第9课 互联协议仍沿用 教案 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

第 9 课《互联协议仍沿用》教案 课程名称：第 9 课 互联协议仍沿用 年级：八年级 课时：45分钟 一、教学目标分析 知识与技能 1.能够描述 HTTP 通信的基本过程，明确其在物联系统中主动轮询的局限性。 2.能够使用 API 获取互联网数据，掌握通过 HTTP 协议发起请求、解析 JSON/XML 数据的方法。 过程与方法 1.通过分析物联音箱数据获取场景，培养从生活中抽象技术原理的能力。 2.通过实践操作主控板调用 API，提升数字化工具应用能力和问题解决能力。 情感态度价值观 1.激发对物联网协议的探索兴趣，感受传统互联网技术与物联网的衔接与差异。 2.培养系统思维和技术批判意识，体会协议设计需平衡功能与设备特性（如低功耗）。 二、教学内容及重点 教学重点 1.理解 HTTP 协议在物联系统中的应用流程（请求 - 响应模型）。 2.能使用 API 获取互联网数据并解析，如天气、新闻等实时信息。 教学难点 1.从物联设备需求出发，分析 HTTP 协议的局限性（如高能耗、实时性不足）。 2.解析 JSON/XML 数据格式，提取关键信息（如日期、温度）并应用于物联设备。 三、教学过程设计 教学过程 教学内容 教学方法 情景导入 （5分钟 ） 师：生活中，当我们与物联音箱对话时，例如询问物联音箱“今天天气情况如何？”物联音箱都能根据实现情况进行回复。那大家知道物联音箱是如何获取天气信息的吗？ 生：思考并回答。 师：其实物联音箱针对提问从互联网中获取天气数据，今天我们就来学习如何从互联网中获取数据。 师：本节课学习目标有：探索互联网中的数据，体验获取互联网数据，探讨互联网协议的局限性。 师：本节课我们将围绕下面几个问题展开：物联系统如何从互联网中获取数据？如何利用HTTP获取网络数据？ 问题导向学习法 知识点一：探索互联网中的数据（5分钟） 师：在日常生活里，互联网为人们提供了丰富的数据，例如旅游、交通信息、智能安防信息、健康信息等，这些数据对物联设备非常重要，比如汽车借助互联网获取旅游及交通信息规划路线，智能安防监控依托网络数据实现远程监测，智能穿戴设备利用健康等数据辅助用户管理生活。 讲授法 学习活动 1：物联设备获取数据（5分钟） 师：首先我们来探索生活中的物联设备，思考这些设备能从互联网中获取哪些数据。 师：例如手机，可以从互联网中获取天气预报、新闻、社交媒体通知等。智能手环，可以从互联网中获取运动建议。智能汽车可以从互联网中获取交通路况数据。 案例教学法、小组讨论法 知识点二：体验获取物联网数（5分钟） 师：设备是如何获取互联网数据的呢？通常，互联网上的服务器会通过提供API（应用程序接口），使得外部设备或程序能够访问这些数据资源。在物联系统中，物联设备会先向服务器API 接口发起 HTTP 请求，服务器响应GTTP请求并返回结果。 讲授法 学习活动 2：利用 HTTP 获取互联网中的数据（10分钟） 师：下面我们来尝试获取互联网中的数据，包括获取应用程序接口（API）的网址、发起网络请求、解析返回结果。 师：本实验活动需要用到的物联实验设备是1块主控板。 师：首先我们可以通过上网搜索获取所需要的API网址。这里以苏宁（Suning）提供的系统时间接口为例，该接口用于返回服务器当前的系统时间，包括日期和时间。 师：下面开始编写调用接口的程序：连接WiFi。填写API的网址并发起网络请求，获取API返回的数据。解析返回结果：API返回的数据一般为XML或JSON格式的字符串，可以通过ujson库将其解析为字典数据类型，并从中提取日期数据。 师：程序代码如图所示。 师：将程序下载到主控板中。 师：最后进行功能演示。当主控板屏幕显示日期时间数据（2025 - 04 - 08 23:11:29 ），这表明成功通过 HTTP 协议从互联网获取到了数据。 对比分析法、图示讲解法 知识点三：探讨互联网协议的局限性（5分钟） 师：刚刚体验了通过 HTTP 协议从互联网获数据，但是该方式也存在局限性，因为HTTP协议需要设备主动轮询服务器获取指令，不仅消耗物联设备的有限资源，还使得物联网设备能耗高、服务器压力大，不适合实时性要求高的物联网场景。 师：在物联网实际应用中，物联通信协议需要满足“低功耗”、“低带宽”、“低延时”、“兼容性”、“可靠性”等特点。因为物联设备是电池供电，低功耗可以延长电池寿命；物联设备所使用的网络带宽可能受限，所以“低带宽”的特点能够保证设备即使是在低带宽条件下也能高效工作；“低延时”是因为很多设备如自动驾驶汽车、实时监控系统等需要有快速响应功能；“兼容性”和“可靠性”，保证物联网环境中的多种设备都能够工作，而且是安全有效地工作。 讲授法 拓展深化，回归生活 （5分钟 分钟） 师：我们可以通过网络搜索引擎等工具搜索免费的API并将接口功能、URL等数据整理成表。另外还可以尝试通过调用主控板的urequests库发起HTTP请求来访问这些API，并将对应的接口返回数据显示在主控板上。 师：下表中我们整理了一些数据获取的API接口网址，以及对应的请求方式和认证方式，大家可以尝试使用。 自主探究法、创新应用法 课后作业（2分钟） 师：请同学们完成课后作业：使用提供的天气 API （http://www.weather.com.cn/data/sk/101010100.html），编写程序让主控板获取天气数据并显示。 课堂小结与评价 （3分钟） 师：回顾本节课，我们认识了互联网中数据的多样性，学习了利用API获取互联网中数据的方法。还分析了HTTP 在物联场景中应用的局限性。 教学反思 1.反思点：部分学生对 JSON 数据结构理解困难，需更多可视化示例（如将 JSON 转换为表格）。网络环境不稳定导致 API 请求失败，影响实操进度，需提前测试备用网络。学生对协议局限性的抽象理解不足，可通过模拟实验（如高频 HTTP 请求导致 “设备耗电过快”）强化体验。 2.改进措施：用 Excel 表格类比 JSON 键值对，帮助学生理解数据结构。提供离线 API 模拟工具，确保无网络环境下的教学连贯性。设计对比实验：用 HTTP 和 MQTT 协议分别实现同一功能，直观感受功耗差异。 学科网（北京）股份有限公司 $