17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.docx

标题第十七课 物联数据需采集课时1课时教学目标知识与技能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过程与方法1.通过实际操作传感器连接和数据采集，培养学生的动手实践能力和解决实际问题的能力2.在从互联网获取数据的实践活动中，学生能够学会利用网络资源和编程工具实现数据获取，提高信息获取和处理能力3.小组合作完成任务，如从官方网站获取天气数据、搭建硬件环境并采集发布数据等，培养学生团队协作、交流沟通和组织协调能力，进一步提升学生自主学习和探究能力情感态度与价值观1.让学生体会到物联网技术在数据采集与传输方面的强大功能，激发学生对物联网技术的学习热情和探索欲望2.培养学生严谨的科学态度和创新精神，鼓励学生在实践中勇于尝试新方法和新思路，提高学生对信息技术学科的兴趣和自信心。

3.引导学生关注物联网技术在日常生活中的应用，增强学生利用信息技术改善生活的意识和社会责任感教学重难点教学重点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服务器的使用教学难点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方法讲授法、演示法、讨论法、案例分析法学情分析八年级学生已具备一定的信息技术基础和动手实践能力，对物联网技术有了初步的了解和兴趣在之前的课程学习中，学生接触过一些简单的电子设备和编程概念，但对于传感器的使用、互联网数据获取以及物联网服务平台的配置等内容可能还比较陌生在教学过程中，应从学生熟悉的生活场景入手，引导学生逐步掌握相关知识和技能，注重实践操作的指导，鼓励学生积极思考和探索，通过小组合作解决问题，提高学生的学习效果和综合能力同时，由于学生个体差异，在实践操作过程中，部分学生可能需要更多的帮助和指导。

教材分析本节课是八年级信息科技课程第四单元“简易物联系统实践”中的第17课，主要围绕物联数据的采集展开教材内容承接上一课对物联系统功能模块的划分，重点讲解数据采集的两种主要方式——传感器采集和互联网数据获取，以及数据的传输与存储通过本节课的学习，学生将掌握构建简易物联系统中数据采集环节的关键技术和方法，为后续实现物联系统的完整功能奠定基础在教学过程中，教师可结合实际案例，对教材内容进行适当拓展和补充，帮助学生更好地理解和应用所学知识教学过程过程内容导入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，激发学生学习兴趣新课讲授一、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（）和中央气象台官网（），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小组讨论与思考（一）传感器数据采集1.在传感器连接过程中，如果发现传感器数据读取异常，可能是哪些原因导致的？如何进行排查和解决？2.除了本节课介绍的温湿度、土壤湿度和光敏传感器，还有哪些类型的传感器可以用于物联系统数据采集？它们分别适用于哪些场景？（二）互联网数据获取1.讨论在调用API获取互联网数据时，如何确保获取的数据准确可靠？如果遇到API接口更新或限制，应该如何应对？2.探索其他获取互联网数据的方法或途径，例如从社交媒体平台获取用户行为数据，分析这些数据在物联网应用中的潜在价值三）物联网服务平台配置与数据传输1.在配置物联网服务平台时，如何根据不同的物联系统需求合理规划主题数量和结构？主题命名有哪些规范和注意事项？2.针对数据传输过程中的网络延迟或中断问题，讨论可以采取哪些措施来提高数据传输的稳定性和可靠性？例如，是否可以采用数据缓存、重传机制等。

课堂小结1.总结数据采集在物联系统中的关键作用，强调传感器采集和互联网获取数据是构建物联系统的重要基础，数据的准确性、及时性和完整性直接影响物联系统的性能和功能2.回顾利用传感器获取数据的过程，包括传感器的选择、连接和数据读取，以及在操作过程中需要注意的问题，如引脚连接正确、代码编写无误等3.梳理从互联网获取数据的方法和要点，包括访问官方网站获取数据的方式、API调用的流程和处理JSON格式数据的技巧，提醒学生在获取互联网数据时要注意数据来源的可靠性和合法性4.强调物联网服务平台配置和数据传输存储的重要性，明确平台配置中主题添加、用户权限设置等操作步骤，以及数据传输过程中主控板与MQTT服务器之间的通信机制和数据格式要求5.鼓励学生在课后继续探索物联网数据采集相关知识，积极思考如何优化数据采集过程、拓展数据应用领域，培养学生的创新思维和实践能力教学反思成功之处1.实践操作激发学生兴趣：通过让学生亲自动手连接传感器、获取数据、配置平台和传输存储数据，学生能够直观地感受到物联网技术的魅力，极大地激发了学生的学习兴趣和积极性，课堂参与度高2.小组合作促进学生成长：小组合作完成各项任务，培养了学生的团队协作能力和沟通能力。

在小组讨论和共同解决问题的过程中，学生相互学习、相互启发，拓宽了思维方式，提高了自主学习和探究能力3.案例引导加深知识理解：教学过程中引入生活中的物联网案例，如智能家居、智能农业等，将抽象的知识与实际应用相结合，帮助学生更好地理解数据采集在物联系统中的重要性和实际操作方法，提高了学生解决实际问题的能力不足之处1.实践操作时间把控不够精准：在学生进行传感器连接和数据采集实践操作时，由于部分学生操作不熟练，导致时间过长，影响了后续内容的讲解和讨论在今后教学中，应提前对学生的操作能力有更充分的了解，合理安排实践操作时间，或者提供更多的课前预习指导，确保教学进度顺利进行2.对个体差异关注不足：学生在信息技术基础和动手能力方面存在一定的个体差异，在教学过程中虽然进行了巡视指导，但对于基础较弱的学生，可能仍需要更有针对性的和支持后续教学中应加强对学生个体差异的关注，提供分层教学或个性化，让每个学生都能在课堂上有所收获3.知识拓展深度不够：在讲解互联网数据获取和物联网服务平台相关内容时，虽然涉及了一些拓展性问题，但整体深度和广度还可以进一步加强可以引导学生更深入地研究API的原理和应用场景，以及不同类型物联网服务平台的特点和优势，培养学生的创新思维和探索精神。

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