第一单元　 第2节 物联网的终端设备 教学设计　-2023-2024学年粤教清华版初中信息技术八年级下册

第一单元第2节物联网的终端设备教学设计-2023—2024学年粤教清华版初中信息技术八年级下册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课将围绕粤教清华版初中信息技术八年级下册第一单元第二节“物联网的终端设备”展开。主要内容包括物联网的概念、终端设备的种类及其应用，重点介绍传感器、执行器等物联网核心组件的工作原理和在实际生活中的应用。通过本节课的学习，学生将能够理解物联网的基本组成，掌握物联网终端设备的基本知识，为后续学习物联网技术打下坚实基础。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生信息意识、计算思维和数字化学习与创新等核心素养。通过学习物联网终端设备，学生将增强对信息技术与日常生活紧密联系的认识，提升信息获取和处理能力。同时，通过分析传感器和执行器的工作原理，学生将培养计算思维，学会从技术角度解决问题。此外，通过项目式学习，学生将学会运用数字化工具进行创新设计和实践，提升数字化学习与创新能力。三、教学难点与重点1.教学重点

①物联网基本概念的理解：学生需要掌握物联网的定义、特点及其在现代社会中的应用领域。

②物联网终端设备的分类：包括传感器、执行器等，学生要能够区分不同类型的终端设备及其功能。

③物联网工作原理的初步认识：通过案例分析，使学生理解物联网中数据采集、传输和处理的基本流程。

2.教学难点

①物联网复杂性的认识：物联网涉及多个技术领域，学生需要理解其复杂性和综合性。

②终端设备工作原理的深入理解：传感器和执行器的工作原理较为复杂，学生需要通过实验和案例分析来深入理解。

③物联网应用场景的分析：学生需要能够分析物联网在不同行业中的应用，并理解其带来的变革和影响。

④创新思维的应用：鼓励学生在学习过程中提出创新性的想法，将物联网技术应用于实际问题的解决中。四、教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的教学方法，通过讲解物联网的基本概念和终端设备类型，引导学生思考。

2.设计角色扮演活动，让学生扮演物联网系统中的不同角色，如传感器、执行器等，以增强对设备工作原理的理解。

3.开展实验活动，让学生亲自动手操作传感器和执行器，观察其工作过程，加深对物联网实际应用的体验。

4.利用多媒体教学资源，如视频、图片和动画，展示物联网在实际生活中的应用案例，激发学生的学习兴趣。

5.引入项目导向学习，让学生分组设计简单的物联网项目，如智能家居系统，以培养学生的创新能力和团队协作精神。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。设计预习问题：围绕“物联网的终端设备”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“什么是传感器？它在物联网中扮演什么角色？”等，引导学生自主思考。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解物联网终端设备的基本概念。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解物联网终端设备，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示智能家居系统的视频案例，引出“物联网的终端设备”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解传感器和执行器的工作原理，结合实例如温度传感器、智能插座等，帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同终端设备在物联网系统中的作用。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“如何选择合适的传感器？”等，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验物联网终端设备在实际应用中的重要性。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解物联网终端设备的工作原理。

实践活动法：设计小组讨论，让学生在实践中分析物联网终端设备的应用。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解物联网终端设备的工作原理，掌握其在物联网系统中的作用。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据“物联网的终端设备”课题，布置设计一个简单的物联网系统的作业，如设计一个自动浇花系统。

提供拓展资源：提供与物联网终端设备相关的拓展资源，如物联网技术发展动态的网站、相关书籍等。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，了解物联网技术的最新发展。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的物联网终端设备的知识和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、学生学习效果学生学习效果

在本节课的学习结束后，学生将在以下几个方面取得显著的效果：

1.知识掌握

学生能够准确地理解物联网的基本概念，包括其定义、特点和应用领域。

学生能够识别和描述物联网中的终端设备，如传感器、执行器等，并了解它们在物联网系统中的作用。

学生能够解释物联网中数据采集、传输和处理的基本流程，以及这些流程在现实生活中的应用。

2.技能提升

学生通过实验和实践活动，提高了动手操作能力，学会了如何使用传感器和执行器。

学生通过小组讨论和角色扮演，提升了团队合作和沟通能力，学会了如何在团队中有效协作。

学生通过项目导向学习，培养了创新思维和解决问题的能力，能够将物联网技术应用于实际问题的解决。

3.思维发展

学生通过分析物联网的应用场景，发展了批判性思维能力，能够从不同角度评估物联网技术的优势和局限性。

学生通过学习物联网的工作原理，培养了系统思维，能够理解复杂系统的运作机制。

学生通过学习物联网的发展历史和未来趋势，提升了前瞻性思维，能够预测技术发展对未来的影响。

4.应用能力

学生能够设计简单的物联网系统，如智能家居控制中心，展示了将理论知识应用于实际项目的能力。

学生能够分析现有物联网产品的设计，评价其优缺点，并提出改进建议。

学生能够利用物联网技术解决日常生活中的问题，如设计一个自动监控植物生长的系统。

5.信息技术素养

学生通过使用在线平台和多媒体资源，提高了信息技术素养，学会了如何有效地获取和利用信息。

学生通过参与网络讨论和分享，提升了信息交流能力，能够清晰地表达自己的想法和观点。

学生通过实践操作，增强了信息安全的意识，学会了如何保护个人信息和数据安全。

6.自主学习能力

学生通过课前预习和课后拓展学习，培养了自主学习的能力，能够独立探索和学习新知识。

学生通过反思总结，学会了如何评估自己的学习过程和成果，能够自我调整学习策略。

学生通过参与项目设计和实验操作，提高了自我管理能力，能够合理安排时间和任务。七、板书设计1.物联网基本概念

①物联网定义：一种通过网络连接的设备与系统实现智能化的网络。

②物联网特点：高度集成、分布式、智能化、网络化。

③物联网应用领域：智能家居、智能交通、智慧城市等。

2.物联网终端设备

①传感器：检测环境或设备状态，将物理信号转换为电信号。

②执行器：根据控制信号执行相应动作，如电机、阀门等。

③传感器类型：温度、湿度、光照、压力等。

3.物联网工作原理

①数据采集：通过传感器获取环境或设备状态信息。

②数据传输：将采集到的数据通过网络发送到处理中心。

③数据处理：在处理中心对数据进行处理和分析。

④反馈控制：根据分析结果，对设备或系统进行控制。

4.物联网终端设备应用案例

①智能家居系统：自动调节室内温度、湿度、灯光等。

②智能交通系统：实时监控交通状况，优化交通流量。

③智慧城市：环境监测、能源管理、公共安全等。

5.物联网技术发展趋势

①低功耗、低成本传感器的发展。

②网络通信技术的进步。

③物联网安全与隐私保护。

④物联网与云计算、大数据的结合。八、反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合生活实例教学：在讲解物联网的终端设备时，我会尽量结合生活中的实际案例，比如智能家居系统中的智能插座、智能门锁等，让学生能够直观地感受到物联网技术如何改善我们的日常生活。

2.强化实践操作：在课堂教学中，我会设计一些实践操作环节，让学生亲自动手组装简单的物联网设备，这样不仅能够提高学生的动手能力，还能增强他们对物联网技术的兴趣。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对物联网概念理解不深：部分学生在学习物联网基本概念时，存在理解不深的问题，这可能与他们对相关技术的陌生感有关。

2.学生实践操作能力不足：由于设备限制或操作复杂，学生在实践操作环节中遇到困难，这影响了他们对物联网终端设备实际应用的掌握。

3.课堂互动性有待提高：在课堂讨论环节，学生的参与度不够高，这可能与学生的自信心不足或对问题的兴趣不浓有关。

反思改进措施（三）改进措施

1.丰富教学案例：为了帮助学生更好地理解物联网概念，我将收集更多贴近学生生活的案例，并通过多媒体展示，使抽象的概念具体化。

2.加强实践环节指导：在实践操作环节，我将提供详细的步骤说明和操作指导，同时，对于遇到困难的学生，我将个别辅导，确保每个学生都能顺利完成实践任务。

3.激发课堂互动：为了提高课堂互动性，我会设计更多开放性问题，鼓励学生积极参与讨论，并设立激励机制，如课堂小测验或小组竞赛，以增加学生的参与度和学习兴趣。

4.跨学科融合教学：我会尝试将物联网技术与数学、物理等学科知识相结合，让学生从不同角度理解物联网技术，提高他们的综合运用能力。

5.利用信息技术辅助教学：通过在线平台和虚拟实验室，我可以为学生提供更多自主学习和实践的机会，同时，利用这些工具也可以更好地监控学生的学习进度和效果。

6.加强校企合作：与相关企业合作，邀请专业人士来校进行讲座或实习指导，让学生更早地接触实际工作环境，提高他们的职业素养和就业竞争力。作业布置与反馈作业布置：

1.**阅读与理解**：要求学生阅读教材中关于物联网终端设备的相关章节，并完成随后的思考题，如“列举三种常见的物联网终端设备及其功能”。

2.**案例分析**：选取一个物联网应用案例，如智能家居系统，让学生分析其工作原理和终端设备的使用，撰写一份分析报告。

3.**设计任务**：学生需要设计一个简单的物联网项目，例如一个基于传感器的温度监控系统，包括设备选型、系统架构设计和简要的工作流程图。

4.**小组讨论**：学生分组讨论物联网在特定行业（如农业、医疗）中的应用潜力，并准备一份小组报告。

作业反馈：

1.**及时批改**：在学生提交作业后的第一时间进行批改，确保学生能够及时得到反馈。

2.**具体反馈**：针对每个学生的作业，给出具体的评价和反馈。例如，对于阅读理解部分，评价学生是否正确理解了物联网终端设备的概念；对于案例分析，评价学生是否能够准确地分析案例中的技术要点。

3.**问题指出**：在反馈中，明确指出学生在作业中存在的问题，如概念混淆、逻辑错误、设计不合理等。

4.**改进建议**：针对学生存在的问题，提供具体的改进建议。例如，对于设计任务，可以建议学生考虑更多的设计变量，或者提供改进设计的思路。

5.**互动交流**：鼓励学生之间的交流，可以让学生互相批改作业，或者组织小组讨论，共同解决问题。

6.**跟进辅导**：对于作业中表现不佳的学生，提供额外的辅导，帮助他们理解和掌握相关知识。

7.**展示与分享**：在下一节课上，组织学生展示他们的项目设计或小组报告，让学生在分享中巩固知识，同时也给予其他学生以启发。典型例题讲解例题1：

物联网系统中，传感器用于检测环境温度。已知传感器的输出电压与温度成线性关系，当温度为20℃时，输出电压为2V；当温度为40℃时，输出电压为4V。请计算该传感器的灵敏度。

解答：

灵敏度（S）=ΔV/ΔT

其中，ΔV为电压变化量，ΔT为温度变化量。

根据题目，ΔV=4V-2V=2V，ΔT=40℃-20℃=20℃。

所以，S=2V/20℃=0.1V/℃。

例题2：

设计一个简单的物联网温度监控系统，需要使用温度传感器、微控制器和无线通信模块。请简述该系统的基本工作流程。

解答：

1.温度传感器检测环境温度，并将温度信号转换为电压信号。

2.微控制器读取温度传感