第九课 互联协议仍沿用 教学设计 2024—-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册
文档属性
| 名称 | 第九课 互联协议仍沿用 教学设计 2024—-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 395.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 义务教育版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-01-14 14:42:05 | ||
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文档简介
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八年级信息技术义务教育版教学设计
课题 互联协议仍沿用 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 1.理解物联设备（如物联音箱）获取互联网数据的方式，明确物联设备可通过连接互联网服务获取自身传感器无法采集的数据，如天气、新闻等信息。2.掌握HTTP通信的基本过程，包括了解HTTP协议在物联系统中用于设备向服务器发起请求获取数据的作用，理解客户端/服务器模式下数据请求与响应的机制。3.学会使用应用程序接口（API）获取互联网数据，能够根据API调用说明，获取如气象数据、时间数据等特定信息，掌握获取数据的步骤（获取API的URL、发起网络请求、解析返回结果），并能将获取的数据进行合理应用。4.认识传统互联网协议（HTTP）在物联系统中的局限性，了解物联协议应具备的特性（低功耗、低带宽、低延时、兼容性），能对比分析HTTP协议与物联协议在不同应用场景中的适用性。
重点 1.物联设备获取互联网数据的方式及HTTP通信过程，使学生理解物联设备如何借助互联网扩展数据来源，以及HTTP协议在数据传输中的关键作用，这是掌握物联网数据交互的基础。2.使用API获取互联网数据的方法，让学生熟练掌握获取数据的操作步骤（包括获取URL、发起请求、解析结果），能够准确获取所需数据并应用于实际项目中，培养学生的实际操作能力。3.传统互联网协议（HTTP）在物联系统中的局限性及物联协议的特性，使学生深刻认识到HTTP协议在物联网应用中的不足，以及物联协议为满足物联网需求应具备的特点，为后续学习和选择合适的协议奠定基础。
难点 1.深入理解HTTP通信的底层原理，特别是客户端与服务器之间的请求与响应机制，涉及到网络通信的基本原理和协议规范，学生理解起来可能有难度。2.在实践操作中，正确解析API返回的不同格式数据（如XML、JSON格式），并根据数据结构准确提取所需信息，需要学生具备一定的编程和数据处理能力，对学生来说可能是一个挑战。3.全面分析HTTP协议在物联系统中的局限性，并理解物联协议特性如何满足物联网复杂多变的应用场景需求，需要学生具备一定的系统思维和综合分析能力，能够从多个角度考虑问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 展示问题情境中物联音箱获取天气数据的场景，提问学生物联音箱没有气象传感器却能知道天气情况的原因，引发学生思考，引出本节课的主题——物联设备获取互联网数据及互联协议，激发学生的学习兴趣，让学生明确本节课将深入探究物联网设备如何与互联网交互数据以及相关协议的应用。 倾听老师引入相关问题 激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容
讲授新课 一一、探索互联网中的数据1.讲解物联音箱获取天气数据的方式，即连接互联网的天气预报服务，强调物联设备除了自身传感器采集的数据外，还可以从互联网获取丰富的数据资源，拓展设备的功能。2.组织学生分组探索身边的物联设备（如手机、手表、汽车等），讨论这些设备中哪些数据是从互联网中获取的，如手机的天气预报、新闻推送、社交媒体通知，手表的运动建议、天气情况，汽车的交通路况等，每个小组填写表格并推选一名代表发言，分享小组讨论结果，教师进行总结和补充，让学生了解物联设备获取互联网数据的广泛应用，培养学生观察生活和归纳总结的能力。3.提出问题：这些设备是通过怎样的方式访问互联网并获取数据的？引导学生思考，激发学生对后续内容的学习兴趣，为讲解HTTP通信和API使用做铺垫。二、体验获取互联网数据1.介绍互联网上有许多提供数据接口的服务商，以国家气象信息中心提供的气象大数据接口调用说明为例，讲解API的概念和作用，即通过API，外部设备或程序能够访问服务器上的数据资源，让学生对API有初步的认识。2.讲解HTTP协议在物联系统中的作用，即设备通常使用HTTP发起请求访问API获取数据，简单介绍HTTP的客户端/服务器模式，让学生理解设备与服务器之间的数据交互过程。3.实践操作环节 - 获取当前时间：讲解实践要求，即利用HTTP获取当前时间数据，并介绍实践步骤。获取API的URL：向学生提供获取当前时间的API的URL（如https://quan./getSysTime.do），讲解如何找到合适的API以及URL的构成和作用，让学生明白这是获取数据的入口。发起网络请求：教师演示使用Python代码（以MicroPython为例，如urequests库）发起网络请求的过程，逐行解释代码含义（如导入网络请求模块、连接Wi-Fi网络、填写API的URL并发起请求、获取返回数据），让学生理解代码如何实现与服务器的通信并获取数据，培养学生的编程思维。学生在物联实验设备（如主控板）或模拟环境中编写代码发起网络请求，教师巡视各小组，及时帮助学生解决遇到的问题（如网络连接失败、代码错误等），确保每个学生都能成功发起请求并获取返回数据，培养学生的动手实践能力。解析返回结果：讲解API返回结果的常见格式（如XML、JSON格式），以JSON格式为例，介绍如何使用ujson库将返回的字符串解析为字典数据类型，以便于提取所需数据，解释字典数据类型的结构和通过键值访问数据的方法，让学生理解数据解析的原理和操作。学生编写代码解析返回结果，提取当前时间数据（如sysTime2），并将其在显示屏显示（若设备支持）或通过其他方式输出，教师巡视指导，帮助学生解决解析过程中遇到的问题（如数据格式错误、键值提取错误等），确保学生能够正确解析并显示数据，培养学生的数据处理能力。4.引导学生思考在获取其他类型数据（如气象数据）时，如何根据API文档修改代码来实现，培养学生的知识迁移能力和灵活应用能力。三、探讨互联网协议的局限性1.介绍HTTP协议在互联网中的广泛应用以及物联网前期沿用传统互联网通信架构（包括HTTP协议）的情况，提出问题：对于物联系统而言，HTTP完全适用吗？引导学生思考。2.讲解HTTP协议在物联系统中的局限性：面向客户端/服务器模式，设备需持续向服务器发送请求获取数据，这会消耗物联设备有限资源（如计算资源、内存资源等），举例说明物联设备资源有限的情况（如传感器节点计算能力弱、存储容量小）。持续请求导致能耗增加，影响设备续航能力，以电池供电的物联设备（如移动传感器、智能手环等）为例，说明能耗问题对设备使用的影响。大量设备同时向服务器发送请求可能对服务器和传输网络造成极大负担，可能导致服务器响应延迟、网络拥塞等问题，通过模拟大量设备请求场景帮助学生理解。组织学生分组讨论这些局限性可能带来的具体问题，如设备性能下降、网络故障等，每个小组推选一名代表发言，分享小组讨论结果，教师进行总结和点评，加深学生对HTTP协议局限性的认识。3.引导学生思考物联协议应满足的特性，组织学生分组通过网络查询资料，了解常见物联协议（如MQTT、CoAP等）的特性，每个小组选择一种协议进行详细研究，总结其特性（低功耗、低带宽、低延时、兼容性等）并进行分享，教师进行补充和拓展，让学生了解不同物联协议的特点和优势，培养学生的自主学习能力和团队协作能力。 深入了解并掌握互联网中的数据相关的知识 通过几个学习活动让学习开始掌握本节课的重点及难点
课堂练习 提出问题：“在体验获取互联网数据的过程中，你遇到了哪些困难？如何优化获取数据的过程？对于物联协议的特性，你认为在实际应用中如何平衡这些特性之间的关系？”组织学生分组讨论，鼓励学生分享实践中的经验和问题，如API调用失败的原因分析、数据解析错误的解决方法等，引导学生思考如何提高数据获取的效率和准确性（如优化代码、选择合适的API），以及在设计物联系统时如何根据应用场景权衡物联协议特性（如低功耗与低延时的平衡），培养学生的问题解决能力和系统设计思维。每个小组推选一名代表发言，分享小组讨论结果，其他小组可以进行补充和提问，教师进行总结和点评，强调在物联网应用中不断优化和选择合适协议的重要性，鼓励学生在今后的学习和实践中积极探索。 提出相关问题，学生之间进行讨论与思考，进一步扩展所学知识 进一步拓展本节课的学习知识
课堂小结 与学生一起回顾本节课的重点内容，包括物联设备获取互联网数据的方式、HTTP通信过程、使用API获取数据的方法、HTTP协议的局限性以及物联协议的特性，强调数据获取和通信协议在物联网系统中的重要性。2.提问学生：“通过本节课的学习，你对物联网数据获取和通信协议有了哪些新的认识？在生活中你还能发现哪些物联网设备的数据获取方式与本节课所学相关？”引导学生总结自己的学习收获，加深对知识的理解和应用能力，同时培养学生对物联网技术在生活中应用的观察力。 引导学生总结自己本节课的学习收获 对本节课的学习进行总结
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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八年级信息技术义务教育版教学设计
课题 互联协议仍沿用 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 1.理解物联设备（如物联音箱）获取互联网数据的方式，明确物联设备可通过连接互联网服务获取自身传感器无法采集的数据，如天气、新闻等信息。2.掌握HTTP通信的基本过程，包括了解HTTP协议在物联系统中用于设备向服务器发起请求获取数据的作用，理解客户端/服务器模式下数据请求与响应的机制。3.学会使用应用程序接口（API）获取互联网数据，能够根据API调用说明，获取如气象数据、时间数据等特定信息，掌握获取数据的步骤（获取API的URL、发起网络请求、解析返回结果），并能将获取的数据进行合理应用。4.认识传统互联网协议（HTTP）在物联系统中的局限性，了解物联协议应具备的特性（低功耗、低带宽、低延时、兼容性），能对比分析HTTP协议与物联协议在不同应用场景中的适用性。
重点 1.物联设备获取互联网数据的方式及HTTP通信过程，使学生理解物联设备如何借助互联网扩展数据来源，以及HTTP协议在数据传输中的关键作用，这是掌握物联网数据交互的基础。2.使用API获取互联网数据的方法，让学生熟练掌握获取数据的操作步骤（包括获取URL、发起请求、解析结果），能够准确获取所需数据并应用于实际项目中，培养学生的实际操作能力。3.传统互联网协议（HTTP）在物联系统中的局限性及物联协议的特性，使学生深刻认识到HTTP协议在物联网应用中的不足，以及物联协议为满足物联网需求应具备的特点，为后续学习和选择合适的协议奠定基础。
难点 1.深入理解HTTP通信的底层原理，特别是客户端与服务器之间的请求与响应机制，涉及到网络通信的基本原理和协议规范，学生理解起来可能有难度。2.在实践操作中，正确解析API返回的不同格式数据（如XML、JSON格式），并根据数据结构准确提取所需信息，需要学生具备一定的编程和数据处理能力，对学生来说可能是一个挑战。3.全面分析HTTP协议在物联系统中的局限性，并理解物联协议特性如何满足物联网复杂多变的应用场景需求，需要学生具备一定的系统思维和综合分析能力，能够从多个角度考虑问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 展示问题情境中物联音箱获取天气数据的场景，提问学生物联音箱没有气象传感器却能知道天气情况的原因，引发学生思考，引出本节课的主题——物联设备获取互联网数据及互联协议，激发学生的学习兴趣，让学生明确本节课将深入探究物联网设备如何与互联网交互数据以及相关协议的应用。 倾听老师引入相关问题 激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容
讲授新课 一一、探索互联网中的数据1.讲解物联音箱获取天气数据的方式，即连接互联网的天气预报服务，强调物联设备除了自身传感器采集的数据外，还可以从互联网获取丰富的数据资源，拓展设备的功能。2.组织学生分组探索身边的物联设备（如手机、手表、汽车等），讨论这些设备中哪些数据是从互联网中获取的，如手机的天气预报、新闻推送、社交媒体通知，手表的运动建议、天气情况，汽车的交通路况等，每个小组填写表格并推选一名代表发言，分享小组讨论结果，教师进行总结和补充，让学生了解物联设备获取互联网数据的广泛应用，培养学生观察生活和归纳总结的能力。3.提出问题：这些设备是通过怎样的方式访问互联网并获取数据的？引导学生思考，激发学生对后续内容的学习兴趣，为讲解HTTP通信和API使用做铺垫。二、体验获取互联网数据1.介绍互联网上有许多提供数据接口的服务商，以国家气象信息中心提供的气象大数据接口调用说明为例，讲解API的概念和作用，即通过API，外部设备或程序能够访问服务器上的数据资源，让学生对API有初步的认识。2.讲解HTTP协议在物联系统中的作用，即设备通常使用HTTP发起请求访问API获取数据，简单介绍HTTP的客户端/服务器模式，让学生理解设备与服务器之间的数据交互过程。3.实践操作环节 - 获取当前时间：讲解实践要求，即利用HTTP获取当前时间数据，并介绍实践步骤。获取API的URL：向学生提供获取当前时间的API的URL（如https://quan./getSysTime.do），讲解如何找到合适的API以及URL的构成和作用，让学生明白这是获取数据的入口。发起网络请求：教师演示使用Python代码（以MicroPython为例，如urequests库）发起网络请求的过程，逐行解释代码含义（如导入网络请求模块、连接Wi-Fi网络、填写API的URL并发起请求、获取返回数据），让学生理解代码如何实现与服务器的通信并获取数据，培养学生的编程思维。学生在物联实验设备（如主控板）或模拟环境中编写代码发起网络请求，教师巡视各小组，及时帮助学生解决遇到的问题（如网络连接失败、代码错误等），确保每个学生都能成功发起请求并获取返回数据，培养学生的动手实践能力。解析返回结果：讲解API返回结果的常见格式（如XML、JSON格式），以JSON格式为例，介绍如何使用ujson库将返回的字符串解析为字典数据类型，以便于提取所需数据，解释字典数据类型的结构和通过键值访问数据的方法，让学生理解数据解析的原理和操作。学生编写代码解析返回结果，提取当前时间数据（如sysTime2），并将其在显示屏显示（若设备支持）或通过其他方式输出，教师巡视指导，帮助学生解决解析过程中遇到的问题（如数据格式错误、键值提取错误等），确保学生能够正确解析并显示数据，培养学生的数据处理能力。4.引导学生思考在获取其他类型数据（如气象数据）时，如何根据API文档修改代码来实现，培养学生的知识迁移能力和灵活应用能力。三、探讨互联网协议的局限性1.介绍HTTP协议在互联网中的广泛应用以及物联网前期沿用传统互联网通信架构（包括HTTP协议）的情况，提出问题：对于物联系统而言，HTTP完全适用吗？引导学生思考。2.讲解HTTP协议在物联系统中的局限性：面向客户端/服务器模式，设备需持续向服务器发送请求获取数据，这会消耗物联设备有限资源（如计算资源、内存资源等），举例说明物联设备资源有限的情况（如传感器节点计算能力弱、存储容量小）。持续请求导致能耗增加，影响设备续航能力，以电池供电的物联设备（如移动传感器、智能手环等）为例，说明能耗问题对设备使用的影响。大量设备同时向服务器发送请求可能对服务器和传输网络造成极大负担，可能导致服务器响应延迟、网络拥塞等问题，通过模拟大量设备请求场景帮助学生理解。组织学生分组讨论这些局限性可能带来的具体问题，如设备性能下降、网络故障等，每个小组推选一名代表发言，分享小组讨论结果，教师进行总结和点评，加深学生对HTTP协议局限性的认识。3.引导学生思考物联协议应满足的特性，组织学生分组通过网络查询资料，了解常见物联协议（如MQTT、CoAP等）的特性，每个小组选择一种协议进行详细研究，总结其特性（低功耗、低带宽、低延时、兼容性等）并进行分享，教师进行补充和拓展，让学生了解不同物联协议的特点和优势，培养学生的自主学习能力和团队协作能力。 深入了解并掌握互联网中的数据相关的知识 通过几个学习活动让学习开始掌握本节课的重点及难点
课堂练习 提出问题：“在体验获取互联网数据的过程中，你遇到了哪些困难？如何优化获取数据的过程？对于物联协议的特性，你认为在实际应用中如何平衡这些特性之间的关系？”组织学生分组讨论，鼓励学生分享实践中的经验和问题，如API调用失败的原因分析、数据解析错误的解决方法等，引导学生思考如何提高数据获取的效率和准确性（如优化代码、选择合适的API），以及在设计物联系统时如何根据应用场景权衡物联协议特性（如低功耗与低延时的平衡），培养学生的问题解决能力和系统设计思维。每个小组推选一名代表发言，分享小组讨论结果，其他小组可以进行补充和提问，教师进行总结和点评，强调在物联网应用中不断优化和选择合适协议的重要性，鼓励学生在今后的学习和实践中积极探索。 提出相关问题，学生之间进行讨论与思考，进一步扩展所学知识 进一步拓展本节课的学习知识
课堂小结 与学生一起回顾本节课的重点内容，包括物联设备获取互联网数据的方式、HTTP通信过程、使用API获取数据的方法、HTTP协议的局限性以及物联协议的特性，强调数据获取和通信协议在物联网系统中的重要性。2.提问学生：“通过本节课的学习，你对物联网数据获取和通信协议有了哪些新的认识？在生活中你还能发现哪些物联网设备的数据获取方式与本节课所学相关？”引导学生总结自己的学习收获，加深对知识的理解和应用能力，同时培养学生对物联网技术在生活中应用的观察力。 引导学生总结自己本节课的学习收获 对本节课的学习进行总结
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