第二单元《走近物联网》-搭建校园消防物联系统：火情发现系统的设计与实践 教学设计 2023-2024学年川教版（2019）初中信息技术九年级上册

第二单元《走近物联网》——搭建校园消防物联系统：火情发现系统的设计与实践教学设计2023—2024学年川教版（2019）初中信息技术九年级上册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图本节课旨在通过搭建校园消防物联系统，让学生了解物联网技术在消防领域的应用，培养学生动手实践能力和创新思维。结合九年级上册信息技术课程内容，通过火情发现系统的设计与实践，让学生掌握物联网设备的基本原理和搭建方法，提高学生的信息素养和科技意识。二、核心素养目标培养学生信息意识，通过物联网技术了解消防领域的信息化应用；提升问题解决能力，通过设计火情发现系统，学会分析问题、制定方案、实施解决；增强实践创新能力，在搭建过程中体验科技与生活的结合，激发创新思维；加强合作意识，在团队协作中培养沟通、协作能力。三、教学难点与重点1.教学重点，

①火情发现系统的设计思路：理解传感器的工作原理，学会选择合适的传感器进行火情检测。

②物联网设备的搭建：掌握物联网设备的基本连接方法，能够将传感器、控制器等模块正确连接并调试。

③数据传输与处理：了解无线通信的基本知识，学会通过无线网络将传感器数据传输至监控中心，并进行初步处理。

2.教学难点，

①传感器选型与应用：针对不同的火情检测需求，选择合适的传感器，并理解其工作原理和应用场景。

②系统稳定性与可靠性：确保火情发现系统在复杂环境下的稳定运行，避免误报和漏报。

③数据分析与决策：从传感器收集的数据中提取有效信息，进行火情判断，并制定相应的应对措施。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的川教版《信息技术》九年级上册教材。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的物联网技术介绍图片、消防系统工作原理图表、火情发现系统操作视频等多媒体资源。

3.实验器材：包括温度传感器、烟雾传感器、无线模块、控制板等物联网实验器材，确保器材的完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，以便学生分组进行火情发现系统的搭建与测试。五、教学流程1.导入新课

-详细内容：通过播放校园火灾新闻视频，引发学生对消防安全的关注和思考。提问学生：“如何利用科技手段提高校园消防安全性？”引导学生进入物联网在消防领域的应用探讨，引出本节课的主题“搭建校园消防物联系统：火情发现系统的设计与实践”。

2.新课讲授

-详细内容：

1.物联网技术简介：讲解物联网的基本概念、组成和特点，结合实际案例，让学生了解物联网技术在消防领域的应用。

2.火情发现系统原理：介绍火情发现系统的组成、工作原理和功能，让学生掌握系统设计的基本思路。

3.传感器选型与连接：讲解温度传感器、烟雾传感器等常用传感器的工作原理和选择方法，指导学生进行传感器模块的连接。

3.实践活动

-详细内容：

1.搭建火情发现系统：学生分组，每组完成一个火情发现系统的搭建，包括传感器模块、控制模块和显示模块的连接。

2.系统调试与测试：学生根据所学知识，对搭建好的系统进行调试和测试，确保系统能够正常工作。

3.数据处理与分析：学生将传感器采集到的数据进行分析，判断是否存在火情，并制定相应的应对措施。

4.学生小组讨论

-3方面内容举例回答：

1.传感器选型：例如，讨论不同类型的传感器在火情检测中的优缺点，如何根据实际需求选择合适的传感器。

2.系统稳定性：讨论如何提高火情发现系统的稳定性，避免误报和漏报。

3.数据处理：讨论如何从传感器数据中提取有效信息，进行火情判断，并制定相应的应对措施。

5.总结回顾

-内容：对本节课的学习内容进行总结，强调物联网技术在消防领域的应用，以及火情发现系统的设计要点。通过提问和解答，帮助学生巩固所学知识，并引导他们思考如何将所学应用于实际生活中。

-环节具体分析和举例：

1.强调物联网技术在提高校园消防安全方面的作用，举例说明如何利用物联网技术实现火灾预警和应急处理。

2.分析火情发现系统的设计要点，如传感器选型、系统稳定性、数据处理等，并结合实际案例进行讲解。

3.引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活中，如在家中安装简易的火灾报警系统等。

-用时：导入新课5分钟，新课讲授15分钟，实践活动20分钟，学生小组讨论10分钟，总结回顾5分钟。总计45分钟。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够理解物联网的基本概念、组成和特点，以及其在消防领域的应用。

-学生掌握了火情发现系统的设计原理，包括传感器的工作原理、数据传输和处理方法。

-学生熟悉了常用传感器（如温度传感器、烟雾传感器）的选型和应用。

2.技能提升：

-学生能够动手搭建火情发现系统，包括传感器模块、控制模块和显示模块的连接。

-学生学会了系统调试和测试的方法，能够确保系统稳定运行。

-学生掌握了数据处理和分析的基本技能，能够从传感器数据中提取有效信息。

3.思维发展：

-学生在小组讨论中培养了批判性思维和问题解决能力，能够针对传感器选型、系统稳定性和数据处理等方面提出自己的见解。

-学生学会了如何将理论知识应用于实际情境，提高了创新思维和解决问题的能力。

-学生在团队合作中学会了沟通、协作和分享，提升了人际交往能力。

4.情感态度：

-学生通过学习物联网技术在消防领域的应用，增强了安全意识和责任感。

-学生对科技与生活的结合产生了浓厚的兴趣，激发了进一步探索物联网技术的热情。

-学生在实践活动和小组讨论中培养了团队合作精神和集体荣誉感。

5.实践应用：

-学生能够将所学知识应用于实际生活中，如在家中安装简易的火灾报警系统，提高家庭消防安全水平。

-学生能够设计简单的物联网应用，为社区或学校提供安全监控服务。

-学生在实践过程中培养了动手能力和实际操作技能，为未来的职业发展奠定了基础。七、内容逻辑关系1.物联网技术简介

①物联网的定义：通过互联网将各种信息传感设备与网络相连接，实现信息交换和通信。

②物联网的组成：感知层、网络层、应用层。

③物联网的特点：互联互通、智能化、实时性。

2.火情发现系统原理

①系统组成：传感器、控制器、显示模块、通信模块。

②工作原理：传感器检测火情，控制器处理数据，显示模块显示信息，通信模块将数据传输至监控中心。

③系统功能：火情检测、报警、数据传输、数据分析。

3.传感器选型与应用

①传感器类型：温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器等。

②传感器选型原则：根据火情检测需求选择合适的传感器。

③传感器应用：传感器在火情发现系统中的具体应用和作用。

4.物联网设备的搭建

①设备选择：根据系统需求选择合适的物联网设备。

②设备连接：传感器、控制器、显示模块、通信模块的连接方法。

③设备调试：确保设备连接正确，系统运行稳定。

5.数据传输与处理

①数据传输方式：无线通信、有线通信。

②数据传输协议：TCP/IP、HTTP等。

③数据处理方法：数据采集、传输、存储、分析。

6.系统稳定性与可靠性

①系统稳定性：系统在复杂环境下的稳定运行。

②可靠性：系统在长时间运行中的稳定性和准确性。

③系统优化：提高系统性能，降低误报和漏报率。

7.学生小组讨论

①传感器选型：不同类型传感器的优缺点及适用场景。

②系统稳定性：如何提高系统的稳定性和可靠性。

③数据处理：如何从传感器数据中提取有效信息，进行火情判断。八、课堂课堂评价是教学过程中的重要环节，它有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略，提高教学效果。以下是对课堂评价的具体实施方法：

1.提问评价

-详细内容：在课堂教学中，教师通过提问的方式检查学生对知识的掌握程度。问题设计应涵盖教材中的关键知识点，如物联网的基本概念、传感器的工作原理、系统搭建的步骤等。

-实施方法：教师可以根据学生的回答来判断其对知识的理解程度，同时鼓励学生积极参与，提高课堂互动性。

-评价标准：回答准确、表达清晰、逻辑严谨的学生将被给予积极评价；回答不准确或表达困难的学生需要教师进行个别指导。

2.观察评价

-详细内容：教师通过观察学生在课堂上的表现，如学生的参与度、注意力集中情况、团队合作能力等，来评价学生的学习效果。

-实施方法：教师应关注学生的课堂行为，包括课堂讨论、实验操作、小组合作等环节。

-评价标准：积极参与、认真观察、有效沟通的学生将被视为学习效果良好的学生。

3.实验操作评价

-详细内容：通过实验操作评价学生的动手能力和实践技能。在搭建火情发现系统的过程中，观察学生是否能按照步骤正确连接设备，是否能独立完成实验操作。

-实施方法：教师应在实验过程中巡回指导，确保每个学生都能顺利完成实验。

-评价标准：操作规范、步骤正确、实验结果符合预期的学生将被给予较高评价。

4.小组讨论评价

-详细内容：通过小组讨论评价学生的团队合作能力和问题解决能力。在小组讨论环节，教师应关注学生是否能提出有建设性的意见，是否能有效协调团队工作。

-实施方法：教师应引导小组讨论的方向，确保讨论内容与课程目标相符。

-评价标准：团队合作良好、问题解决有效、讨论内容深入的学生将被视为学习效果显著。

5.课堂测试评价

-详细内容：通过课堂测试评价学生对知识的记忆和应用能力。测试内容应包括基础知识、实验原理、系统搭建步骤等。

-实施方法：教师可以设计随堂