教科版（2024）八年级下册信息科技 4-2-十五课 智慧家居 教案.docxVIP

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教学教案设计

总第15课时

课?题?名?称

智慧家居

学习目标

（包含学科核心素养）

理解智慧家居与物联网技术的关联及发展趋势

分析智慧家居应用场景与系统构成

设计与优化智慧家居物联系统方案

问

题

类

型

学生问题

智慧家居为什么能让我们的家变得更‘聪明’？物联网技术在其中起了什么关键作用？

智慧家居有哪些常见的应用场景？例如，智慧安防、智慧照明和智慧家电分别是如何工作的？

在智慧家居场景中，我们可能遇到哪些尚未解决的问题或用户需求？又该如何提出改进方案？

学科问题

1.从物联网三层体系结构（感知层、传输层、应用层）角度，智慧家居的各层次分别承担哪些功能或技术？

2.物联网技术在智慧家居领域的发展经历了哪些阶段（单品连接、物物联动、平台集成），各阶段的特点与难点是什么？

3.智慧家居系统如何结合用户需求、物联网技术和实际场景，形成完整的智慧生活物联系统设计方案？

教师问题

1.在指导学生设计智慧家居方案时，如何引导他们结合物联网体系结构，分析感知层、传输层和应用层的具体需求？

2.如何在实践环节让学生通过头脑风暴、实地调研或技术演示，进一步理解智慧家居的应用现状和潜在问题？

问题系统

（星号标出核心问题）

1.从物联网三层体系结构（感知层、传输层、应用层）角度，智慧家居的各层次分别承担哪些功能或技术？

2.物联网技术在智慧家居领域的发展经历了哪些阶段（单品连接、物物联动、平台集成），各阶段的特点与难点是什么？

3.智慧家居系统如何结合用户需求、物联网技术和实际场景，形成完整的智慧生活物联系统设计方案？

问题探究流程

导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）

导（问题引导）：

教学情境：

教师播放一段视频（或使用图片/动画演示）：

在视频中，一个学生早上起床，窗帘自动打开，咖啡机自动启动，空气净化器调整室内空气质量，智能语音助手提醒今日天气和行程。

2.问题引导（激发思考）

教师提问：

（1）这个家为什么“聪明”了？它是如何感知人的需求并自动调整环境的？

（2）如果你家也安装了这样的系统，哪些功能最吸引你？为什么？

学生回答并讨论，教师总结智慧家居的基本概念：

智慧家居：通过物联网技术，实现家居设备的智能控制，提高生活的便利性、舒适度和安全性。

关键技术：感知（传感器）、传输（Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT等）、应用（APP、语音控制等）。

学（自主探究）：

自主探究任务：

1.分组任务：智慧家居“三层架构”分析

学生阅读教材，并结合生活经验，自主探究智慧家居如何运作。

教师布置任务：请结合教材内容，思考并完成下面的问题。

感知层：智慧家居中的哪些设备负责数据采集？

（例如：温度传感器、光照传感器、烟雾传感器、摄像头等）

传输层：这些设备如何把信息传输到控制中心？

（例如：Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、NB-IoT等）

应用层：用户如何与智能家居系统进行交互？

（例如：手机APP、智能语音助手、触控面板等）

学生独立思考并记录答案，随后小组讨论。

三、探（合作探究）：

合作探究任务：

教师组织一场智慧家居模拟实验，让学生分别扮演智慧家居中的不同角色，如：

传感器（检测温度/湿度/光照等）

数据传输（扮演Wi-Fi/蓝牙等网络）

处理中心（模拟智能控制系统）

用户（通过APP或语音指令控制设备）

任务：

任务1：当室内温度超过30℃时，系统应该如何调整？

任务2：当家里没有人时，如何自动关闭灯光和电器？

学生通过角色扮演体验智慧家居的运行流程，并在课堂上分享自己的观察与思考。

2.设计任务：智慧家居功能创意

教师任务：请结合智慧家居的功能，设计一款“智能家电”或“智慧家居系统”，描述其功能与工作原理。

学生以小组为单位，讨论智慧家居系统的创意方案，并用简单的图示或流程图展示。

选出优秀作品，进行课堂展示和讲解。

四（课堂检测）：

课堂检测题目设计:

题目：

智慧家居的感知层主要由哪些设备组成？

A.传感器B.无线路由器C.手机APPD.语音助手）

在智慧家居系统中，智能门锁通常使用哪种技术进行远程控制？

A.蓝牙B.ZigBeeC.NB-IoTD.以上都可）

题目：以下哪项不属于智慧家居的典型应用场景？

A.智慧安防

B.智慧照明

C.智能洗衣机

D.智能语音翻译机（仅用于语言学习）

答案：D.智能语音翻译机（仅用于语言学习）

题目：在智慧家居中，感知层通常由传感器和摄像头等设备组成，负责采集环境数据。

答案：正确

2.案例分析

教师给出一个现实场景：

“小明家的智能灯泡可以通过手机APP远程控制，回家前可以提前打开灯光。”

问：该智慧家居功能涉及物联网的哪几层架构？每层的具体作用是什么