第十七课 物联数据需采集 教学设计 2024—-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

中小学教育资源及组卷应用平台 八年级信息技术义务教育版教学设计 课题 物联数据需采集 单元 第四单元 学科 信息技术 年级 八年级 学习目标 1.学生能够熟练掌握利用传感器获取数据的方法，包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器等常见传感器的连接与使用。2.学生能够熟悉从互联网中获取数据的方法，如通过官方网站查看天气数据、调用API获取天气预报数据等，并理解返回数据的JSON格式及处理方式。3.学生能够掌握配置物联网服务平台的基本操作，包括添加主题、分配用户名和密码等，以及实现数据的传输与存储，了解MQTT服务器在物联数据处理中作用。 重点 1.常见传感器的连接与数据获取方法。2.从互联网获取数据的流程及API调用方法，如天气预报数据获取与处理。3.物联网服务平台的配置及数据传输与存储的实现，包括MQTT服务器的使用。 难点 1.理解和处理从互联网获取的JSON格式数据，准确提取所需信息。2.根据项目需求合理配置物联网服务平台，确保数据的准确传输与存储。3.解决数据传输与存储过程中的实际问题，如实时查看主控板运行状态、区分同一主题中的多种数据、减少数据冗余等。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 1.展示问题情境：通过PPT展示生活中的物联网设备，如智能家居系统、智能农业设备等，提问学生这些设备是如何获取数据的，引出本节课主题———物联数据需采集。2.引导思考：引导学生思考数据在物联系统中的重要性，以及数据可能的来源途径，激发学生学习兴趣。 倾听老师引入相关问题 激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容 讲授新课 一、利用传感器获取数据传感器介绍与连接演示：展示温湿度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器实物，讲解其功能和工作原理。教师在实验设备上演示传感器与主控板的连接方法，强调连接时的注意事项，如引脚对应关系、电源正负极连接等。学生实践操作：学生分组进行传感器连接操作，教师巡视指导，及时纠正学生连接过程中的错误，确保每个小组都能正确连接传感器。数据读取测试：连接完成后，指导学生编写简单代码读取传感器数据，并在显示屏或终端上显示。请几个小组展示他们读取到的数据，教师进行点评和总结。二、从互联网获取数据官网数据获取引导：打开中国气象局官方网站（weather.）和中央气象台官网（www.nmc.cn），向学生展示如何在官网实时查看天气数据，介绍官网数据的可靠性和权威性。API获取数据讲解：讲解互联网中免费天气预报数据API的概念和作用，以具体API为例，详细说明注册申请获得key、城市编码以及通过HTTP请求获取数据的流程。结合代码示例，解释如何使用编程语言（如Python）发送请求并处理返回的JSON格式数据。小组任务布置与实践：布置小组任务，要求学生合作从官方网站获取所在地当天的天气数据。教师提供相关API文档和示例代码，引导学生根据文档进行编程操作。在学生实践过程中，教师巡视各小组，解答学生遇到的问题，如网络请求失败、数据解析错误等。三、物联网服务平台配置与数据传输存储1.平台配置讲解与演示：以物联花盆系统为例，讲解在物联网服务平台中添加主题的方法和意义，根据项目终端设备数量添加温度、光照强度、土壤湿度等主题，并为每个主控板分配用户名和密码。教师在平台上进行实际操作演示，让学生清楚了解配置过程。2.数据传输存储实践任务布置：布置任务，要求学生搭建好硬件环境，采集并发布温度、光照强度和土壤湿度等数据。教师提供数据传输存储的主要代码框架，指导学生完成代码编写，实现将传感器数据发送到对应主题的MQTT服务器中。在学生实践过程中，教师引导学生思考数据传输过程中的问题，如如何确保数据准确发送、如何处理网络异常等。 了解传感器是如 ... ...