第21课文物保护新手段 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在文物保护中的应用及解决问题方法。通过展示文物受损图片导入，关联第四单元简易物联花盆系统，引导学生思考影响文物的环境因素，搭建前后知识学习支架。 该资料以项目式学习为特色，播放《莫高窟监测预警系统》视频培养信息意识，小组合作分析博物馆环境监测系统四环节（采集、传输、分析、反馈）发展计算思维，模拟硬件搭建与程序补充提升数字化学习与创新能力。助力学生掌握方法并迁移应用，为教师提供实践与迁移教学案例。

八 年级 信息科技 教学设计 课题 21文物保护新手段 课型 新授 姓名 日期 教学目标 1．了解物联网在文物保护中的应用。 2．通过博物馆环境监测系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。 教学重点难点 重点：1．了解物联网在文物保护中的应用。 2．基于物联系统的四个工作环节，设计一个博物馆环境监测系统，掌握利用物联网解决问题的方法。 难点：模拟实现博物馆环境监测物联系统功能，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。 师 生 双 边 活 动 新课导入 在第四单元中，我们围绕简易物联花盆系统，通过划分物联系统的模块，根据需求确定感知、传输、反馈和控制等功能，最后完成简易物联系统的搭建。本课在第四单元的学习基础上，尝试在文物保护方面展开实践探索。 文物作为历史的印记，承载着丰富的文化信息，是中华民族的瑰宝。然而，文物的保存并非易事。 【教师活动1】展示一些文物受损的图片，提出问题：哪些因素的变化可能对文物造成损害？ 【学生活动1】回答：温度、湿度、光照、倾斜度……。 【设计意图】让学生了解文物保护的紧迫性以及保护文物涉及的相关因素，为本节课开展学习做好准备。 新知探究 一、探索物联网在文物保护中的应用 【教师活动2】播放《给文物做实时体检——莫高窟监测预警系统》视频，提问：你在参观各种博物馆的过程中，发现过哪些现代化技术呢？它们在保护这些文物的过程中，又发挥了怎样的作用？ 【学生活动2】回答：屏幕显示参观人数，温度、湿度，智能导游讲解……；它们可以实时监测和调控。 【设计意图】引导学生思考物联网在文物保护中的应用，为后续开展实践探究奠定基础。 二、博物馆环境监测系统实践 1．探究博物馆环境监测系统的功能实现。 【教师活动3】提问：与传统的环境监测工具相比，基于物联网的博物馆环境监测系统有什么优势？需要实时监测博物馆中的哪些环境数据？ 【学生活动3】交流讨论，完成学习活动一。 【设计意图】引导学生明确核心问题，思考博物馆中的哪些环境数据值得实时监测。 2．分析博物馆环境监测系统的功能需求。 【教师活动4】提问：如何从采集数据、传输与存储数据、分析与处理数据、反馈与控制出发，设计一个高效的博物馆环境监测系统？ 【学生活动4】小组合作，完成学习活动二。 （1）需求分析：按四个环节分析系统的功能需求。 采集数据：实时获取当前环境的温度和湿度。 传输与存储数据：将获取的数据发送到物联平台。 分析与处理数据：利用物联平台上的数据图表，分析环境数据是否在阈值范围之内。 反馈与控制：实时显示温度和湿度，若温湿度超出阈值范围，则执行打开或关闭恒温器、打开或关闭恒湿器的操作。 （2）功能实现：分析各个功能需要用到的物联实验设备、软件及平台。 （3）算法设计：根据需求分析和功能实现，绘制流程图。 （4）交流讨论博物馆环境监测系统的功能需求。 【教师活动5】请各小组分享学习活动二的完成情况。 【学生活动5】交流学习活动二的内容。 3．博物馆环境监测系统的实践 【教师活动6】提问：根据刚刚确定的功能需求，如何模拟实现系统？ 【学生活动6】小组合作，完成学习活动三。 （1） 硬件搭建：选择传感器、主控板等物联实验设备；设置无线网络；配置物联网服务平台；确定传感器的位置。 （2）采集数据：使用传感器获取当前环境的温度与湿度的数据，并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在表中。 （3）传输与存储数据：补充程序，向MQTT服务器中温湿度主题发送温度和湿度的数据。 （4）分析处理数据：在物联网服务平台直接可视化呈现，得出结论。 （5）反馈与控制：根据书画、古籍、油画保存的适宜温度为18~22 ℃，适宜湿度为50%~60% RH，实现自动调节温度和湿度的功能。例如，当温度过高时，启动恒温器降温；当湿度过低时，开启加湿器。请将学习任务单上的程序代码补充完整，并调试运行。 【设计意图】掌握利用物联网解决问题的方法，初步设计物联系统完成实验的过程并模拟实现系统。 【教师活动7】请各组交流学习活动三的完成情况。 【学生活动7】各组交流学习活动三的内容。 应用提升 【教师活动8】在博物馆中，除了要为文物营造恒温、恒湿的环境，还有哪些环境因素值得关注？ 【学生活动8】在探索本项目的基础上，为博物馆环境监测系统增加一个新的功能。 【教师活动9】实地探索本地的博物馆、学校的校史馆等，观察是否利用了物联网相关技术。若有，请在充分了解后，提出升级改进方案；若没有，请设计一个方案。 【学生活动9】利用物联网相关技术，为本地的博物馆、学校的校史馆设计升级改进方案。 【设计意图】通过博物馆环境监测系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。 课堂小结 教师引导学生总结知识、分享收获。 【设计意图】让学生通过梳理和总结，在巩固本节课所学知识的同时，对利用物联网开展学习探究有进一步的思考。 教后反思 采集数据 传输与存储数据 分析与处理数据 反馈与控制 学科网（北京）股份有限公司 $