第四课 物物相连有价值 教学设计 人教版（2024）初中信息科技八年级全一册.docxVIP

课题

物物相连有价值

单元

第一单元

学科

信息技术

年级

八年级

学习目标

1.理解物联网中数据的来源（传感器采集）和传输过程（传感器采集-服务器处理-可视化显示），明确数据在物联网中的重要作用，即让互联网变得更智慧，能为决策提供依据。

2.掌握远程控制的基本原理，能够设计简单的物联远程控制方案（如物联窗户），并分析其优缺点，了解远程控制在实际生活中的优势（如便捷性、及时性）。

3.认识传感器协同工作的方式（本地协同和网络协同）及意义，理解多种传感器协同可提高数据准确度和可信度，能分析相关案例（如水质监测、气象监测）中传感器协同的作用。

重点

1.物联网中数据的作用和传输过程，使学生理解数据是物联网的核心，以及数据如何在各个环节中流动和应用。

2.远程控制的原理和应用，让学生掌握远程控制的基本方法，并能设计简单的远程控制方案，体会其在生活中的便利性。

3.传感器协同工作的方式和意义，使学生明白多种传感器协同能够提升系统性能，能在具体案例中分析传感器协同的优势。

难点

1.深入理解物联网数据如何使互联网变得更智慧，涉及到数据处理、分析和决策等复杂概念，学生理解起来可能有难度。

2.设计物联窗户远程控制方案时，综合考虑各种因素，确保方案的可行性和有效性，对学生的综合知识运用能力要求较高。

3.理解网络中传感器数据协同在大规模复杂系统中的作用和实现方式，需要学生具备一定的系统思维和抽象思维能力。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

展示问题情境中冰箱与购物网站、物联手表与空调和热水器相连的场景，提问学生这些场景实现的可能性和便利性，引导学生思考物物相连的价值，从而引出本节课的主题——物联网的价值，激发学生的学习兴趣，让学生明确本节课将深入探讨物联网在数据、控制和传感器协同等方面的价值。

倾听老师引入相关问题

激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容

讲授新课

一、丰富即时数据的作用

1.讲解物联网中的传感器如同“神经触角”，不断采集数据并传输给互联网，以维持互联网的“智慧”，介绍数据的传输过程。

2.展示中央气象台网站的本地天气实况图，引导学生观察并思考这些图表是基于什么数据生成的（如各地气象监测站的传感器采集的温度、湿度、气压等数据），以及如何获取这些数据（通过物联网技术将传感器数据传输到服务器，经过处理后生成可视化图表），培养学生的观察和分析能力。

3.组织学生讨论物联网数据在其他领域的可能应用，鼓励学生分享自己的想法，拓宽学生的思维，让学生了解物联网数据的广泛应用价值。

二、远程控制的优势

1.展示利用手机远程控制家电的图片或视频，介绍远程控制的基本原理（用户通过手机App发送指令，指令经云端传输到被控端设备执行操作），让学生对远程控制有初步的理解。

2.提出问题：下雨天没关窗户可能导致家中进水，尝试设计一种物联窗户方案，实现远程关闭窗户的功能。组织学生分组讨论，引导学生思考方案各个环节，如：

需要用到哪些传感器（如雨水传感器、湿度传感器等）来检测下雨情况。

选择何种通信方式实现窗户与手机或服务器之间的通信。

如何设计控制逻辑（如传感器检测到下雨后自动发送关窗指令，或者用户通过手机App手动发送指令），教师巡视各小组，参与讨论并给予指导，培养学生的创新思维和问题解决能力。

3.每个小组推选一名代表展示设计的物联窗户远程控制方案，其他小组进行评价，从可行性、实用性、创新性等方面进行分析，教师进行总结和点评，强调方案设计中需要综合考虑各种因素，确保方案能够有效实现远程控制功能。

4.引导学生分析不同控制方案的优缺点，如自动控制方便及时但可能存在误判，手动控制更灵活但依赖用户操作等，培养学生的批判性思维。

三、传感器协同带来的新智能

1.讲解单一传感器获取数据有限，很多应用需要多种传感器协同工作，以本地传感器数据协同为例，如红外热释电传感器和光敏传感器协同可实现更智能的安防监控（白天光敏传感器工作，晚上红外热释电传感器工作）。

2.展示水质检测仪中多个传感器（如pH值传感器、TDS传感器等）协同工作的案例，解释多个传感器如何分别获取不同信息（pH值传感器检测酸碱度，TDS传感器检测溶解固体量），这些信息相互补充，提高数据的准确度和可信度，让学生理解传感器协同在提高检测精度方面的作用。

3.介绍网络中传感器数据协同的案例，如河道上下游安装水质监测传感器可分析整个河道水质变化情况，以及气象部门在单个城市设置数千个气象监测点的意义（获取更全面准确的气象数据，提高气象预测的准确性），引导学生思考在大规模系统中传感器协同的重要性，培养学生的系统思维能力。

4.组织学生讨论在日常生活中还有哪些场景可以利用传感器协同工作来提升智能化水平（如智能家居中的多种传感器协同实现舒适环境控制、智