第二单元第3课《物联网的控制反馈》教学设计2026-2027学年川教版初中信息技术八年级上册

第 3 课《物联网的控制反馈》教学设计 2026—2027 学年川教版初中信息科技八年级上册 课　　题 第 3 课　物联网的控制反馈 教材版本 川教版（2024）八年级上册 所在单元 第二单元　物联网的感官系统 课　　型 新授课 课　　时 2 课时（80 分钟） 授课对象 八年级学生 一、教学目标 1. 信息意识：能说出物联网控制技术的两种类型，知道自动控制是“没有人直接参与、设备按预定程序运行”，远程控制是“用智能终端发送指令、对远程设备实现控制”；能发现身边的控制技术应用并判断它属于哪一类；知道使用具有控制功能的设备时也要注意安全与隐私。 2. 计算思维：能理解执行器是控制系统中负责执行控制指令的“手和脚”，知道常见执行器（继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等）的作用；能理解控制器把传感器采集的数据与设定阈值进行比较、据此发出指令的逻辑，能用“感知—控制—执行（反馈）”的闭环描述消防自动喷淋系统的工作过程，理解阈值要合理，初步形成用系统化、结构化方式分析问题的能力。 3. 数字化学习与创新：能借助对比表格、流程图、方案表等工具梳理控制技术与执行器；能在教师指导下连接传感器、执行器与主控板，参照流程图设计算法、编写并调试程序，设定合理的启动阈值；能参与设计搭建简易消防自动喷淋系统原型，尝试把感知、控制、执行组合起来解决实际问题。 4. 信息社会责任：了解物联网控制技术在生产生活中的应用价值，认识自动控制、远程控制可能带来的安全与隐私问题；知道使用具有控制、远程管理功能的设备时，应不随意授权、不连接不明设备、定期清理不用的数据，做严谨规范、安全合规的物联网使用者。 5. 能在小组合作中主动承担任务，乐于动手搭建、调试程序、记录数据并交流分享，主动了解我国物联网与智能控制技术的发展成就，逐步形成勇于实践、善于合作、敢于创新的学习品质。 二、教学重点与难点 教学重点：物联网控制技术的两种类型（自动控制、远程控制）及其区别；执行器的作用与常见类型（继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等）；消防自动喷淋系统“感知—控制—执行（反馈）”的工作过程、搭建方法与控制阈值的作用。 教学难点：理解控制器根据传感器数据与设定阈值向执行器发送指令的逻辑，理清“感知—控制—执行”的闭环关系；理解阈值设置对系统效果的影响；正确连接传感器、执行器与主控板并调试程序，完成系统原型的搭建。 三、教学方法与教学准备 教学方法：情境教学法、案例探究法、对比分析法、实物演示法、任务驱动法、小组合作法、实践体验法、项目式学习法。 教学准备：多媒体课件与物联网控制案例素材（感应灯、倒车雷达、手机远程控制、消防自动喷淋系统等）；能够联网的计算机教室或创客实验室；温度传感器、烟雾传感器等传感器模块，主控板、继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等执行器及连接线；传感器、执行器与主控板的连接图、程序流程图与示例程序；《消防自动喷淋系统设计方案表》等学习任务单；教材配套资源与相关视频资料。 四、教学过程（80 分钟） 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 第 1 课时 情境导入 （5 分钟） 承接上节课的动手实验，提出问题：“传感器已经监测到火灾了，可喷淋装置怎样才能自动打开喷水？”引导学生思考“从‘测得出来’到‘喷出水来’，中间还缺哪一步”。播放家庭自动感应灯、倒车雷达自动报警、手机远程开启空调等片段，请学生说一说这些设备是怎样“自己做决定”“听人指挥”的，由此引出本课主题——物联网的控制反馈。 回顾上节课读取数据的实验，思考“测到火灾之后还缺哪一步”；观看片段，说说感应灯、倒车雷达、手机远程开空调分别是“自己做决定”还是“听人指挥”；带着“系统怎样控制设备动起来”的疑问进入本课学习。 从单元项目的真实空白处切入，让学生在“测得到却动不了”的困惑中主动发现问题，把“控制”这一抽象概念与可感的生活片段建立联系，激发探究欲望。 探究一 认识物联网的 控制技术 （15 分钟） 讲解物联网的控制技术，明确它让设备“动起来”“会干活”：一是自动控制，即在没有人直接参与的情况下，利用控制器让设备自动按照预定的程序运行，如感应灯、倒车雷达；二是远程控制，即人们使用计算机、手机等智能终端中的软件发送指令，通过物联网对远程设备实现控制，如用手机远程开启家电、远程查看家中情况。组织“给控制分分类”活动：出示若干场景（红外感应灯、声控灯、手机远程开窗帘、远程启动车辆、自动售货机等），请学生判断属于自动控制还是远程控制，并说明判断依据。 听讲并理解两类控制技术的区别：自动控制“无人参与、按预定程序运行”，远程控制“终端发指令、远程管理”；参与“给控制分分类”活动，判断生活场景属于哪一类控制，说出判断依据，并与同桌交流。 用“是否有人直接参与”这一简明标准帮助学生区分两类控制，把概念学习嵌入分类判断活动，让抽象的控制技术在真实场景中变得可辨可感。 探究二 认识执行器 （15 分钟） 讲解执行器是控制系统中负责执行控制指令的“手和脚”，它接收控制器发出的指令并把指令变成实际动作；出示继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等常见执行器的实物或图片，逐一说明它们的作用（继电器作“开关”、水泵负责抽水、蜂鸣器发出声音、电动机提供动力）。明确“传感器采集数据—控制器分析处理并发出指令—执行器执行动作”的先后顺序，并强调三者缺一不可。组织学生填写《消防自动喷淋系统设计方案表》中的“执行器选择”一栏，为消防系统选择执行器并说明理由。 听讲并认识继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等常见执行器，说出它们各自的作用；理解“传感器采集—控制器处理—执行器动作”的顺序，明确执行器是系统“动起来”的关键；参与填写《消防自动喷淋系统设计方案表》中“执行器选择”一栏，为消防系统选择执行器并说明理由。 用“手和脚”的比喻化解“执行器”这一术语的陌生感，把执行器与上一课的传感器、本课的控制器串成一条完整链条；通过填写设计方案，让知识服务于单元项目的推进。 第 1 课时 课堂小结 （5 分钟） 师生共同回顾第 1 课时收获：物联网的控制技术有自动控制和远程控制两种类型；执行器是控制系统的“手和脚”，常见的有继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等；系统按“传感器采集数据—控制器分析处理并发出指令—执行器执行动作”的顺序工作。提示下一课时将讨论“温度超过多少摄氏度启动喷淋更合理”，并动手搭建消防自动喷淋系统原型。 用一两句话概括两类控制技术的区别和常见执行器的作用；说出“传感器—控制器—执行器”的先后顺序；带着“阈值设为多少合适、系统怎么搭”的疑问进入下一课时。 及时梳理知识，把零散的认识连成“控制”这条线索，并用阈值问题自然衔接下一课时的闭环理解与项目实践环节。 第 2 课时 复习导入 （3 分钟） 用快速问答复习上节课内容（控制技术分哪两类、执行器有哪些、三者工作顺序如何）；再次抛出项目问题：“温度超过多少摄氏度时启动喷淋更合理？设定的阈值不合理会出现什么问题？”引导学生进入对“感知—控制—执行（反馈）”闭环的探究。 回答复习问题；围绕“阈值设为多少合适”说出自己的猜想，并思考“阈值太高或太低会发生什么”，带着问题明确本课时的探究任务。 以旧引新，把上节课的知识与单元项目中的关键问题对接，让“阈值”成为学生自己想去弄明白的问题，为理解控制反馈闭环作铺垫。 探究三 理解“感知—控制— 执行（反馈）”闭环 （15 分钟） 结合消防自动喷淋系统，讲解“感知—控制—执行（反馈）”的闭环过程：传感器“感知”到温度或烟雾变化，控制器把采集到的数据与设定的阈值比较，一旦达到阈值就发出指令，执行器“执行”动作（打开水泵喷水、鸣响蜂鸣器报警）；喷淋后温度下降、烟雾减少，传感器再次感知，系统据此作出新反应，形成闭环。重点讲解阈值的作用，组织小组讨论“温度超过多少摄氏度时启动喷淋更合理”，比较阈值设得太高、太低分别会带来什么问题，理解阈值要合理。 听讲并理解“感知—控制—执行（反馈）”的闭环过程，知道控制器要比较采集数据与设定阈值；参与小组讨论，就“阈值设为多少更合理”说出理由，比较阈值太高（起火也难启动）和太低（误喷水）的后果，体会“阈值要合理”。 把传感、控制、执行三个环节串成闭环，让学生看到系统“会看、会想、会动手”的完整逻辑；通过讨论阈值让学生体会控制参数需要权衡，发展用系统化、结构化方式分析问题的计算思维能力。 探究四 设计搭建消防自动 喷淋系统原型 （15 分钟） 组织学生以小组为单位，围绕功能、硬件、程序设计三个方面完成消防自动喷淋系统原型的搭建：依据《消防自动喷淋系统设计方案表》连接传感器、执行器与主控板，参照流程图设计算法、编写并调试程序，设定合理的启动阈值；提示用电与连接安全。巡视指导，帮助小组排查连接或程序中的问题。完成后请各组简要展示系统的工作过程，用“感知—控制—执行”描述本组系统。 小组合作，完善《消防自动喷淋系统设计方案表》，从功能、硬件、程序三方面确定方案；连接传感器、继电器、水泵（或蜂鸣器）与主控板，参照流程图设计算法、编写并调试程序，设定启动阈值；用加热或烟雾靠近传感器测试系统能否自动响应，记录现象与问题；选派代表展示本组系统并说明“感知—控制—执行”过程。 让学生把本单元所学的感知、传感器、控制、执行等知识综合运用到一个完整项目中，在做中学、在搭建中悟；通过展示交流，发展合作、动手实践与表达的能力，也为第三单元“物联系统的构建”作准备。 课堂小结 与作业 （7 分钟） 依托板书梳理本课知识结构：控制技术（自动控制 · 远程控制）→ 执行器（控制系统的“手和脚”：继电器 · 水泵 · 蜂鸣器 · 电动机）→ 消防自动喷淋系统（感知 → 控制 → 执行（反馈），阈值要合理）；串联本单元“智能感知—传感器—控制反馈”的完整脉络，强调“物联网让自己‘会看、会听、会动手’——善用感知与控制，更要保护个人信息”。布置课后作业。 回顾本课收获，完善《消防自动喷淋系统设计方案表》；用知识结构图梳理“控制技术—执行器—感知·控制·执行闭环—阈值”的脉络，并把本单元“智能感知—传感器—控制反馈”串起来；记录作业要求。 梳理知识脉络，把课堂探究沉淀为对本单元“感知—控制—执行”系统的整体认识；由本课延伸到整个单元，使单元项目形成完整闭环。 五、板书设计 物联网的控制反馈 一、控制技术 　自动控制：没有人直接参与，设备按预定程序运行（感应灯 · 倒车雷达） 　远程控制：用智能终端发送指令，对远程设备实现控制（手机远程开家电） 二、执行器：控制系统的“手和脚”（继电器 · 水泵 · 蜂鸣器 · 电动机） 三、工作顺序：传感器采集数据 → 控制器分析处理并发出指令 → 执行器执行动作 四、消防自动喷淋系统：感知 → 控制 → 执行（反馈）· 阈值要合理 ★ 核心认识：物联网让自己“会看、会听、会动手”——善用感知与控制，更要保护个人信息 六、作业设计 1. 基础题：写出物联网控制技术的两种类型，并各举一个例子；说明执行器在控制系统中的作用，并列举三种常见执行器。 2. 实践题：完成《消防自动喷淋系统设计方案表》，从功能、硬件、程序三个方面写出小组的设计方案，并用“感知—控制—执行”描述系统的工作过程。 3. 拓展题（选做）：查阅资料，了解一种物联网远程控制的应用（如智慧农业、智慧家居），写一段 100 字左右的介绍，说说它给生产生活带来了哪些便利，以及需要注意哪些安全问题。 4. 复习题：用流程图描述“消防自动喷淋系统”从发现火灾到自动喷水灭火的完整过程，注明“感知—控制—执行”三个环节，并想一想：如果设定的启动阈值不合理，可能会出现什么问题？ 第 页　共 页 学科网（北京）股份有限公司 $