第3课 环境数据要感知 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围绕环境传感器（光线、声音等）的工作原理、数据采集流程及应用价值展开。通过“光照争执”情境动画导入，借助数据采集表、模板代码等支架，构建从主观感受到客观数据采集再到智能控制的知识脉络。 亮点在于融合信息意识（用数据判断环境适宜性）、计算思维（编程实现光照/声音判断逻辑）与数字化学习（行空板采集、物联平台分析），通过分层实践活动和AI辅助探究生活传感应用，提升学生数据素养与动手能力，为教师提供项目式教学案例与三维评价工具。

第3课 环境数据要感知 1、 教材信息 模块 物联网实践与探索 年级 八年级 课标要求 通过传感器实践探索，掌握利用传感器获取数据的方法；了解物联网数据对实际问题的解决价值，增强主动应用信息科技优化生活的意识（对应指南 “内容要求 1”“学业要求 2”）。 素养目标 1.信息意识：认识传感器在环境数据采集中的作用，理解数据对决策的支撑价值； 2.计算思维：通过编程实现光照自动控制，掌握 “数据采集 - 判断 - 执行” 的逻辑流程； 3.数字化学习与创新：使用智能终端、物联设备完成多场景数据采集； 4.信息社会责任：关注光照、噪声对健康的影响，树立用技术解决实际问题的意识。 2、 学情分析 八年级学生已具备基本的计算机操作能力和简单的编程基础，对智能设备和物联网应用有初步的感性认识；学生日常生活中接触各种智能设备（智能手机、智能音箱、智能手环等），但对设备背后的传感器技术缺乏深入了解；喜欢动手实践，对真实问题解决有浓厚兴趣，需要具体情境支撑抽象概念的理解；学生在动手能力和逻辑思维方面存在差异，需要分层教学和活动设计。 3、 教学目标 1.知识与技能：了解常见环境传感器（光线、声音、温度、湿度等）的工作原理；掌握环境数据采集的基本流程和方法；认识数据在智能决策中的应用价值。（信息意识） 2.过程与方法：通过学习传感器的工作原理和应用，学生能够理解数据采集、计算和输出的基本流程，形成运用计算机科学方法解决问题的思维方式。在AI大模型的辅助下对生活中的传感设备应用有所了解。（计算思维） 3.情感态度价值观：培养对信息科技的兴趣和探索精神；增强环保意识和数据素养；培养科学严谨的实验态度和团队协作精神。（信息社会责任） 4、 教学重难点 教学重点：让学生理解环境数据感知的重要性，并了解传感器在获取环境数据中的作用。学习如何积极主动地寻找适合的工具和方法来获取和处理环境数据。 教学难点：让学生有效地理解生活中传感器的工作原理及其在环境数据感知中的应用。 5、 教学过程 （1） 情境导入：争执引发思考（3 分钟） 1.情境呈现：播放动画 —— 靠窗同学觉得阳光刺眼想关灯，过道同学觉得光线刚好不要关灯，引发学生讨论 “如何客观判断光线是否合适”。 2.问题引导：“主观感受容易有差异，怎么感知我们环境光数据呢？” 引出本节课主题 。 （二）新知探究：数据采集方法（2 分钟） 主观感受后很难判断对错，光线过强会严重刺激视网膜，严重的会产生疾病;光线太弱，对近视也有很大的影响。 呈现 《中小学校教室采光和照明卫生标准（GB 7793-2010）》，明确 “近距离用眼场景（如教室、书房）光照强度 300-800Lux” 提问：“我们教室当前光照是否符合学习标准？如何验证？” 引出数据采集的几种工具。 （三）学生活动：实践探索（20分钟） 学生以 4 人小组为单位开展，分工为操作员、记录员、分析员、汇报员。 教师演示行空板光采集操作。着重表明背对光源和面向光源光源数据差距比较大。 活动 1：智能终端初体验 —— 快速采集（10 分钟） 任务要求：运行行空板程序，在教室中光传感器朝向四个方向，各采集一次光照数据，记录并对比主观感受与数据结果。 活动1：教室光照数据收集表 场景 光线强度值 主观感受 （亮/暗/适宜） 客观评价 （是/否符合300-800Lux） 朝前方向 朝后方向 朝左方向 朝右方向 小组讨论：“主观感受与数据是否一致？哪些因素会影响光照（如窗帘开合、灯光开关）？若数据不符合标准，该如何调整？” 数据汇总：教师打开物联平台数据，引导学生发现规律，如 “教室前中部光照多符合标准，角落多低于 300Lux”。教室的光照范围能直接从数据看出来吗？ 提问：“我们能利用教室光照数据做什么呢？”——制作本教室的光照监测系统。 活动 2：物联设备实战 —— 编程实现控制（10 分钟） 任务要求： 1. 基础任务：根据 “光照判断模板代码”（示例代码片段），最低光照和最高光照修改为本班级的光照范围，编程实现 “光线不足 / 光线适宜/光线过强”的监测功能。 2. 进阶任务：将“光照判断模板代码”（示例代码片段），“环境光采集强度”改为“m10行空板”模块下“板载传感器”中“麦克风声音强度”，并修改最大最小值的数据范围和判断输出的内容,即“光线不足”“光线太强”“光线适宜”进行修改。 教师引导：该程序实现什么功能，该判断逻辑可以应用于生活中的什么地方？（比如路灯、大棚蔬菜光照监测）。 （4） 生活拓展：从光照到多环境数据（15 分钟） 1.生活数据探究：引导学生思考 “除了光照，还能采集哪些环境数据？”，以 “校园噪声” 为例，演示用行空板 M10 的麦克风传感器采集声音强度（单位：dB），并关联生活场景（如 70dB 以上为吵闹，建议保持安静）； 2.小组讨论：结合生活实例，利用AI大模型辅助，填写《传感器应用表》，如： 物品 传感器类型 输入（采集的数据） 数据处理（判断逻辑） 输出（执行 / 提示） 智能门锁 指纹传感器 指纹图像 比对预设指纹是否匹配 匹配则开锁，不匹配则报警 电子秤 压力传感器 物体重量 计算重量数值并转换单位 屏幕显示体重，超标则提示减重 行空板（本课） 光线传感器 光照强度 判断是否在 300-800Lux 范围 显示 “光线不足 / 适宜 / 太强” 分享交流：每组选 1 个案例分享，教师点评并总结 “传感器 - 数据 - 应用” 的逻辑关系，强化 “物联网服务生活” 的认知。 （五）课堂总结：梳理逻辑（5 分钟） 小结回顾：通过思维导图梳理本课核心 ——“感知（光传感器、温度传感器、声音传感器……）→采集（专业设备、智能终端、物联设备……）→计算（比对、判断、数据模型……）→应用（监测、控制、预测……）”，利用传感器代替人类的感官，物联网正在用数据解决我们生活问题。 作业布置： 实践作业：回家用行空板（若有条件）或手机传感器 APP，采集书桌的光照数据（早晚各 1 次），判断是否符合 “300lux<近距离用眼＜800Lux” 的标准，如果要实现‘光照不足时自动开灯’的功能？还需要什么设备？ 六、教学评价设计 采用 “学生自评 + 小组互评 + 教师评价” 三维评价方式，聚焦核心素养达成情况，评价表如下： 评价维度 评价内容 学生 自评 （5分） 小组 互评 （5分） 教师 评价 （5分） 信息意识 能主动用数据判断环境适宜性，认识传感器应用价值。 计算思维 能拆解 “采集 - 数据计算- 控制” 逻辑，完成编程条件判断补充。 数字化学习与创新 熟练使用智能终端和物联设备，能解决简单调试问题。 信息社会责任 如实记录数据，关注设备使用安全，提出合理优化建议。 团队合作 明确分工，积极参与讨论，帮助同伴解决问题。 1 学科网（北京）股份有限公司 $