中小学教育资源及组卷应用平台 八年级信息科学教学设计 课题 第二单元 万物互联有协议 第10课 物物互通有新径 主备人 Xinxijishu886 备课时间 月 日 授课时间 月 日 -- 月 日 教学内容及教材分析 今天所讲的内容是物物互通有新径。主要介绍物联网中物物互通的方式和途径。通过学习，学生将了解物联网的基本概念、关键技术和应用场景，为进一步学习物联网技术打下基础。 核心素养目标 信息意识：学让学生认识到物联网在信息时代的重要性，培养对物联网技术的敏感度。计算思维：引导学生分析物物互通的实现过程，培养逻辑思维和问题解决能力。数字化学习与创新：鼓励学生探索物联网技术的应用，培养创新意识和实践能力。信息社会责任：培养学生在使用物联网设备时的安全意识和责任意识。 教学重点 解MQTT的通信机制，认识发布者、订阅者和服务器之间的关系 教学难点 关键技术和应用场景，为进一步学习物联网技术打下基础。 教学方法 讲解法、练习法、演示法、问题驱动法。 学习方法 合作交流法，动手实践 教学工具 多媒体网络电脑教室、网线、物联网设备演示道具（如智能传感器）、教师自制课件。 教学过程教学过程 教 学 内 容 复习巩固：播放一段关于智能家居的视频，展示各种智能设备之间的互联互通。提问学生：“大家在视频中看到了哪些智能设备？它们是如何实现互联互通的呢？”新课导入：引导学生观看视频，积极思考问题，举手回答。通过视频导入，激发学生的学习兴趣，引出本节课的主题。新课教学：MQTT（消息队列遥测传输）是目前物联网中很流行的协议，具有开放、轻量、可靠、易实现的特点，能够为大量硬件性能较低且处于互联网中的远程设备提供数据传输和监控服务。一、 了解MQTT通信机制MQTT采用发布订阅的通信机制，在这个机制中有三个角色，分别是发布者、服务器和订阅者。发布者和订阅者并不直接向彼此发布或订阅消息，而是由发布消息的客户端向MQTT服务器管理的主题上传数据，服务器向订阅该主题的客户端发送消息。如图10.1所示，订阅者1预先订阅了主题一，发布者A发布主题一后，MQTT服务器就会把消息传递给订阅者1 ；订阅者2 预先订阅了主题二，发布者B发布主题二后，MQTT服务器就会把消息传递给订阅者2 ；订阅者3也可以在发布者A发布主题一后，再订阅主题一。对于学生而言，理解MQTT有一定的难度，教师可以通过一些适当的类比帮助学生理解。可以用生活中订报纸来类比。把MQTT服务器理解为邮政局，订阅者理解为订报客户，发布者理解为报纸出版机构。报纸出版机构每天都会出版新报纸，并送至邮政局；如果客户订购了一年的报纸，邮政局会每天将新出版的报纸送到客户地址，而不需要客户每天重复订购。通过类似的例子帮助学生理解 MQTT。 介绍MQTT，重点在于让学生理解发布者、服务器和订阅者之间的关系，以及整个工作流程。此外，教师可以让学生分析HTTP和MQTT的异同。这里可以提出问题让学生思考：在不同的物联网场景中，你认为使用哪种协议更合适？为什么？从而帮助学生进一步理解这两种协议的工作原理、特点和应用场景。二、体验物联网服务平台MQTT服务器是连接发布者和订阅者之间的重要桥梁，是信息的存储基地。在实践中，既可以选择在线MQTT服务器作为物联网服务平台，也可以搭建本地MQTT服务器。搭建本地MQTT服务器可以直观感受MQTT读取和交换数据的过程，而在线MQTT服务器使用比较方便，也会提供较多的 服务。学习活动1 利用MQTT实现订阅功能本活动利用在线MQTT服务器，用户在订阅MQTT的主题后，可以接收MQTT服务器发送的消息。本活动用1个主控板作为订阅端。任务1 熟悉在线MQTT服务器 1.注册并登录在线MQTT服务器。2.添加项目和主题。在MQTT服务器中建立一个项目，如“体验MQTT”。然后添加主题，主题ID是 ... ...
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