中小学教育资源及组卷应用平台 第16课 模块功能先划分 教学设计 课题 模块功能先划分 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 八年级 单元主题 【学情分析】在上一单元学习的简单物联功能实践的基础上，本单元的内容比较综合，让学生从物联系统的整体出发进行分析和规划，最终学会设计较为完整的简易物联系统。物联系统的工作过程本质上是通过感知外部环境，并通过数据传输、存储、处理，最终反馈到外部环境的过程。本单元围绕简易物联花盆系统，通过划分物联系统的模块，根据需求确定感知、传输、反馈和控制等功能，最后完成简易物联系统的搭建。与前面三个单元相比，本单元的实践难度略大，在具体实施过程中，可以先实现每个模块的功能，再将所有模块集成在一起。教学中可根据本地实际情况或者学生兴趣，选择其他的实践案例。【内容结构】 学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。3. 数字化学习与创新：能够主动利用数字设备开展实践创新活动，并在创新活动中认识到原始创新对可持续发展的重要性。4. 信息社会责任：了解自主可控对国家安全及物联网未来发展的重要意义。 重点 物联系统的基本工作流程；物联系统功能模块的划分方法。 难点 如何将抽象的功能需求，准确、合理地映射到具体的功能模块上。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 激趣导入 【视频导入】【视频链接】https://www./video/BV1DP4y1d7rY/ spm_id_from=333.337.search-card.all.click【问题情境】这个智慧农业系统帮我们解决了哪些实际问题？为了实现这些酷炫的功能，这个系统是由哪些‘部分’组成的？用到了哪些硬件？这些部件并不是孤立工作的，它们是如何协同，像一支球队一样各司其职，最终赢得‘智慧农业’这场比赛的呢？我们如何才能有条理地设计出这样一个系统？【建构】面对复杂系统，如何像庖丁解牛一样游刃有余？答案是“分而治之”。今天，我们就来学习这种设计方法。关键在于，先不为具体硬件所困，而是像绘制蓝图一样，为智能系统搭建骨架———通过自上而下的思考，将整体功能拆解为独立的模块。这就是———模块功能先划分！ 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。 学习活动 【学习活动】一、了解物联系统的工作环节【学习探究】物联系统会根据任务目标，采集周围环境数据，对数据进行传输、存储、分析处理，再设计算法，通过执行器对现实世界采取行动。【小试牛刀】选择生活中常见的一两个物联系统，分析系统的工作环节。【例】物联音箱、共享单车、运动手表 ……【例】- 共享单车【学习活动】二、确定物联系统的功能需求【合作探究】学校种植了一些绿色植物，为了解校园不同区域的实时环境状况，决定搭建一个“物联花盆系统” 。如何搭建该“物联花盆系统”呢？1. 分组讨论，明确物联花盆系统的基本功能。【例】2. 对功能需求进行可行性评估，形成物联系统各环节的实现方案。（1）采集数据。根据项目任务确定需要采集的环境数据，再根据具体使用场景和要求选择合适的传感器。例如，要实时获取空气温度、土壤湿度、光照强度等环境数据，可以利用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏传感器实现；要获取天气预报数据，可通过 API 获得当地天气预报数据。（2）传输与存储数据。通过网络将数据传输并存储在物联网服务平台。（3）分析处理数据。可从物联网服务平台获取历史数据，并对数据进行简单分析处理，得到简单的数据统计结果和可视化图表，动态显示温度、土壤湿度、光照强 ... ...
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