义务教育版（2024）八年级全一册（2024）信息科技 《第17课 物联数据需采集》教学设计（表格式）

课题 第17课　物联数据需采集
课型 新授课 授课教师
教 学 目 标
教学内容分析 本课题“物联数据需采集”是人教版八年级下册信息技术教材中的重要内容。在信息技术飞速发展的当下，物联网作为新兴领域，其数据采集是构建物联网系统的基础环节。教材围绕这一主题，首先介绍了物联网的基本概念和应用场景，让学生对物联网有一个宏观的认识，为理解数据采集的重要性奠定基础。接着详细讲解了数据采集的相关知识，包括数据采集的定义、目的和常用方法等。通过实际案例和操作演示，引导学生了解不同类型传感器的工作原理和数据采集方式，使学生明白如何从物理世界中获取有价值的数据。此外，教材还涉及到数据采集的过程管理，如数据的预处理、传输和存储等，培养学生对整个数据采集流程的系统性认识。这部分内容不仅有助于学生掌握信息技术的专业知识和技能，还能让学生了解信息技术在实际生活中的广泛应用，提高学生的信息素养和解决实际问题的能力，为后续深入学习物联网技术和其他相关知识做好铺垫。
课标 摘录 1.感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。 2.在学习过程中，选择恰当的数字设备支持学习，改变学习方式，具备利用信息科技进行自主学习和合作学习的能力
课标 分解 学什么？ 1.熟悉利用传感器获取数据的方法， 2.进一步熟悉从互联网中获取数据的方法。 3.熟悉物联系统中数据的传输与存储。 学到什么程度？ 4.能够根据需要选择常见的传感器。 5.能形成良好的物联网实验操作规范。 6.能发现物联网实例中数据的采集方式，从而了解物联系统与互联网络之间的紧密联系 怎么学？ 7.学生通过教师讲解、独立思考、小组讨论的方式学习利用传感器获取数据的方法，并结合生活中的物联网实例发现其数据的采集方式。
学情 分析 八年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对新鲜事物充满好奇心和探索欲望，但在逻辑思维和实践操作能力方面还有待进一步提高。在学习本课题之前，学生已经具备了一定的信息技术基础知识，如计算机的基本操作、网络的简单应用等，但对于物联网这一新兴领域的了解相对较少。部分学生可能在生活中听说过物联网，但对其具体概念和工作原理并不清楚。在学习过程中，学生可能会对一些抽象的概念，如传感器的工作原理、数据采集的算法等理解起来有一定的困难。同时，在实践操作环节，学生可能会遇到硬件连接、软件调试等问题。因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的认知水平和学习能力，采用生动形象的教学方法，如案例分析、实物演示等，帮助学生理解抽象的概念。同时，要加强实践指导，让学生在实际操作中逐步掌握数据采集的技能，提高学生的学习兴趣和学习效果。此外，还应关注学生的个体差异，对于学习困难的学生给予更多的帮助和指导。
学习 目标 1.信息意识：熟悉利用传感器获取数据的方法，能够根据需要选择常见的传感器 2.计算思维：进一步熟悉从互联网中获取数据的方法。 3.数字化学习与创新：熟悉物联系统中数据的传输与存储，形成良好的物联网实验操作规范。 4.信息社会责任感：能发现物联网实例中数据的采集方式。能够了解物联系统与互联网络之间的紧密联系。
评估 任务 1.能够根据需要选择常见的传感器。 2.能利用传感器获取数据，并结合生活中的物联网实例发现其数据的采集方式。
教 学 流 程
教学 环节 教学活动 评估方式
引入 新课 展示一段智能家居的视频，视频中智能设备根据室内温度、湿度自动调节空调和加湿器的工作状态，灯光根据环境光照强度自动调节亮度。教师提问：“同学们，在这个智能家居场景中，这些智能设备是怎么知道室内的温度、湿度和光照强度的呢？”引导学生思考数据的来源，从而引出本节课的主题——物联数据需采集。 设计意图：通过展示生动有趣的智能家居场景，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，让学生在情境中感受到物联数据采集的重要性，自然地导入新课。 能说出智能家居场景中数据的来源。
出示学习目标 1.熟悉利用传感器获取数据的方法，能够根据需要选择常见的传感器 2.进一步熟悉从互联网中获取数据的方法。 3.熟悉物联系统中数据的传输与存储，形成良好的物联网实验操作规范。 4.能发现物联网实例中数据的采集方式。能够了解物联系统与互联网络之间的紧密联系。 能明确学习目标
新知 探究 一、物联数据采集的概念和意义： 结合导入的情境，讲解物联数据采集是指通过各种技术手段，从物联网中的传感器、设备、系统等获取数据的过程。强调数据采集是物联网实现智能化的基础，没有准确的数据采集，物联网就无法做出正确的决策和控制。 展示一些物联网在工业生产、农业种植、医疗健康等领域的应用案例，分析这些案例中数据采集的作用，让学生进一步理解物联数据采集的意义。 设计意图：通过实例分析，帮助学生理解抽象的概念，让学生认识到物联数据采集在各个领域的广泛应用和重要价值。 二、常见的数据采集对象和数据类型： 展示不同场景下的数据采集图片，如气象站采集气温、气压、风速等气象数据，交通摄像头采集车辆流量、车速等交通数据，超市收银系统采集商品销售数据等。引导学生观察并讨论这些场景中采集的数据对象和数据类型，教师进行总结归纳。 介绍常见的数据采集对象包括环境数据、物体状态数据、行为数据等，常见的数据类型有数值型、文本型、图像型、音频型等。 设计意图：通过直观的图片展示和学生的讨论，让学生对常见的数据采集对象和数据类型有更清晰的认识，培养学生的观察能力和归纳总结能力。 三、传感器介绍： 常见传感器的工作原理：拿出温湿度传感器实物，向学生介绍其工作原理。讲解温湿度传感器通过内部的敏感元件感知环境中的温度和湿度变化，并将这些物理量转化为电信号，再经过电路处理后输出数字信号。以同样的方式，分别介绍光照传感器、红外传感器、压力传感器等常见传感器的工作原理，结合简单的实验演示，让学生更直观地了解传感器是如何工作的。 设计意图：通过实物展示和实验演示，将抽象的传感器工作原理直观化，帮助学生理解，提高学生的学习兴趣。四、传感器的应用场景 展示一些传感器在实际生活中的应用图片或视频，如温湿度传感器用于智能家居环境监测、农业大棚温湿度控制；光照传感器用于路灯自动控制、植物生长补光控制；红外传感器用于自动门感应、人体红外检测；压力传感器用于电子秤、汽车胎压监测等。组织学生进行小组讨论，每个小组选择一种传感器，讨论其在更多场景中的应用可能性，然后每组派代表进行发言。 设计意图：通过小组讨论和发言，培养学生的团队协作能力和创新思维，让学生进一步了解传感器在不同领域的广泛应用。 五、实践操作： 给每个小组发放一套数据采集实验设备，包括温湿度传感器、光照传感器、数据采集模块和实验手册。 布置实践任务：使用温湿度传感器和光照传感器采集教室环境中的温度、湿度和光照强度数据，并将实验数据记录表格中。 操作指导：教师详细讲解实验操作步骤，强调安全注意事项。指导学生将传感器正确连接到数据采集模块，打开电源，启动数据采集软件，观察并记录传感器采集到的数据。在学生操作过程中，教师巡回指导，及时解决学生遇到的问题。 设计意图：通过实践操作，让学生亲身体验数据采集的过程，加深对传感器工作原理和数据采集方法的理解，提高学生的动手能力和实践操作技能。 六、数据记录与分析： 学生完成数据采集后，组织学生对采集到的数据进行分析。引导学生思考以下问题：采集到的数据是否合理？温度、湿度和光照强度之间是否存在某种关联？如果数据出现异常，可能是什么原因导致的？让学生根据分析结果，并撰写简单的实验报告。 设计意图：培养学生的数据处理和分析能力，让学生学会从数据中发现问题、解决问题，提高学生的科学素养。 能结合一些物联网在工业生产、农业种植、医疗健康等领域的应用案例，分析这些案例中数据采集的作用。 通过观察并讨论能总结归纳出不同物联场景中采集的数据对象和数据类型。 能简单介绍传感器的工作原理 能小组讨论分析传感器在更多场景中的应用可能性。 能使用温湿度传感器和光照传感器采集教室环境中的温度、湿度和光照强度数据，并将实验数据记录表格中。 能对采集到的数据进行分析并小组撰写简单的实验报告。
拓展与提升 1、数据采集的其他方法：除了使用传感器进行数据采集外，介绍网络爬虫、问卷调查、设备日志采集等其他常见的数据采集方法。简单讲解这些方法的适用场景和优缺点，拓展学生的知识面。组织学生进行小组讨论，比较不同数据采集方法的异同，以及在实际应用中如何选择合适的数据采集方法。 设计意图：拓宽学生的视野，让学生了解更多的数据采集方法，培养学生的比较分析能力和综合应用能力。 2、物联数据采集的发展趋势：展示一些关于物联网数据采集技术发展的前沿资料，如新型传感器的研发、数据采集的智能化和微型化趋势等。引导学生思考这些发展趋势对未来生活和社会的影响，鼓励学生大胆想象和创新，激发学生对信息技术的探索欲望。 设计意图：让学生了解物联数据采集领域的最新动态，培养学生的创新意识和对未来技术的展望能力。 能结合物联系统的工作环节，说一说高铁烟雾报警系统的每个工作环节可能使用了哪些硬件。
教学 总结 引导回顾：教师引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括物联数据采集的概念、意义、常见的数据采集对象和数据类型、传感器的工作原理和应用场景，以及数据采集的实践操作过程等。让学生自由发言，分享自己在本节课中的收获和体会。 设计意图：通过回顾和分享，帮助学生巩固所学知识，加深记忆，同时培养学生的总结归纳能力和表达能力。 教师梳理：教师对学生的发言进行总结和补充，强调重点知识，构建完整的知识框架。再次强调物联数据采集在物联网发展中的重要地位，鼓励学生在今后的生活中继续关注物联网技术，积极探索数据采集的更多应用。 设计意图：教师的梳理和强调，让学生对本节课的知识有更清晰、系统的认识，明确学习重点，为后续学习打下坚实的基础。 能回顾本节课所学的主要内容并分享自己在本节课中的收获和体会。
板书 设计 第17课　物联数据需采集 1. 物联数据采集概念：从物联网中获取数据的过程 2. 数据采集对象与类型 （1）对象：环境、物体状态、行为等数据 （2）类型：数值、文本、图像、音频等 3. 传感器 （1）常见传感器：温湿度、光照、红外、压力等 （2）工作原理：物理量转化为电信号 （3）应用场景：智能家居、农业、交通等 4. 数据采集方法 （1）传感器采集 （2）网络爬虫等其他方法 5. 实践操作要点 （1）设备连接 （2）数据记录与分析
作业 设计 1、让学生回家后，使用家中的智能设备（如智能手环、智能体重秤等）采集相关数据（如运动步数、睡眠质量、体重等），记录数据并分析数据的变化趋势，写一篇简单的数据分析报告。（必做） 2、查阅资料，了解物联网在自己感兴趣的领域（如智能教育、智能环保、智能物流等）的数据采集应用。（选做）
教学 反思