4.2 远程浇水精准养护—— 物联网远程控制 教学设计--2024-2025学年八年级上册《信息科技》（安徽版2024）
文档属性
| 名称 | 4.2 远程浇水精准养护—— 物联网远程控制 教学设计--2024-2025学年八年级上册《信息科技》（安徽版2024） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 3.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-06-22 11:31:44 | ||
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文档简介
4.2 远程浇水精准养护—— 物联网远程控制
教学设计
一、学习内容
分析自动浇水系统的不足，使用物联网远程控制技术，为绿植添加远程浇水功能。
二、学习基础
通过项目1的学习：利用物联网实验设备开展实验，实现自动浇水功能，已经了解自动控制的工作过程，探究了自动控制原理，认识了物联网自动控制技术及其应用。
三、问题梳理
1．素养问题
为什么能够实现用户端对被控端进行远程控制？
物联网的“控”是怎样实现的？
物联网中远程控制的工作过程是怎样的？
物联网远程控制时，数据是怎样传输的？
2．项目问题
远程控制为什么需要网络环境的支持？
用户端浇水指令（开启水泵）是怎么传递到水泵的？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
（1）项目目标
为绿植添加远程浇水功能，开展实验测试，实现远程控制便捷浇水。
（2）素养目标
了解物联网远程控制技术及其应用；搭建物联网远程控制系统，理解物联网远程控制流程和原理。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
搭建物联网远程控制系统，理解物联网远程控制流程和原理。
（2）学习难点
理解物联网远程控制流程和原理。
五、学习策略
采用项目学习，学生分析远程控制浇水工作流程后搭建远程浇水实验环境；设计用户端和被控端功能算法、完善用户端程序和被控端程序，紧接着刷入程序测试远程浇水功能；在项目总结的同时理解远程控制系统中的数据传输，形成实验结论，提升素养；在进行综合评价后，学以致用、举一反三。
六、环境与资源
小组器材 数量及功能
掌控IOT平台 教师课前为小组注册好账号
无线网络 WiFi或者热点
装有mpython编程软件的计算机 根据系统选择32位或者64位安装
掌中宝（含掌控板、扩展板、数据线） 数量2
水泵（含水管） 数量1
盆栽 数量1
七、学习评价
1.过程性评价
以“学件”为载体，定期进行学习评估，并及时得到教师的反馈，了解自己的进步和需要改进的地方。
2.总结性评价
学生得出实验结论，大方、自信地在班级进行交流汇报。
八、学习过程
学习环节 学习活动 设计意图
项目引入 温故：复习上节课的浇水系统；知新：观察视频中李明同学搭建的远程浇水系统成品；明确学习目标：我们也来为自动浇水系统添加远程控制功能； 引入项目主题：远程浇水精准养护（教师板书） 复习导入，为绿植添加远程浇水功能，明确学习目标。
项目准备 活动1.分析远程浇水工作流程观看视频：复习第三单元活动2“如何用MQTT协议”；打开学件：拖动图标素材，完善远程浇水工作流程，活动2.搭建远程浇水实验环境确定实验所需器材绿植1盆水泵（含水管）数量1掌中宝（含掌控板、扩展板）数量2装有mpython软件的计算机编程数据线数量2WIFI确定账号和密码MQTT服务器借助掌控IOT平台搭建观看微课：听数字人播报，了解借助掌控IOT平台接入MQTT服务器的方法步骤；观察学件第二页：本小组掌控IOT平台实验参数。 通过分析远程浇水系统的功能需求，提取问题的基本特征，对问题进行抽象、分解、建模，培养学生的计算思维，帮助建立系统设计的整体框架。搭建远程浇水实验环境，为后续项目的开展做铺垫。
项目实施 活动3.用户端功能实现拖动素材，补齐学件中的用户端算法流程图 运行mPython软件，打开“学习资源”文件夹中的“用户端（半成品）.mxml”程序，完善用户端程序并保存程序文件；活动4.被控端功能实现拖动素材，补齐学件中的被控端算法流程图运行mPython软件，打开“学习资源”文件夹中的“被控端（半成品）.mxml”程序，完善被控端程序并保存程序文件。活动5.测试远程控制功能分组：4人一组，明确各自分工组员ABCD主要任务组长学件填写和提交程序编写和刷入硬件搭建连接硬件；通过数据线将编写好的“用户端.mxml”程序刷入到用户端；通过数据线将编写好的“被控端.mxml”程序刷入到被控端；根据表中设置的浇水时长，测试控制效果，并将结果记录在学件的表格上。 知道服务器需要接收用户端的信息并对控制端发送指令，理解只有订阅了相同主题的控制端和用户端才能互相通信。根据远程浇水功能设计远程控制算法，依据算法完成用户端和被控的程序编写。测试远程控制功能
展示汇报 小组展示：各小组展示本组远程浇水系统成品，谈一谈收获与感受。思考并讨论：用户端程序如果没有图中所示的代码，程序能否正常运行？对远程浇水效果有什么影响？如果没有图中所示的代码，程序能否正常运行？对远程浇水效果有什么影响？如果没有图中所示的代码，对程序运行和控制效果又会有什么影响？ 交流评价思考，加深对远程浇水工作流程的理解。
素养提升 结合远程浇水能项目，理解远程控制系统中的数据传输，形成实验结论。 总结提升
项目拓展 将本小组完善后的学件提交到教师机。拓展作业1：通过按键操作探索更多的远程浇水功能请尝试修改程序，用其他的按键操作来实现更多远程浇水功能。拓展作业2：思考本节课所学的物联网远程控制，还可以应用到生活中的哪些方面。 举一反三，通过修改程序，探索更多远程控制功能。
九、板书
十、教学反思
项目通过复习导入，回忆上节课绿植自动浇水过程，接着引出远程浇水案例，对比不同，为绿植添加远程浇水功能，温故知新，明确学习目标。针对“物联网远程控制流程和原理”这一重点及难点，进行了细致入微的讲解与示范，助力学生扎实掌握核心知识点。
教学设计
一、学习内容
分析自动浇水系统的不足，使用物联网远程控制技术，为绿植添加远程浇水功能。
二、学习基础
通过项目1的学习：利用物联网实验设备开展实验，实现自动浇水功能，已经了解自动控制的工作过程，探究了自动控制原理，认识了物联网自动控制技术及其应用。
三、问题梳理
1．素养问题
为什么能够实现用户端对被控端进行远程控制？
物联网的“控”是怎样实现的？
物联网中远程控制的工作过程是怎样的？
物联网远程控制时，数据是怎样传输的？
2．项目问题
远程控制为什么需要网络环境的支持？
用户端浇水指令（开启水泵）是怎么传递到水泵的？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
（1）项目目标
为绿植添加远程浇水功能，开展实验测试，实现远程控制便捷浇水。
（2）素养目标
了解物联网远程控制技术及其应用；搭建物联网远程控制系统，理解物联网远程控制流程和原理。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
搭建物联网远程控制系统，理解物联网远程控制流程和原理。
（2）学习难点
理解物联网远程控制流程和原理。
五、学习策略
采用项目学习，学生分析远程控制浇水工作流程后搭建远程浇水实验环境；设计用户端和被控端功能算法、完善用户端程序和被控端程序，紧接着刷入程序测试远程浇水功能；在项目总结的同时理解远程控制系统中的数据传输，形成实验结论，提升素养；在进行综合评价后，学以致用、举一反三。
六、环境与资源
小组器材 数量及功能
掌控IOT平台 教师课前为小组注册好账号
无线网络 WiFi或者热点
装有mpython编程软件的计算机 根据系统选择32位或者64位安装
掌中宝（含掌控板、扩展板、数据线） 数量2
水泵（含水管） 数量1
盆栽 数量1
七、学习评价
1.过程性评价
以“学件”为载体，定期进行学习评估，并及时得到教师的反馈，了解自己的进步和需要改进的地方。
2.总结性评价
学生得出实验结论，大方、自信地在班级进行交流汇报。
八、学习过程
学习环节 学习活动 设计意图
项目引入 温故：复习上节课的浇水系统；知新：观察视频中李明同学搭建的远程浇水系统成品；明确学习目标：我们也来为自动浇水系统添加远程控制功能； 引入项目主题：远程浇水精准养护（教师板书） 复习导入，为绿植添加远程浇水功能，明确学习目标。
项目准备 活动1.分析远程浇水工作流程观看视频：复习第三单元活动2“如何用MQTT协议”；打开学件：拖动图标素材，完善远程浇水工作流程，活动2.搭建远程浇水实验环境确定实验所需器材绿植1盆水泵（含水管）数量1掌中宝（含掌控板、扩展板）数量2装有mpython软件的计算机编程数据线数量2WIFI确定账号和密码MQTT服务器借助掌控IOT平台搭建观看微课：听数字人播报，了解借助掌控IOT平台接入MQTT服务器的方法步骤；观察学件第二页：本小组掌控IOT平台实验参数。 通过分析远程浇水系统的功能需求，提取问题的基本特征，对问题进行抽象、分解、建模，培养学生的计算思维，帮助建立系统设计的整体框架。搭建远程浇水实验环境，为后续项目的开展做铺垫。
项目实施 活动3.用户端功能实现拖动素材，补齐学件中的用户端算法流程图 运行mPython软件，打开“学习资源”文件夹中的“用户端（半成品）.mxml”程序，完善用户端程序并保存程序文件；活动4.被控端功能实现拖动素材，补齐学件中的被控端算法流程图运行mPython软件，打开“学习资源”文件夹中的“被控端（半成品）.mxml”程序，完善被控端程序并保存程序文件。活动5.测试远程控制功能分组：4人一组，明确各自分工组员ABCD主要任务组长学件填写和提交程序编写和刷入硬件搭建连接硬件；通过数据线将编写好的“用户端.mxml”程序刷入到用户端；通过数据线将编写好的“被控端.mxml”程序刷入到被控端；根据表中设置的浇水时长，测试控制效果，并将结果记录在学件的表格上。 知道服务器需要接收用户端的信息并对控制端发送指令，理解只有订阅了相同主题的控制端和用户端才能互相通信。根据远程浇水功能设计远程控制算法，依据算法完成用户端和被控的程序编写。测试远程控制功能
展示汇报 小组展示：各小组展示本组远程浇水系统成品，谈一谈收获与感受。思考并讨论：用户端程序如果没有图中所示的代码，程序能否正常运行？对远程浇水效果有什么影响？如果没有图中所示的代码，程序能否正常运行？对远程浇水效果有什么影响？如果没有图中所示的代码，对程序运行和控制效果又会有什么影响？ 交流评价思考，加深对远程浇水工作流程的理解。
素养提升 结合远程浇水能项目，理解远程控制系统中的数据传输，形成实验结论。 总结提升
项目拓展 将本小组完善后的学件提交到教师机。拓展作业1：通过按键操作探索更多的远程浇水功能请尝试修改程序，用其他的按键操作来实现更多远程浇水功能。拓展作业2：思考本节课所学的物联网远程控制，还可以应用到生活中的哪些方面。 举一反三，通过修改程序，探索更多远程控制功能。
九、板书
十、教学反思
项目通过复习导入，回忆上节课绿植自动浇水过程，接着引出远程浇水案例，对比不同，为绿植添加远程浇水功能，温故知新，明确学习目标。针对“物联网远程控制流程和原理”这一重点及难点，进行了细致入微的讲解与示范，助力学生扎实掌握核心知识点。
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