第三單元第11課《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取》教學設(shè)計　2023-2024學年浙教版（2023）初中信息技術(shù)七年級下冊

第三單元第11課《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取》教學設(shè)計2023—2024學年浙教版（2023）初中信息技術(shù)七年級下冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內(nèi)容《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取》教學設(shè)計2023—2024學年浙教版（2023）初中信息技術(shù)七年級下冊

本節(jié)課內(nèi)容選自浙教版《初中信息技術(shù)》七年級下冊第三單元第11課，主要圍繞物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的方法、常用物聯(lián)網(wǎng)傳感器及其應(yīng)用進行教學。通過學習，學生能夠了解物聯(lián)網(wǎng)的基本原理，掌握物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取方法，并了解物聯(lián)網(wǎng)在實際生活中的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維和數(shù)字化學習與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。學生將通過學習物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取，提升信息獲取與分析能力，培養(yǎng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的好奇心和探索精神。同時，通過實際操作，鍛煉學生的問題解決能力和創(chuàng)新實踐能力，使其能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)應(yīng)用于實際情境中，體現(xiàn)數(shù)字化學習與創(chuàng)新的素養(yǎng)。教學難點與重點1.教學重點，①

①物聯(lián)網(wǎng)基本概念的理解：學生需要能夠準確地理解物聯(lián)網(wǎng)的定義、組成和工作原理，這是掌握物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的前提。

②物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取方法的學習：學生需要掌握至少兩種物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的方法，包括傳感器數(shù)據(jù)讀取和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取。

③常用物聯(lián)網(wǎng)傳感器的認識：學生需要了解并能夠識別幾種常見的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器等，并了解其工作原理和應(yīng)用場景。

2.教學難點，①

①物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的原理理解：學生需要理解物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是如何通過傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲取的，這一過程涉及多個學科知識點的融合，理解難度較大。

②物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用分析：學生需要能夠分析物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景，將其與實際生活聯(lián)系起來，這一過程要求學生具備較強的跨學科思維和問題解決能力。

③物聯(lián)網(wǎng)項目的實踐操作：學生需要通過實踐操作來獲取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，這一過程中可能會遇到技術(shù)問題和實際操作困難，需要學生具備一定的動手能力和問題解決策略。教學資源（軟硬件資源）

1.物聯(lián)網(wǎng)傳感器套裝，包括溫度傳感器、濕度傳感器等。

2.微控制器開發(fā)板，如Arduino或RaspberryPi。

3.連接線材，包括USB線、電源線、數(shù)據(jù)線等。

4.計算機或筆記本電腦，用于編程和數(shù)據(jù)處理。

（課程平臺）

1.教學平臺，用于發(fā)布教學資料和在線作業(yè)。

2.物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)在線資源平臺，用于拓展學習內(nèi)容。

（信息化資源）

1.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的相關(guān)視頻教程。

2.物聯(lián)網(wǎng)傳感器應(yīng)用案例庫。

3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展動態(tài)的資訊網(wǎng)站。

（教學手段）

1.PPT演示文稿，用于講解物聯(lián)網(wǎng)基本概念和原理。

2.實物演示，如展示物聯(lián)網(wǎng)傳感器的工作過程。

3.小組討論，鼓勵學生合作學習和交流。

4.實踐操作，讓學生通過動手實驗來獲取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。教學流程1.導入新課

詳細內(nèi)容：

（1）首先，通過展示生活中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例，如智能門鎖、智能交通系統(tǒng)等，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代社會中的作用。

（2）接著，簡要回顧上節(jié)課的內(nèi)容，提出本節(jié)課的學習目標：了解物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的方法和常用傳感器。

（3）最后，通過提問的方式，引導學生思考如何獲取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，引出本節(jié)課的主題——《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取》。

用時：5分鐘

2.新課講授

詳細內(nèi)容：

（1）講解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，包括定義、組成和工作原理，通過PPT演示，使學生直觀地理解物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運作方式。

（2）介紹物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的方法，包括傳感器數(shù)據(jù)讀取和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取，結(jié)合具體案例，講解每種方法的原理和操作步驟。

（3）講解常用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器等，介紹其工作原理、特點和適用場景，并通過實物演示，讓學生觀察傳感器的工作狀態(tài)。

用時：10分鐘

3.實踐活動

詳細內(nèi)容：

（1）分組實驗：學生分組，每組選用一種傳感器和開發(fā)板，通過編程獲取傳感器數(shù)據(jù)，并在計算機上顯示或存儲。

（2）數(shù)據(jù)分析：引導學生分析獲取的數(shù)據(jù)，如溫度、濕度等，探討這些數(shù)據(jù)在實際應(yīng)用中的意義。

（3）成果展示：每組展示實驗成果，分享獲取數(shù)據(jù)的過程和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，鼓勵學生互相學習和借鑒。

用時：15分鐘

4.學生小組討論

寫3方面內(nèi)容舉例回答：

（1）如何選擇合適的傳感器？舉例：針對不同的應(yīng)用場景，選擇具有相應(yīng)功能和性能的傳感器，如環(huán)境監(jiān)測可選擇溫度和濕度傳感器。

（2）如何進行數(shù)據(jù)采集？舉例：通過編寫程序，使傳感器持續(xù)采集數(shù)據(jù)，并通過串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C。

（3）如何分析數(shù)據(jù)？舉例：利用圖表展示數(shù)據(jù)變化趨勢，如溫度隨時間的變化曲線，分析數(shù)據(jù)背后的規(guī)律。

用時：10分鐘

5.總結(jié)回顧

內(nèi)容：

（1）回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的重要性和常用方法。

（2）總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)傳感器在實際應(yīng)用中的意義，如提高監(jiān)測精度、降低人工成本等。

（3）引導學生思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢，激發(fā)學生的學習興趣和探索欲望。

用時：5分鐘

總計用時：45分鐘教學資源拓展1.拓展資源：

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展史：介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程，從最初的自動化控制系統(tǒng)到現(xiàn)在的智能物聯(lián)網(wǎng)，讓學生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的演變和未來趨勢。

（2）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域：探討物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智慧城市、工業(yè)自動化等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及這些應(yīng)用如何改善人們的生活和工作環(huán)境。

（3）物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護：討論物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸和存儲過程中可能面臨的安全威脅，以及如何確保用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。

（4）物聯(lián)網(wǎng)標準與規(guī)范：介紹物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的國際和國內(nèi)標準，如物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信協(xié)議等，讓學生了解物聯(lián)網(wǎng)的標準化進程。

2.拓展建議：

（1）學生可以閱讀《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導論》等書籍，深入了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用案例。

（2）鼓勵學生參與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的在線課程，如Coursera上的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程，以拓寬知識面。

（3）組織學生參觀物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或?qū)嶒炇?，實地了解物?lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用情況。

（4）開展物聯(lián)網(wǎng)項目實踐，如設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，讓學生將所學知識應(yīng)用于實際項目中。

（5）引導學生關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，如通過閱讀《IEEEInternetofThingsJournal》等學術(shù)期刊，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最新進展。

（6）學生可以嘗試使用開源物聯(lián)網(wǎng)平臺，如Arduino、RaspberryPi等，進行自我學習和項目實踐。

（7）鼓勵學生參與學校或社區(qū)組織的科技創(chuàng)新活動，如科技競賽、創(chuàng)新實驗等，提升學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

（8）組織學生進行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專題講座，邀請行業(yè)專家分享物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗和未來發(fā)展趨勢。

（9）學生可以嘗試編寫物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的科普文章或制作科普視頻，通過媒體傳播物聯(lián)網(wǎng)知識，提高公眾對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的認識。

（10）鼓勵學生參與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的志愿服務(wù)活動，如為社區(qū)提供智能家居解決方案，幫助老年人適應(yīng)智能生活。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實踐導向的教學設(shè)計：在課程中，我注重將理論知識與實際操作相結(jié)合，通過實踐活動讓學生親身體驗物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的獲取過程，這種實踐導向的教學設(shè)計能夠有效提高學生的學習興趣和動手能力。

2.跨學科融合的教學方法：我嘗試將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與其他學科知識相結(jié)合，如物理、數(shù)學、計算機科學等，幫助學生建立跨學科的知識體系，培養(yǎng)他們的綜合思維能力。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生基礎(chǔ)差異較大：在教學過程中，我發(fā)現(xiàn)學生的信息技術(shù)基礎(chǔ)存在較大差異，這導致部分學生在理解物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的概念和操作時遇到困難。

2.實踐活動時間分配不均：在實踐活動環(huán)節(jié)，由于時間限制，部分學生可能無法充分完成實驗，而另一部分學生則可能覺得時間過于充裕，影響了整體的教學效果。

3.評價方式單一：目前主要依靠學生的實驗報告和課堂表現(xiàn)來評價學生的學習成果，這種評價方式可能無法全面反映學生的學習情況。

反思改進措施（三）

1.針對學生基礎(chǔ)差異，我計劃在課前提供預(yù)學資料，幫助學生提前了解相關(guān)知識，并在課堂上進行分層教學，針對不同層次的學生提供相應(yīng)的輔導和練習。

2.為了更好地分配實踐活動時間，我將在課前對學生進行分組，根據(jù)小組人數(shù)和實驗內(nèi)容合理分配時間，確保每個學生都能參與實驗并有所收獲。

3.為了更全面地評價學生的學習成果，我將引入多元化的評價方式，包括實驗報告、課堂表現(xiàn)、小組討論、項目展示等，以更全面地評估學生的學習效果。

4.我將加強與學生的溝通，了解他們的學習需求和困難，及時調(diào)整教學策略，確保教學內(nèi)容的適應(yīng)性和有效性。

5.我計劃與同行教師進行交流，分享教學經(jīng)驗，共同探討如何提高物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取課程的教學質(zhì)量。

6.我還將關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新動態(tài)，不斷更新教學內(nèi)容，使課程與時俱進，滿足學生的實際需求。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

（1）閱讀材料：《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》一書，由張三豐編著，詳細介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用案例，適合學生深入理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

（2）視頻資源：《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)入門教程》系列視頻，由知名教育平臺提供，通過動畫和實例講解物聯(lián)網(wǎng)的基本原理和應(yīng)用。

（3）在線實驗平臺：提供在線物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺，如ArduinoIoTCloud，學生可以在線進行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的編程和實驗，無需實體設(shè)備。

2.拓展要求：

（1）鼓勵學生利用課后時間閱讀《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》一書，重點關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取、傳感器應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)安全等內(nèi)容。

（2）觀看《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)入門教程》系列視頻，通過視頻學習物聯(lián)網(wǎng)的基本操作和實際應(yīng)用案例。

（3）在在線實驗平臺上進行物聯(lián)網(wǎng)實驗，嘗試使用傳感器獲取數(shù)據(jù)，并編寫簡單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。

（4）學生可以嘗試將所學知識應(yīng)用于實際生活中，如設(shè)計一個簡單的智能家居系統(tǒng)，實現(xiàn)家電的遠程控制。

（5）鼓勵學生參與學校的科技創(chuàng)新活動，如科技節(jié)、機器人比賽等，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實際項目中。

（6）組織學生進行小組討論，分享各自的學習心得和實驗成果，促進知識交流和技能提升。

（7）教師可以定期組織線上或線下交流，解答學生在學習過程中遇到的問題，提供必要的指導和幫助。

（8）學生可以關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新新聞和技術(shù)動態(tài)，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，拓寬視野。內(nèi)容邏輯關(guān)系①物聯(lián)網(wǎng)基本概念

①物聯(lián)網(wǎng)的定義：通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡(luò)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

②物聯(lián)網(wǎng)的組成：包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

③物聯(lián)網(wǎng)的工作原理：通過傳感器收集數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸數(shù)據(jù)，最后由應(yīng)用層進行數(shù)據(jù)處理和分析。

②物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取方法

①傳感器數(shù)據(jù)讀?。和ㄟ^傳感器獲取物理量的數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、光照等。

②網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓?。和ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)，如天氣數(shù)據(jù)、股票信息等。

③數(shù)據(jù)處理與分析：對獲取的數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換、存儲和分析。

③常用物聯(lián)網(wǎng)傳感器

①溫度傳感器：用于測量環(huán)境溫度，如DS18B20。

②