《无线通信》教学设计
学校 设计者 课时 1
教学内容分析
随着各种短距离通信技术和无线传感技术的快速发展,物联网已经成为一个热门的应用研究领域,逐步渗透到人们学习、工作、生活的方方面面。物联网使事物变得更加“智能”,提高了人们的生活质量,促进了人与自然的联系。本单元通过对物联网特点和技术的认识、观察、思考和体验活动,了解物联网的基本概念、应用以及物联网关键技术等相关知识,并学习物联网基本设计与基本操作。 前一课《传感与识别》中观察人士了传感器、识别设备,了解传感器、识别设备的功能及应用;通过编写温度测量程序,体验传感器的功能后,本课《无线通信》重点是通过对物联网中无线通信设备的观察,了解物联网中各种通信技术的应用,理解网络通信是物联网数据通信的基石,初步掌握物联网的通信方法。
教学目标
1.认识无线传输中的蓝牙通信技术。 2.认识无线传输中的Wi-Fi通信技术。 3.实现基本无线通信实验,完成代码与两种单片机控制板的无线连接。 重点:明晰物物相连的基本结构框架,抓住重点内容即软件的实现。 难点:代码的调试,软件与硬件的无线通信实现过程。
核心素养指向
物联网已成为全球新一轮科技革命与产业变革的重要驱动力,从IT到oT的技术鸿沟的跨越,意味着时代对新一代学生的更高要求。更新并扩大对物联网的简单认知,在传统技术的铺垫和研究基础上加速创新,利用高科技为社会和生存环境提供改善,为道德和规范提供约束,为扩展人类的生存空间提供帮助。
学情分析
八年级学生群体对蓝牙、Wi-Fi并不陌生,但是对于其核心连接实现的重要知识却很难谈得上熟悉了解,本堂课重点通过最简单最基本的掌控板无线模块的连接,结合python编程知识,让学生理解并尝试搭建物物相连的雏形。
设计构想
整体设想 一个无线路由器,就可以让我们的手机、音箱、电视机、智能插线板互相连接,它是怎么实现的?如何从几块金属塑料变成神奇的连接器?而我们的物品,又是如何去接收信号、传输信号的?它们没有计算机较大身躯,它们看起来没有网卡和网线,所以这是怎么一回事? 教法学法 实例与概念相结合,让学生真正从现实虚拟两重意义上去理解“无线通信”。现实:无线模块;虚拟:程序控制发送指令。 为了更好地帮助学生理解与掌握无线通信的相关知识点,重点采用实践两块microbit的通信实验来体会本课的内容。 情境与项目活动(选) 评价设计(选)
课堂教学过程设计
一、环节1
教学过程 设计意图
提问:有哪些无线传输方式? 对于课本上的四种无线传输,你知道的有哪几种? 通过网络搜索,你现在对这几种无线传输都有什么体会认知? 利用石墨文档,小组协作分享无线传输的知识点,迅速了解四种无线传输。 了解学生对无线通信的认知,在学生交换自有信息的同时,扩充认知面,进行自洽修正。
二、环节2
教学过程 设计意图
根据物联网的概念,推演四个层中分别需要填入哪些东西,如实体物品、如虚拟电脑世界软件等。 学生可以先进行思考,再进行填入原有认知。
三、环节3
教学过程 设计意图
连接掌控板,调出程序界面,根据课本输入代码,体会掌控板上无线模块连接学校无线网点的过程。 学生需要阅读代码,回忆python知识解读每一句代码的意义。 观察掌控板的无线模块部分,思考物联网中被连接物的无线模块在何处,如何设计等。 检查在模块与网络热点连接的过程中信息的传输产生的问题。
四、环节4
教学过程 设计意图
抛出课堂作业,完成microbit两块板子进行无线传输的任务。 拓展作业:请学生思考在现实中,能否实现更有趣、更有创意、更方便的物联网功能。尝试制作实现。 尝试不同的产品,不同的无线模块,类同的发送信号、接收信号代码。 在调试过程中理解无线通信的原理。 思考这样的模式可以在现实中实现什么样的创新作品。