第25课学习探究新工具 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技术在学习中的应用及热水降温规律实验的物联网系统实践。课堂导入通过学科实例（如距离传感器测量距离、温湿度传感器监控实验）和物联网学习应用视频，连接生活与学习，激发兴趣，为后续小组合作探究系统设计搭建支架。 特色是以“基于物联网的热水降温规律探究”真实项目为载体，通过任务驱动（确定主题、分析功能需求）、小组合作（讨论系统四环节：数据采集、传输存储、分析处理）、实践操作（硬件搭建、编程、数据复式图绘制），融合计算思维（系统建模与算法设计）、数字化学习与创新（物联网平台使用、数据可视化）、信息意识（尊重数据真实性）。配套资源丰富（功能需求表、流程图、视频），环节清晰，既培养学生合作与创新能力，又为教师提供可操作流程，助力提升课堂效率与核心素养培养。

第25课 学习探究新工具 课型：新授课 【教学目标】 1.学生能够认识到物联网技术在日常生活和学习中的重要性，了解物联网技术如何改变我们的学习方式，增强对信息的敏感度和获取能力。（信息意识） 2.通过热水降温规律实验的物联网系统实践，学生能够运用逻辑思维和算法思想，设计并实现数据采集、传输、存储与分析的完整流程，培养计算思维能力。（计算思维） 3.学生能够利用物联网技术进行创新实践，探索物联网技术在科学实验中的更多应用，提升数字化学习能力和创新能力。（数字化学习与创新） 4.在实验过程中，学生能够遵守实验规则，尊重数据真实性，培养负责任的信息行为，同时关注物联网技术对社会、环境等方面的影响，形成正确的信息价值观。（信息社会责任） 【重点难点】 教学重点： 1.了解物联网在学习中的应用场景。 2.掌握热水降温规律系统的实践操作。 教学难点： 1.对热水降温规律的分析和算法设计。 2.理解物联网技术在学习应用中的原理和价值。 【课前准备】 教学资源准备：制作包含物联网在学习中应用案例、探究热水降温规律系统相关知识等内容的教学课件，准备探究热水降温规律系统功能需求表（表25.1、表25.2）、水温记录表（表25.3）、系统工作流程图（图25.3、图25.4）等资料，收集物联网在学习领域应用的视频资料（如虚拟实验、学习过程监测等）。 教学用具准备：多媒体教室，配备电脑且安装好编程环境和相关软件，准备好物联实验设备（温度传感器、主控板、显示屏、无线网络设备等）及配套连接线，确保网络连接正常，准备不同材质的水杯（玻璃杯、不锈钢杯等）若干，用于实验。 【教学过程】 一、创设情境，引入新知 教师讲解：在学科学习中，物联网也发挥着重要的作用。例如，利用距离传感器或者超声波传感器可以测量物体间距离的特性，帮助我们学习距离、半径、直径等概念；利用温湿度传感器测量和监控实验过程中的温湿度变化等。观看视频。 【设计意图】通过讲解物联网技术在学习中的应用实例，旨在帮助学生理解物联网如何促进教育教学的智能化、个性化发展，同时激发学生对物联网技术应用于学习的兴趣和探索欲。 二、合作探究，生成能力 1.提出任务与确定主题：教师提出利用物联网探究热水降温规律的任务，引导学生思考影响热水降温的因素，如容器材质、是否加盖等，组织学生分组讨论确定主题，如“基于物联网的热水降温规律探究系统”。 2.分析功能需求：引导学生按照采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节分析系统功能需求。 在采集数据环节，明确用四个温度传感器分别获取不同条件（玻璃杯、玻璃杯加盖、不锈钢杯、不锈钢杯加盖）下热水降温数据； 传输与存储数据环节，讨论如何将数据发送到物联网服务平台； 分析处理数据环节，思考如何对比不同条件下数据得出降温规律； 反馈与控制环节，说明本实验暂不涉及此环节（可引导学生思考后续如何改进）。填写学习手册表格。 【设计意图】培养学生的合作学习能力和思维能力。 三、交流展示，达成目标 完成讨论的小组进行汇报 需求环节  功能描述 采集数据 利用四个温度传感器，分别获取玻璃杯、玻璃杯（加盖）、不锈钢杯、不锈钢杯（加盖）这四种情况下热水降温的情况 传输与存储数据 将获取的数据发送到物联网服务平台 分析处理数据 分析不同条件下热水降温的情况，得出结论 反馈与控制 本项目不涉及反馈与控制环节 【设计意图】培养学生的合作学习能力和思维能力。 四、当堂检测，拓展提升 问题探究1：分析热水降温规律实验的功能需求 学生活动1： 填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？ 问题探究2：分热水降温规律实验核心流程图。 学生活动2：试一试：根据需求分析和功能实现，拖动右边的模块，绘制流程图。若没有需要的模块，也可以自行绘制。 问题探究3：从工具箱中选择所需器材，完成硬件搭建与网络配置。 学生活动3：设置物联网服务平台及网络。 问题探究4：为系统编写代码使之工作。 学生活动4：编写代码 问题探究5：分析处理数据。 学生活动5：将所有数据放在同一个表格中绘制复式图 【设计意图】培养学生的合作学习能力和思维能力。 五、反思总结，形成能力 试一试：增加手动控制功能:当按钮按下时，能自动发送数据到物联网服务平台。 主要代码 【设计意图】培养学生的合作学习能力和思维能力，完善奶牛产奶系统功能。 六、分层作业，直击症结 1、基础作业：组织学生讨论实践中的问题，如传感器数据波动大、数据传输延迟等，分享解决方法，如检查传感器安装位置、优化网络环境等。引导学生思考系统改进方向，如增加更多对照条件（如杯子口径、环境温度等）、优化数据采集频率、实现远程控制启动和停止测量等，激发创新思维。每个小组推选代表发言，其他小组提问补充。 2、提升作业：利用所学的物联网知识和技能，设计一个基于物联网的学习辅助系统。 【设计意图】培养学生的合作学习能力和思维能力，提升学生举一反三思维能力。 七、板书设计 一、 探索物联网在学习中的应用 二、热水降温规律系统实践 1、需求分析 2、工作流程图 3、硬件搭建 4、编写代码 5、功能测试 学科网（北京）股份有限公司 $