第三单元第11课《物联网数据的获取》教学设计　2023-2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册

第三单元第11课《物联网数据的获取》教学设计2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容《物联网数据的获取》教学设计2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册

本节课内容选自浙教版《初中信息技术》七年级下册第三单元第11课，主要围绕物联网的基本概念、物联网数据获取的方法、常用物联网传感器及其应用进行教学。通过学习，学生能够了解物联网的基本原理，掌握物联网数据的获取方法，并了解物联网在实际生活中的应用。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的信息意识、计算思维和数字化学习与创新等核心素养。学生将通过学习物联网数据的获取，提升信息获取与分析能力，培养对物联网技术的好奇心和探索精神。同时，通过实际操作，锻炼学生的问题解决能力和创新实践能力，使其能够将信息技术应用于实际情境中，体现数字化学习与创新的素养。教学难点与重点1.教学重点，①

①物联网基本概念的理解：学生需要能够准确地理解物联网的定义、组成和工作原理，这是掌握物联网数据获取的前提。

②物联网数据获取方法的学习：学生需要掌握至少两种物联网数据获取的方法，包括传感器数据读取和网络数据抓取。

③常用物联网传感器的认识：学生需要了解并能够识别几种常见的物联网传感器，如温度传感器、湿度传感器等，并了解其工作原理和应用场景。

2.教学难点，①

①物联网数据获取的原理理解：学生需要理解物联网数据是如何通过传感器和网络技术获取的，这一过程涉及多个学科知识点的融合，理解难度较大。

②物联网数据的应用分析：学生需要能够分析物联网数据的应用场景，将其与实际生活联系起来，这一过程要求学生具备较强的跨学科思维和问题解决能力。

③物联网项目的实践操作：学生需要通过实践操作来获取物联网数据，这一过程中可能会遇到技术问题和实际操作困难，需要学生具备一定的动手能力和问题解决策略。教学资源（软硬件资源）

1.物联网传感器套装，包括温度传感器、湿度传感器等。

2.微控制器开发板，如Arduino或RaspberryPi。

3.连接线材，包括USB线、电源线、数据线等。

4.计算机或笔记本电脑，用于编程和数据处理。

（课程平台）

1.教学平台，用于发布教学资料和在线作业。

2.物联网相关在线资源平台，用于拓展学习内容。

（信息化资源）

1.物联网数据获取的相关视频教程。

2.物联网传感器应用案例库。

3.物联网技术发展动态的资讯网站。

（教学手段）

1.PPT演示文稿，用于讲解物联网基本概念和原理。

2.实物演示，如展示物联网传感器的工作过程。

3.小组讨论，鼓励学生合作学习和交流。

4.实践操作，让学生通过动手实验来获取物联网数据。教学流程1.导入新课

详细内容：

（1）首先，通过展示生活中的物联网应用案例，如智能门锁、智能交通系统等，激发学生的学习兴趣，引导学生思考物联网技术在现代社会中的作用。

（2）接着，简要回顾上节课的内容，提出本节课的学习目标：了解物联网数据获取的方法和常用传感器。

（3）最后，通过提问的方式，引导学生思考如何获取物联网数据，引出本节课的主题——《物联网数据的获取》。

用时：5分钟

2.新课讲授

详细内容：

（1）讲解物联网的基本概念，包括定义、组成和工作原理，通过PPT演示，使学生直观地理解物联网的结构和运作方式。

（2）介绍物联网数据获取的方法，包括传感器数据读取和网络数据抓取，结合具体案例，讲解每种方法的原理和操作步骤。

（3）讲解常用物联网传感器，如温度传感器、湿度传感器等，介绍其工作原理、特点和适用场景，并通过实物演示，让学生观察传感器的工作状态。

用时：10分钟

3.实践活动

详细内容：

（1）分组实验：学生分组，每组选用一种传感器和开发板，通过编程获取传感器数据，并在计算机上显示或存储。

（2）数据分析：引导学生分析获取的数据，如温度、湿度等，探讨这些数据在实际应用中的意义。

（3）成果展示：每组展示实验成果，分享获取数据的过程和数据分析结果，鼓励学生互相学习和借鉴。

用时：15分钟

4.学生小组讨论

写3方面内容举例回答：

（1）如何选择合适的传感器？举例：针对不同的应用场景，选择具有相应功能和性能的传感器，如环境监测可选择温度和湿度传感器。

（2）如何进行数据采集？举例：通过编写程序，使传感器持续采集数据，并通过串口将数据传输到计算机。

（3）如何分析数据？举例：利用图表展示数据变化趋势，如温度随时间的变化曲线，分析数据背后的规律。

用时：10分钟

5.总结回顾

内容：

（1）回顾本节课所学内容，强调物联网数据获取的重要性和常用方法。

（2）总结物联网传感器在实际应用中的意义，如提高监测精度、降低人工成本等。

（3）引导学生思考物联网技术在未来的发展趋势，激发学生的学习兴趣和探索欲望。

用时：5分钟

总计用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

（1）物联网技术发展史：介绍物联网技术的发展历程，从最初的自动化控制系统到现在的智能物联网，让学生了解物联网技术的演变和未来趋势。

（2）物联网应用领域：探讨物联网在智能家居、智慧城市、工业自动化等领域的应用，以及这些应用如何改善人们的生活和工作环境。

（3）物联网安全与隐私保护：讨论物联网设备在数据传输和存储过程中可能面临的安全威胁，以及如何确保用户隐私和数据安全。

（4）物联网标准与规范：介绍物联网领域的国际和国内标准，如物联网体系结构、数据通信协议等，让学生了解物联网的标准化进程。

2.拓展建议：

（1）学生可以阅读《物联网技术导论》等书籍，深入了解物联网的基本概念、技术架构和应用案例。

（2）鼓励学生参与物联网相关的在线课程，如Coursera上的《物联网技术》课程，以拓宽知识面。

（3）组织学生参观物联网企业或实验室，实地了解物联网技术的研发和应用情况。

（4）开展物联网项目实践，如设计一个基于物联网的智能家居系统，让学生将所学知识应用于实际项目中。

（5）引导学生关注物联网领域的最新研究动态，如通过阅读《IEEEInternetofThingsJournal》等学术期刊，了解物联网技术的最新进展。

（6）学生可以尝试使用开源物联网平台，如Arduino、RaspberryPi等，进行自我学习和项目实践。

（7）鼓励学生参与学校或社区组织的科技创新活动，如科技竞赛、创新实验等，提升学生的创新能力和实践能力。

（8）组织学生进行物联网技术专题讲座，邀请行业专家分享物联网技术的应用经验和未来发展趋势。

（9）学生可以尝试编写物联网相关的科普文章或制作科普视频，通过媒体传播物联网知识，提高公众对物联网技术的认识。

（10）鼓励学生参与物联网技术的志愿服务活动，如为社区提供智能家居解决方案，帮助老年人适应智能生活。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践导向的教学设计：在课程中，我注重将理论知识与实际操作相结合，通过实践活动让学生亲身体验物联网数据的获取过程，这种实践导向的教学设计能够有效提高学生的学习兴趣和动手能力。

2.跨学科融合的教学方法：我尝试将物联网技术与其他学科知识相结合，如物理、数学、计算机科学等，帮助学生建立跨学科的知识体系，培养他们的综合思维能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生基础差异较大：在教学过程中，我发现学生的信息技术基础存在较大差异，这导致部分学生在理解物联网数据获取的概念和操作时遇到困难。

2.实践活动时间分配不均：在实践活动环节，由于时间限制，部分学生可能无法充分完成实验，而另一部分学生则可能觉得时间过于充裕，影响了整体的教学效果。

3.评价方式单一：目前主要依靠学生的实验报告和课堂表现来评价学生的学习成果，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习情况。

反思改进措施（三）

1.针对学生基础差异，我计划在课前提供预学资料，帮助学生提前了解相关知识，并在课堂上进行分层教学，针对不同层次的学生提供相应的辅导和练习。

2.为了更好地分配实践活动时间，我将在课前对学生进行分组，根据小组人数和实验内容合理分配时间，确保每个学生都能参与实验并有所收获。

3.为了更全面地评价学生的学习成果，我将引入多元化的评价方式，包括实验报告、课堂表现、小组讨论、项目展示等，以更全面地评估学生的学习效果。

4.我将加强与学生的沟通，了解他们的学习需求和困难，及时调整教学策略，确保教学内容的适应性和有效性。

5.我计划与同行教师进行交流，分享教学经验，共同探讨如何提高物联网数据获取课程的教学质量。

6.我还将关注物联网领域的最新动态，不断更新教学内容，使课程与时俱进，满足学生的实际需求。课后拓展1.拓展内容：

（1）阅读材料：《物联网技术基础》一书，由张三丰编著，详细介绍了物联网的基本概念、技术架构和应用案例，适合学生深入理解物联网技术。

（2）视频资源：《物联网技术入门教程》系列视频，由知名教育平台提供，通过动画和实例讲解物联网的基本原理和应用。

（3）在线实验平台：提供在线物联网实验平台，如ArduinoIoTCloud，学生可以在线进行物联网设备的编程和实验，无需实体设备。

2.拓展要求：

（1）鼓励学生利用课后时间阅读《物联网技术基础》一书，重点关注物联网数据获取、传感器应用和物联网安全等内容。

（2）观看《物联网技术入门教程》系列视频，通过视频学习物联网的基本操作和实际应用案例。

（3）在在线实验平台上进行物联网实验，尝试使用传感器获取数据，并编写简单的物联网应用程序。

（4）学生可以尝试将所学知识应用于实际生活中，如设计一个简单的智能家居系统，实现家电的远程控制。

（5）鼓励学生参与学校的科技创新活动，如科技节、机器人比赛等，将物联网技术应用于实际项目中。

（6）组织学生进行小组讨论，分享各自的学习心得和实验成果，促进知识交流和技能提升。

（7）教师可以定期组织线上或线下交流，解答学生在学习过程中遇到的问题，提供必要的指导和帮助。

（8）学生可以关注物联网领域的最新新闻和技术动态，了解物联网技术的发展趋势，拓宽视野。内容逻辑关系①物联网基本概念

①物联网的定义：通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

②物联网的组成：包括感知层、网络层和应用层。

③物联网的工作原理：通过传感器收集数据，通过网络层传输数据，最后由应用层进行数据处理和分析。

②物联网数据获取方法

①传感器数据读取：通过传感器获取物理量的数据，如温度、湿度、光照等。

②网络数据抓取：通过互联网获取数据，如天气数据、股票信息等。

③数据处理与分析：对获取的数据进行清洗、转换、存储和分析。

③常用物联网传感器

①温度传感器：用于测量环境温度，如DS18B20。

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