：可视化反馈可以帮助 用户更好地规划行程、提供实时导航指引、推荐附近停车场等。 以门铃远程通知系统为例，当有人按门铃时，屋内响铃是一种反馈；物 联门铃实时将“门铃被按下”的数据传输至用户的智能终端，以消息或响铃 的方式提醒，这也是一种反馈。 2. 通知反馈。系统能实时检测物品的状态，并通知相应设备， 设备根据预先设定的规则提醒用户。例如：当有人按门铃时，系 统会把“有人按门铃”的信息传送到智能终端，智能终端以声音、 文字消息等形式提醒用户。 以通知的形式反馈是物联门锁的一个重要功能。小组讨论，描述“门铃按、通知到”的工作过程。 2、 分析门铃远程通知功能 门铃远程通知功能由输入、计算和输出三个模块组成。 输入模块是门铃端，作为发布者；输出模块是用户端，作为订阅者；计 算模块是MQTT服务器，作为连接两者的桥梁，实现对输入和输出模块的控 制。功能实现的基本过程如下图所示。 搭建和实现远程通知功能，需要解决远程传输和反馈通知两个关键问题。一是主控板需要连接网络。 二是控制端和被控制端的通信需要服务器中转，这里需要使用 MQTT服务器，用来提供设备管理、数据存储及数据处理等功能。 学习活动2 模拟实现远程通知功能 本活动使用2个主控板、1个按键传感器和1台具备移动热点功能的计 算机。在计算机中利用SIoT搭建本地MQTT服务器，并设置移动热点。 任务1 将按门铃信息发布至MQTT服务器    使用 1个主控板A和 1 个按键传感器实现门铃端。 1. 把主控板A连接到服务器的Wi-Fi。 2. 建立主控板A与MQTT服务器的连接。 3. 实现主控板读取到按键传感器被按下时，向MQTT服务器的主题 “Door/Bell”发送消息“有人按门铃”，主要代码如下图所示。 4.功能测试。将程序烧录到主控板A，连接按键传感器和主控板,按下按键传感器,在 MQTT服务器查看能否收到消息。 任务2 从MQTT服务器订阅按门铃的信息并显示  可以使用主控板B作为用户端，利用主控板自带的屏幕显示该消息。 1. 让主控板B连接服务器的Wi-Fi。 2. 建立主控板B与MQTT服务器的连接。 3. 在MQTT服务器中订阅主题“Door/Bell” 4. 当从主题“Door/Bell”收到消息时，屏幕显示该消息。 5.功能测试。将程序烧录到主控板B。按下主控板A连接的按键传感 器，查看主控板 B 的屏幕是否显示“有人按门铃”。 拓展与提升     你认为还可以采用哪些方式实现对用户的通知？分别使用哪些执行器？ 尝试修改程序实现。 激趣导入，引入主题。 板 书 设 计 一、认识物联系统中的反馈 二、分析门铃远程通知功能 教 学 反 思 1 学科网（北京）股份有限公司 $