第17课《物联数据需采集》教学设计人教版信息科技八年级全一册.docx

第17课物联数据需采集

课题

第四单元第17课

物联数据需采集

应到人数

实到人数

课型

新授课

备课时间

上课时间

教

材

分

析

本节课是八年级全一册中物联网实践与探索单元的关键课程，聚焦于物联系统中数据采集与传输这一核心环节。数据作为物联系统的基础，其采集与传输的有效性直接决定了整个系统的功能实现。通过本节课的学习，学生将掌握利用传感器获取环境数据以及从互联网获取公共数据的方法，同时了解数据存储与传输的基本原理和操作，为后续深入学习物联系统的数据分析、处理和应用奠定坚实基础，培养学生在物联网技术领域的实践操作能力和数据处理意识，使学生能够构建起完整的物联网数据流程概念。

学

情

分

析

学生在之前的课程中已经学习了物联网的基本概念、部分传感器的基础知识以及MQTT协议等内容，对物联系统的组成和基本原理有了一定的了解。然而，对于如何具体利用传感器采集不同类型的数据、如何从互联网获取并解析数据以及如何将采集到的数据有效地传输和存储到物联网服务平台，学生还缺乏深入的认识和实践经验。他们具备一定的编程基础和逻辑思维能力，但在面对复杂的数据采集与传输任务时，需要进一步学习和指导。

核

心

素

养

目

标

信息意识：能够通过获取天气数据和采集传感器数据的实践活动，深刻认识到数据在物联系统中的核心地位，增强对物联网数据来源和应用场景的敏感度，主动关注身边物联网设备的数据采集与传输方式，培养积极探索物联网数据奥秘的意识。

计算思维：在编写获取天气数据和采集传感器数据的程序过程中，学会运用逻辑思维分析程序与数据接口（API、传感器接口）之间的交互逻辑，培养计算思维中的问题分析和抽象概括能力，如总结数据请求、解析和传输的基本流程，理解程序如何实现数据的准确采集与传输。

数字化学习与创新：通过查阅资料、小组讨论、实践操作等方式，自主学习传感器使用、API调用、数据格式解析以及MQTT服务器配置等知识，提高数字化学习的实践能力和创新技能，如学会从互联网上获取传感器技术资料、API文档，筛选有用信息，并结合实践操作进行理解和应用，培养自主学习和终身学习的意识。

信息社会责任：通过讨论物联网数据对社会生活的影响（如精准农业中的环境数据采集与作物生长调控），培养学生的社会责任感，使其认识到物联网技术在推动社会发展和改善生活质量方面的重要作用，鼓励学生积极关注物联网技术的发展，为物联网技术的合理应用和社会发展贡献力量，如宣传物联网数据安全知识，倡导智能、安全的物联网数据应用。

教学重点

学会从互联网获取数据的方法，特别是通过API调用获取天气预报等公共数据，包括查询城市编号、获取API密钥、使用HTTP请求获取数据以及解析返回的JSON格式数据，能够成功获取并准确解析互联网中的相关数据，将其应用于物联系统中，如为物联花盆系统提供天气预报数据，以实现更智能的环境调控决策。

教学难点

培养学生在物联数据传输与存储方面的综合应用能力，确保数据能够准确、高效地传输到服务平台并进行妥善存储。

教法

讨论交流、讲解法、演示法、任务驱动法

学法

交流讨论法、动手实践

教学准备

教师准备可联网的计算机

学生准备:预习本节课内容

教学过程

二次备课

三次备课

一、新课导入

回顾上节课学习的物联系统功能模块划分，提问学生：“在物联系统中，数据是非常重要的，那么数据从哪里来呢？”引发学生对物联数据采集的思考。

展示一些物联网应用场景的图片或视频，如智能农业中的环境监测、智能家居中的环境感知等，强调数据采集在这些系统中的关键作用，引出本节课的主题——物联数据需采集，让学生对即将学习的数据采集与传输方法充满期待。

二、讲授新课

学习活动1

向学生介绍API（应用程序接口）的概念，将其比喻为不同软件或系统之间进行数据交互的“桥梁”。以获取天气预报数据为例，讲解如何使用API从互联网上获取数据。教师提前注册申请免费天气预报API的密钥，并向学生展示密钥的获取过程（但不要求学生自行注册，避免因注册过程复杂影响教学进度）。同时，查询所在地的城市编号，向学生解释城市编号在获取特定城市天气预报数据中的作用，如不同城市编号对应不同的城市，通过准确的城市编号才能获取到正确的当地天气预报信息。

展示图17.1中的代码，向学生详细讲解调用API获取天气预报数据的程序逻辑。首先，解释代码中变量city_code和key的含义，分别用于存储城市编号和API密钥。然后，讲解urequests.get函数的作用，它用于向指定的API网址发送HTTP请求，获取天气预报数据。当请求成功（res.status_code==200）时，使用ujson.loads