中小学教育资源及组卷应用平台 升级数据传输距离教学设计 课题 升级数据传输距离 单元 物联网数据传输———简易温湿度传输系统 学科 初中信息技术 年级 八年级 教材分析 本课是物联网技术实践中的重要环节，解决远距离数据传输的实际问题。教材通过“智慧大棚”这一现代农业应用场景，引导学生认识到蓝牙技术的距离局限，自然过渡到Wi-Fi技术在物联网中的关键作用———实现从感知层到应用层的数据联通。课程内容结构清晰，包含知识讲解（Wi-Fi模块认知）、硬件连接、编程实践（MQTT通信）以及物联网平台配置，体现了“理论-设计-实践-拓展”的完整学习路径。重点培养学生解决真实问题的能力，并将技术学习置于“网络设置”“平台连接”等具体操作中，强化了工程思维与跨层（感知层、网络层、应用层）系统理解，为后续复杂物联网项目奠定了基础。 学习目标 信息意识：通过智慧大棚远距离数据传输的真实需求，学生能够认识到不同无线技术（蓝牙、Wi-Fi）的适用场景与局限，主动选择Wi-Fi作为物联网远传方案，形成根据实际需求选用信息技术的意识。计算思维：学生能设计并实现“采集—传输—显示”的物联网数据流，通过流程图补充与MQTT编程，将复杂系统分解为传感器感知、网络连接、平台发布等模块，运用抽象与自动化思维解决远距离数据传输问题。数字化学习与创新：学生动手连接硬件、配置Wi-Fi网络与物联网平台，在实践中掌握多设备协同与数据可视化方法，并能尝试迁移搭建家庭Wi-Fi网络，提升利用数字工具创新解决生活与农业实际问题的能力。信息社会责任：在搭建与使用Wi-Fi网络、传输农业环境数据的过程中，学生将认识到网络安全、数据隐私的重要性，形成规范使用网络技术、负责任地管理物联网设备与数据的社会责任感。 重点 引导学生掌握利用Wi-Fi技术构建物联网数据传输通道的核心流程。具体包括：理解Wi-Fi相较于蓝牙在传输距离与接入互联网方面的优势；学会硬件连接并配置主控板接入现有Wi-Fi网络；掌握通过MQTT协议编程，将传感器采集的温湿度数据发布到物联网平台（SIoT）的方法；最终实现从物理感知到网络传输，再到云端应用展示的完整数据链路，体会物联网系统的分层架构与协同工作。 难点 主要集中在技术实践环节：一是主控板的网络配置与MQTT服务的启用流程较为繁琐，学生容易在步骤衔接上出错；二是理解并编写MQTT发布数据的程序代码，涉及物联网通信协议的概念，对学生抽象思维与编程能力要求较高。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 现代农业领域的智慧大棚系统已经实现了借助多种传感器和物联网平台监测环境情况与植物生长情况，以此帮助管理者实现远程的、高效的农作物种植管理。这种距离较远的数据传输需求，蓝牙技术已经不能满足了，需要使用其他数据传输技术来升级数据传输距离。本课我们将通过主控板和物联网平台的连接实现温湿度数据的Wi-Fi传输。 了解本课的学习主题、学习目标、学习路径等。 通过教师简要介绍，让学生知晓本课的学习主题。 讲授新课 一、从蓝牙到Wi-Fi如今，Wi-Fi已经走进千家万户。和蓝牙相比，Wi-Fi在传输距离方面有着更大优势，它可以覆盖百米的范围，如果加强天线或者增设热点，覆盖范围可以更大。Wi-Fi可以直接接入互联网，是当前物联网的网络层首选技术。因此，我们可以利用Wi-Fi把采集到的数据传到物联网平台，实现温湿度数据的Wi-Fi传输。做一做观察下面几个Wi-Fi模块，尝试分辨出每个Wi-Fi模块的型号。和蓝牙功能一样，Wi-Fi功能一般也都会集成在主控板上，主控板上的蓝牙天线同时也是Wi-Fi天线。你能在下图所示的主控板的结构图上找到Wi-Fi模块吗 笔记本电脑和手机里是不是就有这样的Wi-F模块能量加油站Wi-Fi模块加油站市场上的Wi-Fi模块非常丰富 ... ...
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