第5课 物联功能趣体验

第5课物联功能趣体验教学设计课题物联功能趣体验单元第一单元学科信息科技年级八年级单元主题【学情分析】物联网的基本含义是“万物互联”，即在互联网的基础上，将人与人的互联延伸扩展到人与物、物与物的互联。物联网的出现极大地扩展了人们的生活、学习和工作空间，推动了现实世界与数字世界相互融合。物联网是继互联网之后又一种新型信息基础设施，是推动大数据和人工智能等信息科技发展与普及不可或缺的重要组成部分。本单元是“物联网实践与探索”课程的起始单元，主要介绍物联网的基本知识及传感器等内容。本单元围绕“从感知到物联”的主题，从探讨“寻找身边能联网的物品”出发，通过感受身边的物联网，探索物联网与互联网的关系，引出物联网中重要的感知设备——传感器，开展传感器和物联网实践，引导学生认识物联网的普及对学习和生活的影响，进而理解物联网的价值。【内容结构】核心素养1.信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2.计算思维：在实践应用中，熟悉数字平台中技术工具、软件系统的功能与应用，知道数字设备获取数据的方法，理解网络中数据编码、传输和呈现的原理。3.数字化学习与创新：在学习过程中，了解物联网“大场景”“小应用”的特点，选择恰当的数字设备和数字平台支持学习。4.信息社会责任：在物联网应用中，了解网络空间中物品标识和虚拟身份的意义，知道数据安全防护的常用方法和策略，保护个人隐私，尊重他人隐私。重点了解物联系统中的反馈和控制；物联网“感知-传输-应用”的简化逻辑理解。难点物联系统中的反馈和控制。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图激趣导入【问题情境】暑假，小宇一家计划去外地旅游，但他精心养护的绿植没人照看，之前曾因出门忘记浇水导致绿植枯萎，这次格外担心。想一想：有没有办法让小宇在旅游时，不用麻烦别人，也能随时知道家里绿植的土壤是否缺水、生长环境是否合适呢？【建构】通过物联网的远程监测功能，小宇在旅游时打开手机就能查看土壤湿度；如果缺水，还能通过远程控制功能启动浇水设备——这就是我们今天要体验的物联核心功能：远程查看数据、远程控制设备、远程监测花卉。让我们一起动手，帮小宇解决烦恼！”注意、思考、讨论吸引学生的注意力，启发学生思考。学习活动【学习活动】一、远程查看物联数据【学习探究】物联网通过传感器感知环境数据，这些传感器或许就在你的身边，它们将检测到的数据实时传送到互联网上。访问公共的数据监测网站可以查看传感器采集的数据。例如，在中国环境监测总站的网站上，可以查看全国各地的空气质量和水质数据。【思考-讨论】这些数据可能通过哪些传感器获取？网络上还能找到哪些公开的物联网数据？【合作探究】上网查找公开的物联数据。可以获得哪些数据？采集这些数据需要用到哪些传感器？【例—交通实时拥堵数据】【例—实时监控摄像】【学习活动】二、远程控制物联插座【学习探究】物联插座为什么“智能”？物联插座在联网的状态下，可以通过智能终端对物联插座上连接的电器实现远程控制功能，并反馈插座的工作状态。【思考-讨论】物联插座能做什么?适合什么电器使用？如何使用？【学习探究】物联插座本质是将插座接入了物联网，通过控制的插座开关来进一步控制电器。物联插座可以让传统的热水器、电暖气、台灯等普通电器变得智能。【实践探究】利用物联插座控制台灯的开关，描述其工作过程。你的手机命令→通过互联网和Wi-Fi发送→物联插座接收命令→控制电流通断→台灯听话地打开或关闭。【学习活动】三、远程监测物联花卉【学习探究】养花是许多人的兴趣爱好，为了给花卉提供最适宜的生长环境，需要关注花卉生长环境的温度、湿度、肥力和光照情况。一些企业开发了花卉环境监测产品，利用传感器实时监测环境中的温度、湿度等数据，并反馈到用户手机上。当监测到环境数据达到设定的阈值，即可能对植物生长造成威胁时，系统会向用户发送通知提醒，以便用户及时采取措施处理。通常情况下，多个花卉监测的传感器通过网关设备连接互联网。在这里，传感器连接了网关，网关将传感器的数据汇总后，再通过无线路由器与互联网连接。【探究花卉监测系统】实践任务：体验花卉监测系统，描述其工作过程。思考：花卉环境监测产品一般由哪几部分组成？使用了哪些传感器？这些产品是如何与网络连接的？又是如何向用户呈现数据的？【引导学生分析】网络连接流程：多个花卉传感器（测温度、湿度等）通过ZigBee、蓝牙等无线方式连接物联网网关，网关汇总传感器数据并翻译成网络通用协议（TCP/IP），再经无线路由器接入互联网，将数据上传至云平台，完成“传感器→网关→路由器→互联网→终端（云平台）”的连接闭环。数据呈现方式：云平台存储并整理数据后，通过手机APP、微信小程序或网页等终端，以数字、折线图、柱状图等直观形式展示给用户，还会设置阈值提醒（如土壤湿度过低时推送浇水通知），让用户随时查看花卉状态、接收异常警报。【实践步骤】一、安装监测设备，配置网络1.把传感器插入花盆中；2.在智能终端上安装配套的应用软件，将网关连接电源，注意用电安全；3.设置网络。【思考-讨论】二、调试设备，查看数据1.打开其中一个传感器的电源开关;2.在应用软件中，搜索相关的设备，添加监测花卉的资料，完成对第一个花盆的设置；3.依次设置其他传感器，在应用软件中查看各花盆的数据；4.尝试给花浇适量的水，查看数据的变化。三、实践总结核心流程：“设备安装→网络配置→调试验证”。数据传输逻辑：“传感器→网关→路由器→互联网→终端（云平台）”。听讲、思考、讨论教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、实践探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。课堂小结知识回顾对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。拓展-提升【拓展-提升】【撰写物联网实验报告】通过本课的物联功能实验，请你概括实验的过程，简单总结物联网的