第10课物物互通有新径-导学案--2026-2027学年人教版信息技术八年级全一册
第10课 物物互通有新径 导学案
人教版 · 初中信息科技 · 八年级全一册（第二单元）
一、四维核心素养目标
1. 信息意识：能从生活中的物联网场景里敏锐感知设备之间数据互通的需求，认识到 MQTT 等通信协议在物物互联中的重要作用；主动关注身边智能设备“如何对话”，对数据从哪里来、到哪里去、有什么用保持敏感，逐步养成用数据眼光观察周围世界的习惯。
2. 计算思维：通过分析发布者、服务器、订阅者三者的协作过程，能抽象出“发布—订阅”通信模型；学会借助主题对消息进行分类与路由，初步形成用中转解耦、分工协作的思想，把设备间复杂的通信问题拆解为可理解、可迁移的结构。
3. 数字化学习与创新：能借助物联网服务平台完成连接、订阅、发布等操作，在动手实践中探究 MQTT 的通信流程；并能把所学迁移到智慧家居、智慧农业等新场景，尝试设计简单的物物互通小方案，体验数字工具带来的创新乐趣与合作价值。
4. 信息社会责任：在体验物物互联便利的同时，认识到设备采集的数据涉及个人隐私与公共安全，理解合理设置权限、规范使用平台、妥善保管账号信息的重要性，初步形成安全、文明、负责任地使用物联网技术的意识与行为习惯。
二、学习重难点
重点：理解 MQTT“发布—订阅”通信机制，认识发布者、MQTT服务器、订阅者三个角色以及主题（Topic）的作用。难点：理解发布者与订阅者并不直接通信，而是由服务器按主题中转消息，以及主题像“频道、地址标签”一样实现消息精准分发的原理。
三、课前预习案（填空）
1. MQTT 的中文全称是“消息队列遥测传输”，它是目前＿＿＿＿＿＿中非常流行的一种通信协议。
2. MQTT 采用“发布—订阅”的通信机制，通信过程中有三个角色：发布者、＿＿＿＿＿＿和订阅者。
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3. 在 MQTT 通信中，发布者把消息发布到指定的＿＿＿＿＿＿，订阅者通过订阅它来接收消息。
4. MQTT 协议具有开放、＿＿＿＿＿＿、可靠、易实现等特点，适合为大量硬件性能较低的远程设备提供数据传输服务。
5. 发布者和订阅者之间＿＿＿＿＿＿（填“需要”或“不需要”）直接知道对方是谁，消息由＿＿＿＿＿＿负责转发。
四、课中探究案（表格式）
探究环节 | 学习探究内容（知识点梳理 · 活动 · 随堂练习） |
探究活动一 | 【知识点梳理】 1. 物联网是通过传感器、通信网络等把各种物品连接起来，让物品之间能够自动交换数据、协同工作的网络。 2. 在物联网中，有成千上万台设备需要同时联网，其中很多设备硬件性能较低、靠电池供电、网络环境也不稳定，这对通信方式提出了新的要求。 3. 传统“双方直接连接、一问一答”的方式，难以适应大量设备同时在线的场景，于是人们需要一种专门为物联网设计的轻量级通信协议。
图1 物物通过无线网络汇聚到云端示意 【随堂练习】 （1）选择题：下列关于物联网的说法，正确的是（ ）。 （2）判断题：物联网中很多设备硬件性能较低、靠电池供电，因此需要一种轻量级、占用资源少的通信协议。（ ） （3）想一想：生活中你见过哪些“物品也能上网、互相传数据”的例子？写出一个来。 |
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探究活动二 | 【知识点梳理】 1. MQTT 是目前物联网中非常流行的一种通信协议，具有开放、轻量、可靠、易实现的特点，能为大量硬件性能较低的远程设备提供数据传输和监控服务。 2. MQTT 通信机制中有三个角色：发布者、MQTT 服务器（也叫代理服务器）和订阅者，三者分工明确、协同完成物物数据互通。 3. 发布者一般是各类传感、检测设备，负责采集温度、湿度、设备状态等数据并把消息发布出去，它不需要知道谁在接收；订阅者是订阅了相关主题的客户端；MQTT 服务器就像“消息中转站”，负责接收发布者的消息并转发给对应的订阅者。
图2 MQTT 发布者—服务器—订阅者三角色关系 【随堂练习】 （1）选择题：在 MQTT 通信中，承担“消息中转站”角色的是（ ）。 （2）选择题：下列设备中，最适合作为 MQTT 发布者的是（ ）。 （3）连一连：把左边的角色与右边对应的行为用线连起来。 |
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