3.3 简易温湿度采集器 教学设计-2025-2026学年八年级上《信息科技》（教科版）

第3课 简易温湿度采集器 教学设计
1.教学内容分析
在前两节课学生分别使用环境温湿度和土壤湿度传感器采集数据，本节课是前两节课的综合运用，涉及传感器技术、数据采集、硬件搭建、编程和数据处理，目的是设计一个简易的温湿度采集器。首先确定实验所需要的硬件，记录到教科书或任务单中。由于本课使用两个传感器，并同时将数据显示到液晶显示屏上，因此在实践操作之前需要设计好显示屏上显示的内容及其位置，之后绘制算法流程图、连接硬件、编写程序、运行调试，完成简易温湿度采集器的制作。本课通过简易物联系统的设计与搭建，初步分析与物联网相关的技术，解决实际问题，将具体的硬件操作和编程步骤与抽象的计算思维培养结合，通过“传感器认知—硬件搭建—编程控制—数据应用”的完成链路，初步实现从知识技能到创新应用的转化。
2.学习者分析
之前学生已经掌握温湿度传感器和土壤湿度传感器的应用，能够根据实验任务绘制算法流程图编写程序，知道数据分析的方法。学生之前未接触过多传感器的联动，不知道设置多传感器的型号、引脚、对象名的方法。学生也未设计过液晶显示屏的版面，不清楚合理布局的重要性。学生愿意动手尝试搭建物联网实验，学习积极性较高，但面对复杂的编程或者编程错误有畏难情绪，不知道查错的方法。
3.学习目标确定
（1）通过任务分析，选择合适的物联网硬件，在编程软件中能够根据不同的传感器设置不同的对象名。
（2）通过设计显示的内容和位置，掌握数据处理的基本方法。
（3）通过数据的采集、传输与分析，设计并实现完整的物联网应用原型，体会完整的物联网应用链路。
4.教学重点和难点
（1）教学重点
选择合适的物联网硬件，设计显示的内容和位置，设计并实现完整的物联网应用原型。
（2）教学难点
能够根据不同的传感器设置不同的对象名。
5.教学活动设计
教师活动 学生活动 支撑的资源
环节一 聚焦新知
（1）回顾前两节课学习的内容：环境温湿度传感器和土壤湿度传感器。 （2）展示智慧温室大棚和校园植物的照片，介绍本节课的物联网实验项目——制作植物简易温湿度采集器。 （3）本课实验项目每组需要一名硬件设计师、一名软件设计师和一名数据分析师，可以兼任，但每名学生至少扮演一个角色。 回忆前两节课学习的内容。 观看图片，回忆之前学习的内容，了解本节课的任务要求。 学生分工，确定各自扮演的角色。
活动意图说明：通过之前的学习经历，结合实际生活场景，让学生了解本节课的实验项目。通过小组分工、角色扮演，让学生明确自己的任务，同时激发学生的学习热情。
环节二 探索求知
（1）展示本节课的最终成果，确定实验所需要的硬件，在教科书中记录硬件设备名称。 （2）介绍引脚的作用。展示前两节课的程序，提出问题：本节课需要同时使用两个传感器，能否照抄前两节课的程序？提醒学生注意教科书中的温湿度传感器的初始设置。 （3）讲解液晶显示屏的版面设计。提出问题：本节课的实验项目最终要在液晶显示屏上显示哪些内容？版面如何布局？展示不同手机操作系统的界面，讲解版面合理布局的重要性：① 合理的界面布局提升用户体验； ② 高效的信息呈现提高设备使用效率。 与学生一起讨论显示的内容和版面设计，书写板书。 （4）讲解版面设计的编程步骤，用伪代码的形式绘制流程图：设置标题—输出变量—设置基准点。 观察成果所需要的硬件设备，记录到教科书中。 观看投影，思考问题。 观看教科书中温湿度传感器的初始设置。 思考并回答问题。 观看投影，对比不同手机操作系统界面的布局方式。 了解版面合理布局的重要性。 与教师一起讨论版面布局，在教科书中绘制草图。 观看投影，了解液晶显示屏设计步骤。 教科书P67。 教科书P68。
活动意图说明：通过观察，确定物联网实验所需要的硬件。了解引脚的作用，能够根据不同的传感器设置不同的对象名。通过分析不同手机操作系统界面的布局特点，了解合理布局的重要性，并通过师生讨论确定液晶显示器的显示内容和版面设计。了解液晶显示屏版面设计的编程步骤，设置好基准点，设计并实现完整的物联网应用原型，以便实验的实践操作。
环节三 设计实践
（1）根据前两节课学习的内容和本课的任务要求，完成教科书中的算法流程图，给出部分程序的伪代码。 判断框内容为：是否超过3秒？ （2）给出梯度任务顺序：温湿度传感器—土壤湿度传感器—创新新任务。 （3）学生准备硬件、连接硬件、编写程序、运行调试，提示学生做好自己的角色，教师巡视，解决问题。 在教科书中补充完整算法流程图，记录伪代码。 了解梯度任务顺序。 按照算法流程图和梯度任务顺序编写程序，如果程序有错误，先在小组内自行解决，解决不了的再找其他组的“大师特工”帮忙。 教科书P69。 思维导图制作软件。
活动意图说明：根据本课物联网实验要求和液晶显示屏版面设计的编程步骤，补充完整的算法流程图。能够按照学习的内容和梯度任务顺序正确连接硬件，编写程序、运行调试。小组内分工合作，每名学生明确自己的任务，小组之间协作互助。
环节四 拓展
（1）简单总结本节课学习的内容：版面设计、设置不同传感器的变量名。 （2）展示文物保护的图片，请学生说一说，温湿度采集器还可以用在生活中的哪些方面？ 回忆本节课所学习的内容。 观看投影，了解温湿度采集器在文物保护中起到的重要作用。 自由发言，讲述温湿度采集器在各行各业的应用。 预设回答：智慧家居、智慧农业、智慧医疗、智慧城市、智慧工业、智慧交通。
活动意图说明：通过简易温湿度采集器在文物保护中的实际应用，拓展学生思维，思考温湿度采集器在生活中的具体应用，提升学生的创新思维能力，也为下节课学习预警异常温湿度情况做好铺垫。