【初中信息】物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集教案+-2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中信息技術(shù)八年級全一冊

第第頁課題第17課物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集共1課時(shí)第1課時(shí)課型新課應(yīng)到人數(shù)實(shí)到人數(shù)主備人備課時(shí)間月日授課時(shí)間月日教學(xué)內(nèi)容及教材分析本節(jié)課是人教版《初中信息技術(shù)八年級（下冊）》第四單元《簡易物聯(lián)系統(tǒng)實(shí)踐》第17課，課題為《物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集》。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)作為新興領(lǐng)域，其數(shù)據(jù)采集是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。教材圍繞這一主題，首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和應(yīng)用場景，讓學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)宏觀的認(rèn)識，為理解數(shù)據(jù)采集的重要性奠定基礎(chǔ)。接著詳細(xì)講解了數(shù)據(jù)采集的相關(guān)知識，包括數(shù)據(jù)采集的定義、目的和常用方法等。通過實(shí)際案例和操作演示，引導(dǎo)學(xué)生了解不同類型傳感器的工作原理和數(shù)據(jù)采集方式，使學(xué)生明白如何從物理世界中獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)。此外，教材還涉及到數(shù)據(jù)采集的過程管理，如數(shù)據(jù)的預(yù)處理、傳輸和存儲(chǔ)等，培養(yǎng)學(xué)生對整個(gè)數(shù)據(jù)采集流程的系統(tǒng)性認(rèn)識。課標(biāo)要求熟悉利用傳感器獲取數(shù)據(jù)的方法，能夠根據(jù)需要選擇常見的傳感器。進(jìn)一步熟悉從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)的方法。核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識：增強(qiáng)學(xué)生的信息敏感度，認(rèn)識到數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的重要性，理解不同數(shù)據(jù)來源對系統(tǒng)功能的影響。計(jì)算思維：培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，通過編程實(shí)踐學(xué)會(huì)從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)，并能在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)上配置主題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)知識，結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡單的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。信息社會(huì)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)安全性和隱私保護(hù)，理解在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中合理使用數(shù)據(jù)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的信息道德和社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)重點(diǎn)利用傳感器獲取數(shù)據(jù)的方法。從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)的方法。教學(xué)難點(diǎn)選擇合適的傳感器并正確連接。調(diào)用API獲取數(shù)據(jù)并解析。教學(xué)方法情境教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分組合作法、示范講解法。學(xué)習(xí)方法自主探究法、合作學(xué)習(xí)法、實(shí)踐操作法。教學(xué)工具多媒體課件、傳感器（溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器）、主控板、MQTT服務(wù)器、API密鑰、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源和視頻。教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容二次備課復(fù)習(xí)鞏固：展示一段關(guān)于智能家居的短視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考智能家居是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)的。提問：1.智能家居系統(tǒng)是如何獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的？2.這些數(shù)據(jù)有什么作用？新課導(dǎo)入：觀看視頻，思考并回答教師的問題。1.通過短視頻引入物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的話題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的重要性和應(yīng)用場景。新課教學(xué)：數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要搭建一個(gè)物聯(lián)系統(tǒng)，首先要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸。一、利用傳感器獲取數(shù)據(jù) 獲取不同的環(huán)境數(shù)據(jù)需要不同的傳感器。在物聯(lián)花盆系統(tǒng)項(xiàng)目中，需要使用溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器和光敏傳感器。在物聯(lián)花盆系統(tǒng)項(xiàng)目中使用的光敏傳感器和土壤濕度傳感器都以模擬信號輸出數(shù)據(jù)，溫濕度傳感器輸出的是數(shù)字信號。不過在當(dāng)前主流的主控板中，每個(gè)引腳都具備讀取模擬信號和數(shù)字信號的功能。因此只需要在主控板或其配套擴(kuò)展板上找任意的3個(gè)接口分別與溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器的數(shù)據(jù)接口相連。教師需要提前注冊申請免費(fèi)天氣預(yù)報(bào)API的密鑰，并查詢所在地的城市編號，通過HTTP請求獲取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。不同的API返回的數(shù)據(jù)格式不同。教學(xué)前，教師應(yīng)完成API的調(diào)試。二、從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上有很多公共數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)站，我們可以利用API來調(diào)用數(shù)據(jù)。例如，互聯(lián)網(wǎng)中有很多免費(fèi)的天氣預(yù)報(bào)API供人們調(diào)用。教學(xué)過程課堂練習(xí):（一）傳感器數(shù)據(jù)采集1.在傳感器連接過程中，如果發(fā)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)讀取異常，可能是哪些原因?qū)е碌?？如何進(jìn)行排查和解決？2.除了本節(jié)課介紹的溫濕度、土壤濕度和光敏傳感器，還有哪些類型的傳感器可以用于物聯(lián)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集？它們分別適用于哪些場景？（二）互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取1.討論在調(diào)用API獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，如何確保獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠？如果遇到API接口更新或限制，應(yīng)該如何應(yīng)對？2.探索其他獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的方法或途徑，例如從社交媒體平臺(tái)獲取用戶行為數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的潛在價(jià)值。（三）物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)配置與數(shù)據(jù)傳輸1.在配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)時(shí)，如何根據(jù)不同的物聯(lián)系統(tǒng)需求合理規(guī)劃主題數(shù)量和結(jié)構(gòu)？主題命名有哪些規(guī)范和注意事項(xiàng)？2.針對數(shù)據(jù)傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)延遲或中斷問題，討論可以采取哪些措施來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性？例如，是否可以采用數(shù)據(jù)緩存、重傳機(jī)制等。課堂小結(jié):1.總結(jié)數(shù)據(jù)采集在物聯(lián)系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，強(qiáng)調(diào)傳感器采集和互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)是構(gòu)建物聯(lián)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和完整性直接影響物聯(lián)系統(tǒng)的性能和功能。2.回顧利用傳感器獲取數(shù)據(jù)的過程，包括傳感器的選擇、連接和數(shù)據(jù)讀取，以及在操作過程中需要注意的問題，如引腳連接正確、代碼編寫無誤等。3.梳理從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)的方法和要點(diǎn)，包括訪問官方網(wǎng)站獲取數(shù)據(jù)的方式、API調(diào)用的流程和處理JSON格式數(shù)據(jù)的技巧，提醒學(xué)生在獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)要注意數(shù)據(jù)來源的可靠性和合法性。作業(yè)布置:1.列舉出至少三種常見的傳感器，并說明它們的作用。2.簡述API的概念和作用，并給出一個(gè)調(diào)用API獲取數(shù)據(jù)的示例。板書設(shè)計(jì)第17課物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集一、利用傳感器獲取數(shù)據(jù)二、從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)組長審批意見及簽字