第二单元第三节 物联网的控制反馈 教学设计 2025-2026学年川教版初中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方式（自动控制、远程控制）、执行器及系统设计，通过情景提问“天黑灯自亮、手机远程开空调”和对比短视频（声光控灯、远程控制家电）导入，连接学生智能设备认知，以案例分析和角色扮演为支架，梳理从感知到执行的系统逻辑。 特色在于生活化案例（智能马桶、消防喷淋系统）与角色扮演探究结合，通过“传感器感知-控制器判断-执行器动作”流程分析培养计算思维，系统设计四步法引导数字化学习与创新，作业观察家中设备提升信息意识。助力教师落实课标，学生直观理解控制反馈，提升系统设计与应用能力。

教学设计 课题：2.3物联网的控制反馈 主备人 审核人 课程标准解读 本课依据《信息科技课程标准》中“物联网与智能控制”模块要求，引导学生理解物联网中的控制与反馈机制，掌握基本控制方式，能初步设计简单的物联网系统，提升信息意识、计算思维与数字化实践能力。 教学内容 第 1 课时，教材 59 页至 68 页。 教材分析 课围绕“物联网的控制反馈”展开，内容涵盖控制方式（自动控制、远程控制）、执行器认知及系统设计。教材通过实例引导学生理解物联网在生活中的应用，为后续智能系统设计打下基础。 学情分析 初二学生已具备基本的计算机操作能力和逻辑思维基础，对智能设备（如智能家居）有初步认知，但对物联网的控制原理和系统搭建尚不熟悉。教学中应注重生活化案例，激发兴趣，降低理解难度。 教学目标 信息意识：能举例说明物联网中的控制方式及其在生活中的应用。 计算思维：能分析物联网系统的基本结构，理解传感器、控制器、执行器的作用。 数字化学习与创新：能设计简单的物联网系统模型（如消防喷淋系统），并进行功能分析。 信息社会责任：初步形成合理使用物联网技术的意识，关注技术安全与隐私保护。 教学重点 物联网的控制方式（自动控制、远程控制） 执行器的种类与作用 教学难点 理解控制与反馈的过程 系统设计的逻辑构建 教具、学具准备 多媒体课件（PPT）、视频案例 教学过程及活动安排 二次备课（手写） 1、 导入 1. 情景提问：“同学们，有没有这样的经历：天黑了，你还没走到门口，走廊的灯就自己亮了？或者，在炎热的夏天，你可以在放学路上就用手机打开家里的空调，一进门就享受到清凉？” 2. 播放短视频：展示两段对比视频： - 视频一：人走过，声光控楼道灯自动亮起。 - 视频二：一个人用手机APP远程打开家里的空调和扫地机器人。 3. 核心提问：“灯是怎么‘知道’你要来并自己亮的？空调又是如何接收到几公里外你的指令的？” 2、 新知讲解 联系生活，构建概念 1. 讲解“自动控制” 定义：设备通过传感器感知环境，按预设规则自动做出反应。 核心例子：智能马桶/感应水龙头。 传感器：红外传感器（感知人体）。 控制器：微处理器（判断“有人→执行”）。 执行器：电磁阀（控制水流开关）。 过程：人靠近（感知）→ 马桶盖自动打开/水龙头出水（执行）。 2. 讲解“远程控制” 定义：人通过网络，从远处向设备发出指令。 核心例子：家用摄像头。 指令端：你的手机APP（发出指令）。 网络：互联网/移动数据。 执行器：云台电机（控制摄像头转动）。 过程：你在外打开APP点击“转动” → 指令通过网络传到摄像头 → 摄像头云台转动。 3. 认知“执行器” 定义：物联网的“手脚”，负责执行具体动作。 举例： 继电器：电路的“开关”，控制大电流设备通断，如控制智能插座上的台灯亮灭。 电机：负责旋转，如智能窗帘的拉合、机器人轮子转动。 电磁阀：控制液体或气体通断，如智能浇花系统的水阀、消防喷淋头。 3、 案例探究 系统分析，深化理解 聚焦案例：智能消防自动喷淋系统 1. 功能分析： 目标：发生火灾时，自动喷水灭火。 2. 角色扮演式提问： “谁来当‘眼睛’，负责发现火情？” -> 引导学生回答：烟雾传感器/温度传感器。 “‘眼睛’看到火情后，信号传给谁做决定？” -> 引导学生回答：控制器（如单片机）。 “控制器做出‘喷水’的决定后，谁来当‘手’打开水阀？” -> 引导学生回答：电磁阀（执行器）。 “水从哪里喷出来？” -> 引导学生回答：喷淋头。 3. 图示化流程： 在黑板上画出流程图： 【烟雾传感器】探测到烟雾 → 信号传给【控制器】 → 【控制器】判断危险 → 发出指令给【电磁阀】 → 【电磁阀】打开 → 水从【喷淋头】喷出 4. 强调过程：这是一个典型的“感知→判断→执行”的自动控制系统。 4、 系统设计略讲 建立框架，引导创新 1. 承接案例：“刚才我们分析了现成的系统。如果让我们来设计搭建它，需要哪些步骤？” 2. 简要介绍四步法： 功能分析：明确系统要做什么（如：检测到火就喷水）。 硬件搭建：选择并连接传感器、控制器、执行器。（展示实物图片或模拟软件界面） - 程序编写：告诉控制器判断逻辑（如果“烟雾值>阈值”，则“打开电磁阀”）。 - 系统测试：模拟烟雾，观察系统是否能正确响应。（强调安全测试的重要性） 3. 说明限制：“由于课堂时间和设备限制，我们今天无法亲手搭建，但理解了这套设计方法，大家就可以在虚拟平台或未来项目中尝试实现。” 五、小结与拓展 1. 课堂小结：师生共同回顾本节课学习的两种控制方式、执行器以及物联网系统的基本设计思路。 2. 生活化拓展任务：请同学们回家后，观察并分析你家中的智能台灯，它可能具备哪些控制方式？尝试画出其中一种控制方式的流程图。 板书设计 物联网的控制反馈 一、控制方式 1. 自动控制（如：感应灯） 2. 远程控制（如：手机遥控） 二、执行器 电机、继电器、电磁阀等 三、系统设计示例：消防喷淋系统 功能分析 → 硬件搭建 → 程序编写 → 系统测试 作业设计 列举三种你身边的物联网控制设备，并说明其控制方式。 尝试画出智能窗帘的自动控制流程图（包括传感器、控制器、执行器）。 课后反思 ( — 1 — ) 学科网（北京）股份有限公司 $