中小学教育资源及组卷应用平台 第17课 物联数据需采集 教学设计 课题 物联数据需采集 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 利用传感器获取数据；通过互联网获取数据；传输与存储数据。 难点 根据具体应用场景，合理选择数据采集方案，并理解数据从端到云的完整链路。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 激趣导入 【问题衔接】上节课我们为物联系统划分‘感知、传输、存储控制、交互’四大模块，谁能说说感知模块的核心职责是什么？【任务驱动】能不能用刚学的模块知识，设计一个‘校园智能气象站’来实现校园物联花盆系统的数据采集功能？‘校园智能气象站’需要采集哪些数据？这些数据从哪里来？【建构】今天我们就沿着上节课的模块设计，完成感知模块的‘数据填充’任务———用传感器采实时数据、从互联网查预报数据，再通过相关模块对数据进行传输和存储，让我们上节课画的‘模块框架’变成能干活的‘数据采集系统’，让智能气象站的模块真正‘联动’起来！ 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、利用传感器获取数据在物联花盆系统项目中，需要采集环境温度、土壤湿度和光照强度等数据。【思考-讨论】采集这些数据需要使用哪些传感器？【学习探究】获取不同的环境数据需要不同的传感器。在物联花盆系统项目中，需要使用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏传感器。【合作探究】以“智慧教室”为例，各小组讨论需要采集哪些数据，并选择相应的传感器，完成表格。【学习活动】二、从互联网获取数据【学习探究】互联网上有很多公共数据监测网站，访问官方网站，可以实时查看相关数据。【合作探究】互联网上有很多公共数据监测网站，我们可以利用 API 来调用数据。例如，互联网中有很多免费的天气预报 API 供人们调用。调用天气预报数据接口，获取未来两天的天气预报数据，并解析出第二天的天气信息，主要代码如下。API返回的JSON数据格式。【小试牛刀】1. 通过查询API提供商的资料，获得自己所在城市的编号。2. 通过教师提供的API密钥，向API发送请求并获得天气预报数据。【学习活动】三、实现传输与存储数据【学习探究】在物联系统中，物联网服务平台负责数据的存储与转发，主控板负责读取传感器数据并通过网络发送给物联网服务平台。在物联花盆系统中，主控板要先连接网络，再连接到物联网服务平台，然后不停地读取传感器的数据，并把这些数据上传到服务平台。系统核心流程图 ... ...
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