浙教版2023年 七年級下冊 第14課 物聯(lián)系統(tǒng)原型的程序編寫 教學設(shè)計

浙教版2023年七年級下冊第14課物聯(lián)系統(tǒng)原型的程序編寫教學設(shè)計主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：物聯(lián)系統(tǒng)原型的程序編寫

2.教學年級和班級：七年級下冊

3.授課時間：第14課

4.教學時數(shù)：1課時

教學目標：

1.理解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念，掌握物聯(lián)系統(tǒng)原型搭建的方法。

2.學會使用Arduino編程語言，編寫簡單的物聯(lián)系統(tǒng)程序。

3.培養(yǎng)學生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維。

教學過程：

1.導(dǎo)入新課：通過介紹物聯(lián)系統(tǒng)的實際應(yīng)用，激發(fā)學生的興趣，引入本節(jié)課的主題。

2.知識講解：講解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念，介紹Arduino編程語言的特點和基本語法。

3.實踐操作：帶領(lǐng)學生搭建簡單的物聯(lián)系統(tǒng)原型，并指導(dǎo)學生使用Arduino編程語言編寫程序，實現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的基本功能。

4.課堂小結(jié)：回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)物聯(lián)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的重要性和意義。

5.作業(yè)布置：布置相關(guān)的編程練習，鞏固所學知識。

教學評價：

1.學生能夠正確理解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念。

2.學生能夠使用Arduino編程語言編寫簡單的物聯(lián)系統(tǒng)程序。

3.學生能夠動手搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，并實現(xiàn)基本功能。核心素養(yǎng)目標1.信息素養(yǎng)：學生能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念，并能夠利用Arduino編程語言編寫簡單的程序，實現(xiàn)對物聯(lián)系統(tǒng)的控制。這有助于培養(yǎng)學生的信息獲取、處理和應(yīng)用能力。

2.創(chuàng)新思維：在搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型和編寫程序的過程中，學生需要運用創(chuàng)新思維來解決問題，這將有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。

3.實踐能力：通過動手實踐，學生能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

4.團隊合作：在實踐過程中，學生需要與他人合作，共同完成物聯(lián)系統(tǒng)的搭建和程序的編寫。這將有助于培養(yǎng)學生的團隊合作意識和能力。

5.綜合運用：學生需要綜合運用所學的知識，包括物理、數(shù)學、計算機等方面的知識，來完成物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。這將有助于培養(yǎng)學生的綜合運用能力。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

在七年級下冊的學習中，學生已經(jīng)接觸到了基本的物理概念，包括電路、傳感器等，這些知識為理解物聯(lián)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。同時，學生在計算機科學課程中學習了基礎(chǔ)的編程概念，如變量、循環(huán)和條件語句，這些知識有助于理解Arduino編程語言。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

七年級的學生對新鮮事物充滿好奇心，對于可以動手實踐的課程表現(xiàn)出較高的學習興趣。學生的動手能力和邏輯思維能力較強，適合進行編程和搭建原型等實踐活動。同時，學生喜歡合作學習，能夠通過小組合作共同完成任務(wù)。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在實踐操作中，學生可能會遇到電路連接、程序調(diào)試等具體問題，需要耐心和細致的解決。此外，對于Arduino編程語言的語法和邏輯，學生可能需要一定的時間去理解和掌握。同時，在小組合作過程中，學生可能面臨溝通不暢、分工不明確等問題，需要培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源1.硬件資源：Arduino開發(fā)板、各類傳感器模塊、連接線、電源等。

2.軟件資源：ArduinoIDE編程軟件。

3.課程平臺：教室配備投影儀、計算機、互聯(lián)網(wǎng)等，以便展示示例代碼和項目成果。

4.信息化資源：相關(guān)電子教材、教學視頻、在線教程等，為學生提供豐富的學習資源。

5.教學手段：講解、演示、分組討論、動手實踐等，以多種教學手段激發(fā)學生的學習興趣和參與度。教學流程同學們，今天我們將要學習的是《物聯(lián)系統(tǒng)原型的程序編寫》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否遇到過智能家電的自動控制？”比如智能燈泡、智能插座等。這個問題與我們將要學習的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索物聯(lián)系統(tǒng)的奧秘。

2.新課講授：

1)理論介紹：首先，我們要了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念。物聯(lián)系統(tǒng)是利用各種傳感器、控制器和執(zhí)行器等設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化管理和控制的系統(tǒng)。它是實現(xiàn)智能家居、智能交通等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，具有重要的應(yīng)用價值。

2)案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了物聯(lián)系統(tǒng)在智能家居中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們實現(xiàn)智能化的生活。

3)重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)物聯(lián)系統(tǒng)的基本原理和程序設(shè)計這兩個重點。對于難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

3.實踐活動：

1)分組討論：學生們將分成若干小組，每組討論一個與物聯(lián)系統(tǒng)相關(guān)的實際問題。

2)實驗操作：為了加深理解，我們將進行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示物聯(lián)系統(tǒng)原型的搭建和程序編寫。

3)成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

4.學生小組討論：

1)討論主題：學生將圍繞“物聯(lián)系統(tǒng)在實際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進行交流。

2)引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3)成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

5.總結(jié)回顧：

今天的學習，我們了解了物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對物聯(lián)系統(tǒng)的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《Arduino入門與實踐》：介紹Arduino的基本原理、編程方法以及應(yīng)用案例，適合初學者學習。

-《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》：系統(tǒng)介紹物聯(lián)網(wǎng)的原理、技術(shù)和應(yīng)用，有助于學生了解物聯(lián)網(wǎng)的廣闊領(lǐng)域。

-《智能家居技術(shù)》：介紹智能家居系統(tǒng)的設(shè)計原理、搭建方法和實際應(yīng)用，有助于學生了解物聯(lián)系統(tǒng)在家庭領(lǐng)域的應(yīng)用。

-《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》：介紹各種傳感器的原理、特性和應(yīng)用，有助于學生了解物聯(lián)系統(tǒng)中傳感器的關(guān)鍵作用。

2.課后自主學習和探究：

-研究Arduino的更多功能，如擴展模塊、通信協(xié)議等，實現(xiàn)更復(fù)雜的物聯(lián)系統(tǒng)。

-探索其他物聯(lián)網(wǎng)平臺和編程語言，如ESP8266、NodeMCU等，拓寬技術(shù)視野。

-結(jié)合實際應(yīng)用場景，設(shè)計并實現(xiàn)一個簡單的智能家居系統(tǒng)，如自動窗簾、智能照明等。

-了解物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，分析其優(yōu)勢和發(fā)展前景。

-關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，了解新技術(shù)、新產(chǎn)品和新應(yīng)用。典型例題講解---

七、典型例題講解

例題1:編寫一個Arduino程序，控制一個LED燈泡的亮滅。

解答：

```c

//定義LED連接的引腳

constintledPin=13;

voidsetup(){

//初始化引腳為輸出模式

pinMode(ledPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

//點亮LED燈泡

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(1000);//等待1秒

//關(guān)閉LED燈泡

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(1000);//等待1秒

}

```

例題2:編寫一個Arduino程序，讀取一個溫度傳感器的值，并在串口監(jiān)視器上打印。

解答：

```c

//包含庫文件

#include<DHT.h>

//定義傳感器類型和連接的引腳

#defineDHTPIN2

#defineDHTTYPEDHT11

DHTdht(DHTPIN,DHTTYPE);

voidsetup(){

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

dht.begin();//初始化傳感器

}

voidloop(){

//讀取溫度值

floattemp=dht.readTemperature();

//判斷讀取是否成功

if(isnan(temp)){

Serial.println("讀取溫度失敗");

return;

}

//打印溫度值

Serial.print("溫度:");

Serial.print(temp);

Serial.println("°C");

delay(2000);//每隔2秒讀取一次

}

```

例題3:編寫一個Arduino程序，檢測一個按鈕的狀態(tài)，并在按鈕按下時點亮一個LED燈泡。

解答：

```c

//定義LED和按鈕連接的引腳

constintledPin=13;

constintbuttonPin=7;

voidsetup(){

//初始化引腳為輸出模式

pinMode(ledPin,OUTPUT);

//初始化按鈕引腳為輸入模式，并啟用內(nèi)部上拉電阻

pinMode(buttonPin,INPUT_PULLUP);

}

voidloop(){

//讀取按鈕的狀態(tài)

intbuttonState=digitalRead(buttonPin);

//檢查按鈕是否按下

if(buttonState==LOW){

//點亮LED燈泡

digitalWrite(ledPin,HIGH);

}else{

//關(guān)閉LED燈泡

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

}

```

例題4:編寫一個Arduino程序，實現(xiàn)一個簡單的溫度控制器，當溫度超過設(shè)定值時打開一個風扇。

解答：

```c

//包含庫文件

#include<DHT.h>

//定義傳感器類型和連接的引腳

#defineDHTPIN2

#defineDHTTYPEDHT11

DHTdht(DHTPIN,DHTTYPE);

//定義風扇連接的引腳

constintfanPin=6;

//定義溫度閾值

constfloattempThreshold=25.0;

voidsetup(){

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

dht.begin();//初始化傳感器

pinMode(fanPin,OUTPUT);//初始化風扇引腳為輸出模式

}

voidloop(){

//讀取溫度值

floattemp=dht.readTemperature();

//判斷讀取是否成功

if(isnan(temp)){

Serial.println("讀取溫度失敗");

return;

}

//檢查溫度是否超過閾值

if(temp>tempThreshold){

//打開風扇

digitalWrite(fanPin,HIGH);

}else{

//關(guān)閉風扇

digitalWrite(fanPin,LOW);

}

//打印溫度值

Serial.print("溫度:");

Serial.print(temp);

Serial.println("°C");

delay(2000);//每隔2秒讀取一次

}

```

例題5:編寫一個Arduino程序，實現(xiàn)一個簡單的濕度檢測器，當濕度超過設(shè)定值時打開一個加濕器。

解答：

```c

//包含庫文件

#include<DHT.h>

//定義傳感器類型和連接的引腳

#defineDHTPIN2

#defineDHTTYPEDHT11

DHTdht(DHTPIN,DHTTYPE);

//定義加濕器連接的引腳

constinthumidifierPin=5;

//定義濕度閾值

constfloathumidityThreshold=60.0;

voidsetup(){

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

dht.begin();//初始化傳感器

pinMode(humidifierPin,OUTPUT);//初始化加濕器引腳為輸出模式

}

voidloop(){

//讀取濕度值

floathumidity=dht.readHumidity();

//判斷讀取是否成功

if(isnan(humidity)){

Serial.println("讀取濕度失敗");

return;

}

//檢查濕度是否超過閾值

if(humidity>humidityThreshold){

//打開加濕器

digitalWrite(humidifierPin,HIGH);

}else{

//關(guān)閉加濕器

digitalWrite(humidifierPin,LOW);

}

//打印濕度值

Serial.print("濕度:");

Serial.print(humidity);

Serial.println("%");

delay