第9课《物联网数据的获取》教学设计2026-2027学年鲁教版初中信息科技八年级上册

第 9 课《物联网数据的获取》教学设计 2026—2027 学年鲁教版初中信息科技八年级上册 一、教学目标 1. 信息意识：能说出物联网数据的三个主要特征（海量、实时、多源），能举例说明身边的数据从哪里来（智能温控器、健康手环、校园环境监测等）；知道数据是物联网运行的“血液”，愿意主动观察身边的智能设备，追问“这个数字到底是从哪里来的”。 2. 计算思维：能对比“25”“25℃”“25℃，10:15，三班”三组数据，归纳出有用的数据需要带上对象、单位、时间和地点等标签；能把数据获取分解为“需要什么数据—从哪里获取—怎样采集—如何记录”的步骤；能区分传感器自动采集与人工、识别采集两类方式，并为不同场景选择合适的上报方式。I 3. 数字化学习与创新：能正确使用温湿度、光照等传感器（或物联网模拟平台）完成一次简单的数据采集，并规范记录时间、地点、设备与数值；能借助《数据获取调查表》《数据采集记录表》与“感知设备→终端→网关”简图梳理知识、记录过程、展示交流。 4. 信息社会责任：知道数据采集可能涉及位置、影像等个人信息的收集，采集和使用都要遵守规范、尊重他人隐私；知道采集要如实、不能为凑数随意编造数据，记录要完整（漏记时间、设备的数据难以使用），初步形成数据质量意识与数据诚信意识。 5. 能在小组合作中主动承担观察记录、设备操作、数据填写与分享交流等任务，乐于倾听、敢于表达、耐心核对，在采集实践中培养严谨求实的科学态度与团队协作精神，进一步增强学习信息科技的兴趣。 二、教学重点与难点 教学重点：物联网数据的三个特征（海量、实时、多源）；数据的两类主要获取方式（传感器自动采集、人工与识别采集）；数据采集与汇聚的流程（感知设备→终端→网关）；定时、触发、手动三种上报方式；数据采集的规范记录。 教学难点：理解“数据≠信息”，认识带标签（对象、单位、时间、地点）的数据才是有用的数据；理解网关在采集汇聚中“翻译与汇总”的作用；在真实采集中体会“数据质量决定后续应用价值”，从而规范记录、如实采集。 三、教学方法与教学准备 教学方法：情境教学法、案例分析法、演示讲解法、任务驱动法、实验探究法、对比分析法、小组合作法、实践体验法。 教学准备：多媒体课件与相关短视频（天气App实时数据、运动手环记录、智慧农场数据采集等）；温湿度传感器、光照传感器、人体红外传感器与主控板等实物（或物联网模拟平台）；“感知设备→终端→网关”结构示意图与三种上报方式对比表；《数据获取调查表》《数据采集记录表》；教材配套资源；跨学科融合点：信息科技（传感器与数据采集）、物理（传感器把物理量转成电信号）、数学（数据的记录与简单统计）、地理（气象数据采集规范）、道德与法治（隐私保护与数据诚信）。 四、教学过程（90 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） 播放两段短视频：一段是天气 App 上实时跳动的温度数字，一段是运动手环上显示的心率与步数。提问：“屏幕上这些数字，是它们自己‘冒’出来的吗？它们到底从哪里来？”引导学生联系生活说一说自己见过的“会显示数字”的设备（智能电表、体温枪、扫地机器人等），明确本课任务——弄清楚物联网数据“是什么样”“从哪里来”“怎样被采集起来”。板书课题《物联网数据的获取》。 观看视频，结合天气 App、运动手环、智能电表等使用经历说出感受；围绕“数字从哪来”展开猜想并说明理由；明确本课任务，带着“数据不会凭空出现”的问题进入学习。 用每天都会看到的数字切入，让“数据”这一抽象概念有了具体落点，引发探究兴趣，自然引出课题，落实信息意识。 探究一 认识物联网数据 （20 分钟） 出示三组数据——“25”“25℃”“25℃，10:15，三班”，请学生比较“哪一组更有用、为什么”，引导归纳：只有数值、没有单位和背景的数据很难说明问题；带上“25℃”（单位）、“10:15”（时间）、“三班”（地点）这些标签，数据才成为有用的信息。进而讲解物联网数据的三个特征：海量（一个传感器一天就能产生成千上万条记录）、实时（数据在不断更新、反映当下的情况）、多源（温度、湿度、光照、位置等来自不同设备）。组织学生列举身边的数据来源，追问“这些数据是自动产生的，还是要人动手？” 对比三组数据，讨论后说出“带单位、带时间、带地点的数据才更好用”；记录三个特征并结合智慧农场、气象站等例子理解；列举三种以上校园或家中的数据来源，并说出它们是自动产生还是需要人参与。 用一组“同一个数值、用处却大不相同”的数据制造认知冲突，让学生自己悟出“数据≠信息”，把抽象概念落到具体记录上，培养计算思维。 探究二 认识数据获取方式 （15 分钟） 依次出示温度传感器、智能手环、摄像头、扫码枪的实物或图片，提问“它们各拿到的是什么数据？是谁在采集？”引导学生归纳两类获取方式：一类是传感器自动采集，设备会按设定不断采集（如温湿度、光照、人体红外）；另一类是人工或识别采集，需要人动手录入，或用设备识别（如扫码、刷脸、人工记录）。结合温度传感器讲解采集频率与精度：采集越勤，数据越多、越实时，但也要考虑存储与用电；传感器有一定精度，读数存在误差，所以采集要规范。发放《数据获取调查表》，讲清填写要求并布置课后观察任务。 观察实物，分组讨论哪些属于自动采集、哪些需要人参与；记录两类获取方式并各举一例；理解采集频率与精度的大致关系；领取《数据获取调查表》，明确填写要求。 把视角从“设备”提升到“数据”，让学生重新认识熟悉的传感器，为下一课时的采集实践打好基础，落实信息意识与计算思维。 第 1 课时 课堂小结 （5 分钟） 师生共同回顾：物联网数据具有海量、实时、多源的特征，带标签的数据才是有用的信息；获取数据有传感器自动采集与人工、识别采集两条路。用“是什么—长什么样—从哪来”三个问题收束，并预告下一课时要研究“这些数据怎样被收集起来、又传到哪里去”。 跟随三个问题回顾要点；用一句话说出数据的三特征与两类获取方式；检查并补充《数据获取调查表》；带着“数据怎么传、怎么收”的问题进入下一课时。 串联本课时的核心概念，形成阶段性认知，并把“获取”与“汇聚”衔接起来，自然过渡到下节课。 第 2 课时 复习导入 （3 分钟） 用快速问答复习上节课内容（数据有哪三个特征？获取方式有哪两类？）。随后出示一张“温湿度传感器一天的采集记录”截图——密密麻麻几千行数字。提问：“这么多数据，采集出来以后都‘跑’到哪里去了？我们怎么把它们收起来、用起来？”由此引出本课时的学习任务——认识数据的采集与汇聚，并动手模拟一次采集。 回答复习问题，复述数据三个特征与两类获取方式；观察密密麻麻的原始数据，产生“数据太多怎么办”的疑问；带着“怎样把数据收起来”的问题进入本课时的学习。 以旧引新，用“数据洪流”的真实画面制造新问题，把学生注意力引向采集汇聚，为动手实践作好认知准备，落实计算思维。 探究三 认识采集与汇聚 （20 分钟） 结合板书讲解一次完整的数据采集是怎样完成的：传感器（感知设备）先把温度、湿度这些物理量变成电信号，再交给身边的终端（如主控板）读出来、变成数字，最后由网关负责“翻译与汇总”，把许多设备的数据统一整理后送上平台。用气象站打比方：气象站里一堆传感器各管一项，最后都汇总到同一个数据系统里。接着讲解数据上报的三种方式：定时上报（每隔几分钟报一次，如温湿度）、触发上报（达到条件才报，如有人经过才报）、手动上报（需要时人工读取或上报），并请学生为不同场景选择合适的上报方式、说明理由。 跟着讲解，绘制“感知设备→终端→网关”的简图并标注数据流向；填写三种上报方式的对比表，各举一例；为“教室温湿度监测”“门禁异常报警”“人工抄表”等场景选择上报方式并说理。 把第二单元学过的“通信”与本单元的“数据”视角打通，让学生在“数据怎样被收起来”的过程中理解网关的作用，为动手采集作准备，落实计算思维。 探究四 模拟一次数据采集 （17 分钟） 布置任务：分组选择校园中的一个场景（如教室温度、走廊光照、图书角湿度），先确定要采集什么数据、用什么设备、大约多久采集一次，再用传感器（或模拟平台）进行一次约 5 分钟的连续采集，并在《数据采集记录表》中规范记录：什么时间、在哪里、用什么设备、采集到的数值。巡视指导，提醒学生如实记录、不遗漏关键信息。采集结束后追问：“如果只记了数值、忘了记时间和设备，这些数据还能用吗？”引导学生体会“数据质量决定后续应用价值”。 分组确定采集对象、设备与采集频率；动手完成一次连续采集，规范填写《数据采集记录表》；讨论“漏记时间或设备的数据还能不能用”，说出理由；分享本组的采集结果与感受。 让学生亲身经历一次真实的采集过程，在“记录不全就用不了”的具体体会中形成数据质量意识与如实采集的态度，落实信息社会责任与数字化学习与创新。 课堂小结 与作业 （5 分钟） 依托板书梳理本课知识结构：物联网数据（海量·实时·多源）→ 获取方式（传感器自动采集·人工与识别采集）→ 采集与汇聚（感知设备→终端→网关→平台）→ 上报方式（定时·触发·手动）→ 规范记录（时间·地点·设备·数值）。强调“数据是物联网的‘血液’，采集要规范、数据要真实”。布置课后作业，并提示下一课将研究“拿到数据以后怎样把它们整理干净、看得明白”。 回顾本课收获，用自己的话说出数据的特征、获取方式与采集汇聚流程；整理《数据采集记录表》与调查表；记录作业要求，带着“数据怎样变干净、变好懂”的问题为下一课作准备。 梳理知识脉络，把数据特征、获取方式、采集汇聚、规范记录串成对“数据获取”的整体认识，并在规范记录中体会数据诚信的价值，为“数据处理”设置悬念。 五、板书设计 物联网数据的获取 一、数据特征：海量 · 实时 · 多源（数据 ≠ 信息，带标签的数据才有用） 二、获取方式：传感器自动采集 ｜ 人工与识别采集 三、采集与汇聚：感知设备（传感器）→ 终端 → 网关 → 平台 四、上报方式：定时上报 · 触发上报 · 手动上报 五、规范记录：时间 · 地点 · 设备 · 数值 ★ 数据是物联网的“血液”；采集要规范，数据要真实 六、作业设计 1. 基础题：写出物联网数据的三个特征；说明物联网数据的两种主要获取方式并各举一例；用简短的话写出数据采集与汇聚的流程（感知设备→终端→网关）。 2. 实践题：完成《数据获取调查表》，在家中或校园里找出三种能自动产生数据的设备，记录它们采集什么数据、大约多久采集一次，下节课交流。 3. 拓展题（选做）：用温湿度传感器（或手机上的测量工具）记录教室一天中三个不同时间点的温度，想一想：为什么同一个地方不同时间的数据不一样？采集时要注意什么，才能让数据更可靠？ 4. 复习题：用知识结构图梳理“物联网数据的获取—物联网数据的处理—物联网数据的使用—搭建智慧校园物联系统原型”之间的关系，并想一想：数据从哪里来、又是怎样被收集起来的？采集数据时应注意哪些规范与隐私问题？ 第 页　共 页 学科网（北京）股份有限公司 $