第13課 物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋 教學(xué)設(shè)計(jì) -初中信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)浙教版2023

第13課物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋教學(xué)設(shè)計(jì)-初中信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)浙教版2023授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教材分析第13課物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋教學(xué)設(shè)計(jì)-初中信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)浙教版2023

本課內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，旨在讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、組成及工作原理，并通過(guò)實(shí)際操作掌握物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋的基本方法。課程設(shè)計(jì)符合教學(xué)實(shí)際，以實(shí)用性為核心，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，提升信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本課旨在培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，提高學(xué)生的計(jì)算思維和信息處理能力。學(xué)生將通過(guò)學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的原理和應(yīng)用，提升問(wèn)題解決能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和社會(huì)責(zé)任感。此外，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和信息技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和組成要素；

②物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋的基本原理；

③物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中的案例分析；

④利用編程工具實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋系統(tǒng)。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜性的理解與把握；

②物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與傳感器的工作原理；

③編程實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)控制邏輯的抽象與設(shè)計(jì)；

④學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中遇到的問(wèn)題解決能力培養(yǎng)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括物聯(lián)網(wǎng)基本概念、組成和應(yīng)用的章節(jié)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以幫助學(xué)生直觀(guān)理解物聯(lián)網(wǎng)的工作原理。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)套件，包括傳感器、控制器、連接線(xiàn)等，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)**用時(shí)：45分鐘**

**一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.播放物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用視頻片段，如智能家居、智能交通等，激發(fā)學(xué)生興趣。

2.提問(wèn)：同學(xué)們，剛才看到的這些應(yīng)用中，有哪些是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的？它們給我們生活帶來(lái)了哪些便利？

3.引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，引出本節(jié)課的主題。

**二、講授新課（15分鐘）**

1.**物聯(lián)網(wǎng)的基本概念**（5分鐘）

-講解物聯(lián)網(wǎng)的定義、組成和特點(diǎn)。

-使用圖表展示物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。

-學(xué)生跟隨講解，在筆記本上簡(jiǎn)單記錄關(guān)鍵信息。

2.**物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋原理**（5分鐘）

-解釋傳感器、控制器和執(zhí)行器的功能。

-通過(guò)實(shí)例分析物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋的基本流程。

-學(xué)生思考并討論物聯(lián)網(wǎng)在生活中的具體應(yīng)用。

3.**物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例分析**（5分鐘）

-展示智能家居、智能農(nóng)業(yè)等案例，分析其工作原理和實(shí)現(xiàn)方式。

-引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)網(wǎng)如何改善我們的生活。

**三、鞏固練習(xí)（10分鐘）**

1.分組討論：讓學(xué)生分組討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可能帶來(lái)的挑戰(zhàn)和解決方案。

2.小組匯報(bào)：每組派代表進(jìn)行簡(jiǎn)短匯報(bào)，其他小組補(bǔ)充和提問(wèn)。

3.教師點(diǎn)評(píng)：針對(duì)學(xué)生的討論內(nèi)容，進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充。

**四、課堂提問(wèn)（5分鐘）**

1.提問(wèn)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有哪些潛在的安全隱患？

2.學(xué)生回答問(wèn)題，教師點(diǎn)評(píng)并引導(dǎo)學(xué)生思考。

**五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.教師提出問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)？

2.學(xué)生分組設(shè)計(jì)，并展示設(shè)計(jì)思路。

3.教師點(diǎn)評(píng)每組的設(shè)計(jì)，提出改進(jìn)建議。

**六、總結(jié)與拓展（5分鐘）**

1.總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要性和應(yīng)用前景。

2.拓展思考：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來(lái)生活中可能有哪些新的應(yīng)用？

3.布置課后作業(yè)：收集物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新聞或案例，下節(jié)課分享。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.**知識(shí)掌握**：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、組成要素以及工作原理。

-學(xué)生掌握了傳感器、控制器和執(zhí)行器的作用，以及它們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的協(xié)同工作方式。

-學(xué)生能夠識(shí)別并分析物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用案例，如智能家居、智能交通等。

2.**技能提升**：

-學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和案例分析，提升了動(dòng)手操作能力，學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

-學(xué)生在分組討論和小組匯報(bào)中，鍛煉了溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

-學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，提升了問(wèn)題分析和解決的能力。

3.**素養(yǎng)培養(yǎng)**：

-學(xué)生培養(yǎng)了信息意識(shí)，意識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用。

-學(xué)生增強(qiáng)了創(chuàng)新思維，能夠從多個(gè)角度思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展。

-學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中，學(xué)會(huì)了如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，提升了實(shí)踐能力。

4.**情感態(tài)度**：

-學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。

-學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)會(huì)了尊重他人、傾聽(tīng)意見(jiàn)，培養(yǎng)了良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。

-學(xué)生在面對(duì)挑戰(zhàn)和困難時(shí)，表現(xiàn)出堅(jiān)持不懈、勇于探索的精神。

5.**能力拓展**：

-學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，了解了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和職業(yè)規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。

-學(xué)生掌握了信息檢索和資料分析的方法，提升了自主學(xué)習(xí)能力。

-學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)，能夠獨(dú)立思考并提出自己的見(jiàn)解，培養(yǎng)了批判性思維能力。典型例題講解1.**例題**：某智能家居系統(tǒng)包含溫度傳感器、濕度傳感器和燈光控制器。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)空調(diào)；當(dāng)濕度低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟加濕器。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)流程圖。

**答案**：

-流程圖開(kāi)始于環(huán)境監(jiān)測(cè)（溫度和濕度傳感器）。

-傳感器收集數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較。

-如果溫度超過(guò)設(shè)定值，觸發(fā)空調(diào)控制器，打開(kāi)空調(diào)。

-如果濕度低于設(shè)定值，觸發(fā)加濕器控制器，開(kāi)啟加濕器。

-流程圖結(jié)束于系統(tǒng)監(jiān)控狀態(tài)，等待下一次數(shù)據(jù)更新。

2.**例題**：在智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，土壤濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)土壤的水分含量。當(dāng)土壤濕度低于某個(gè)閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)灌溉系統(tǒng)。請(qǐng)編寫(xiě)一段簡(jiǎn)單的控制代碼，實(shí)現(xiàn)這一功能。

**答案**：

```python

#假設(shè)土壤濕度傳感器返回的值為soil_moisture

soil_moisture=get_soil_moisture()

#設(shè)定土壤濕度閾值

moisture_threshold=30

ifsoil_moisture<moisture_threshold:

#啟動(dòng)灌溉系統(tǒng)

activate_irrigation_system()

else:

#系統(tǒng)正常，不需要灌溉

print("Soilmoistureissufficient.")

```

3.**例題**：設(shè)計(jì)一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)停車(chē)場(chǎng)車(chē)位的使用情況。系統(tǒng)應(yīng)包括車(chē)位傳感器和指示燈。當(dāng)車(chē)位被占用時(shí)，指示燈亮起，并顯示車(chē)位編號(hào)。

**答案**：

-流程圖包括車(chē)位傳感器檢測(cè)車(chē)位狀態(tài)。

-指示燈根據(jù)車(chē)位狀態(tài)顯示相應(yīng)的車(chē)位編號(hào)和占用情況。

-當(dāng)車(chē)位被占用時(shí)，傳感器發(fā)送信號(hào)到控制器，控制器點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)車(chē)位的指示燈。

4.**例題**：在智能抄表系統(tǒng)中，水表、電表和燃?xì)獗硗ㄟ^(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心連接。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)讀取和傳輸。

**答案**：

-每個(gè)表具通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到集中器。

-集中器將數(shù)據(jù)匯總后，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。

-數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)，并生成報(bào)表。

5.**例題**：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能家居安全系統(tǒng)，包括門(mén)禁傳感器和警報(bào)器。當(dāng)門(mén)被非法打開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)并通知主人。

**答案**：

-門(mén)禁傳感器安裝在門(mén)上，用于檢測(cè)門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

-當(dāng)門(mén)被非法打開(kāi)時(shí)，傳感器發(fā)送信號(hào)到警報(bào)器控制器。

-警報(bào)器控制器接收到信號(hào)后，啟動(dòng)警報(bào)器并發(fā)送通知到主人的手機(jī)。教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)反思與改進(jìn)是每一位老師成長(zhǎng)的重要環(huán)節(jié)。在這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，我有一些心得體會(huì)，也想和大家分享一下。

首先，我覺(jué)得課堂氛圍的營(yíng)造非常重要。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我通過(guò)播放視頻和提出問(wèn)題，試圖激發(fā)學(xué)生的興趣。但實(shí)際情況是，有些學(xué)生對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念比較陌生，他們的興趣并沒(méi)有像預(yù)期的那樣被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。因此，我意識(shí)到在未來(lái)的教學(xué)中，需要更加貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，用他們熟悉的事物來(lái)引入新的知識(shí)點(diǎn)。

其次，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋原理時(shí)存在一定的困難。在講解傳感器、控制器和執(zhí)行器時(shí)，我盡量用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言和實(shí)例來(lái)說(shuō)明，但似乎效果并不理想。這可能是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的概念比較抽象，需要學(xué)生有一定的抽象思維能力。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中，結(jié)合更多的實(shí)際案例，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作來(lái)加深理解。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我讓學(xué)生分組討論和匯報(bào)，這本來(lái)是一個(gè)很好的互動(dòng)環(huán)節(jié)，但實(shí)際操作中，我發(fā)現(xiàn)有些小組討論不夠深入，匯報(bào)時(shí)也顯得有些混亂。這說(shuō)明我在分組和指導(dǎo)討論方面還需要更加細(xì)致。我打算在未來(lái)的教學(xué)中，提前準(zhǔn)備討論話(huà)題，并給出一些討論的指導(dǎo)方針，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行討論。

課堂提問(wèn)環(huán)節(jié)，我提出了關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)安全隱患的問(wèn)題，但學(xué)生的回答并不全面。這讓我意識(shí)到，我在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，可能沒(méi)有考慮到所有可能的角度。因此，我會(huì)在未來(lái)的教學(xué)中，更加注重問(wèn)題的開(kāi)放性和多樣性，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題。

在師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，我嘗試讓學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，但部分學(xué)生顯得有些迷茫，不知道從何入手。這表明我在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，可能過(guò)于依賴(lài)講解，而沒(méi)有給予學(xué)生足夠的探索空間。我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中，更多地采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)。

最后，我覺(jué)得課后作業(yè)的設(shè)計(jì)也需要改進(jìn)。這次的作業(yè)是讓學(xué)生收集物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新聞或案例，但很多學(xué)生反饋說(shuō)不知道如何找到合適的資料。我意識(shí)到，我需要在作業(yè)布置前，給學(xué)生提供一些查找資料的方法和資源。內(nèi)容邏輯關(guān)系①物聯(lián)網(wǎng)基本概念

-物聯(lián)網(wǎng)的定義：通過(guò)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(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

-物聯(lián)網(wǎng)的組成：傳感器、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用平臺(tái)、用戶(hù)。

-物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)：互聯(lián)互通、智能化、感知化、網(wǎng)絡(luò)化。

②物聯(lián)網(wǎng)控制與反饋原理

-傳感器的作用：