【核心素养目标】第1单元 第4课《跨学科活动：简易气象站》教案-【清华大学版2024】《信息科技》八上

中小学教育资源及组卷应用平台 第1.4课《物联网原理和数据采集--跨学科活动：简易气象站》教学设计 课题 物联网原理和数据采集--跨学科活动：简易气象站 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 核心素养目标 信息意识：通过搭建简易气象站，能够根据自己的需求选择适合的代码程序，强化自己编写优化程序的能力。计算思维：运用计算机和科学数学的相关知识，整合硬件软件功能，将简易气象站按步骤搭建，培养计算逻辑思维能力。数字化学习与创新：通过搭建简易气象站，掌握了设计方案、编写代码并测试调试等计算机技能，并探索在软件和硬件选择搭建时加以创新发展。信息社会责任：认识代码编写的基础，学习搭建简易气象站的方法和采集数据等方面的知识，培养将数据采集的应用实践于社会的责任感。 教学重点 能够拓宽我们关于数据代码的知识，还能增强我们编写代码的能力意识和提升跨学科思维，激发我们在信息科技领域的创新意识。 教学难点 能够提升数字化素养和跨学科学习能力，还可以培养计算逻辑思维能力、问题解决能力和社会实践能力。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第1.4课 《物联网原理和数据采集--跨学科活动：简易气象站》板书课题。本课中你将学习:如何利用传感器收集各种气象数据如何搭建一个简易气象站如何编写、优化程序，实现气象站的各项功能2.播放视频 学习新知引入观看教学视频。 初步明确本课所学知识点。将学生的注意吸引到课堂。 讲授新课 新知讲解：板书课题。一、情境导入校园的每个角落都有其独特的小气候环境，而城市的天气预报往往无法精确到这种程度。想象一下，在准备上体育课时，突然下起了小雨，而城市的天气预报却显示今天是晴天。这样的情况是不是时有发生？为了解决这个问题，请你组建一个小组，利用物联网的知识，动手搭建一个简易气象站，通过亲手制作和实践，了解气象数据的收集过程，并尝试预测简单的天气变化。二、需求分析气象站可以帮助我们采集温度、湿度、风速等基本信息，并通过实时显示这些数据，让我们更直观地了解当前的气象状况。请查找相关资料并思考你希望采集校园内的哪些气象数据，同时根据要采集的数据，选择合适的开源硬件和传感器，搭建硬件平台，并设计算法、编写程序，最终完成“简易气象站”项目。请你结合前面课时的学习，完成项目需求分析，填入表1.4.1中。表 1.4.1 项目需求分析表需求项具体描述数据采集哪些数据温度、湿度、气压、光照强度、风速和风向如何显示采集的数据搭建一个校园气象站网站，将采集到的数据上传到服务器，并在网站上实时显示数据采集频率应该设置为多少合适 10 - 15 分钟一次硬件选择哪些传感器硬件平台 - Raspberry Pi、温度传感器 - DHT11、气压传感器 - BMP180、风速风向传感器 - 三杯式风速传感器和风向标传感器组合和光照强度传感器 - BH1750FVI选择何种开源硬件树莓派（Raspberry Pi）有哪些搭建简易气象站的开源硬件平台Espruino 平台、ESP8266/ESP32 平台、Arduino 平台、树莓派（Raspberry Pi）平台软件选择哪种编程语言Python简易气象站软件可以使用哪些编程语言Arduino C/C++、JavaScript、C/C++、Python三、分工合作为了更好地完成“简易气象站”这个项目任务，你的小组需要进行分工合作，小组成员的分工角色与合作职责可以参照表1.4.2所示的范例，也可以另行设计，并添加到项目方案中。表 1.4.2 项目小组的分工合作表姓名角色职责小王组长负责项目统筹、监督与管理小李成员负责项目所涉及的软硬件环境小司成员负责实现项目各个功能模块小顾成员负责设计算法并编写代码四、规划实施“简易气象站”项目的实施过程，可划分为方案设计、硬件搭建、编写代码、测试与调试等环节。1.方案设计“简易气象站 ... ...