4.5温湿度的报警与响应 教学设计 -2025-2026学年八年级上《信息科技》（教科版）

第5课 温湿度的报警与响应 教学设计
教学内容分析
本课在上节课实现温湿度监测报警系统的基础上增加报警响应机制，从而完整展现物联网技术在农业大棚植物管理中的真实作用。学生将通过实践操作，理解物联网中数据上行传输（数据采集与报警）和下行传输（响应指令）的完整闭环，掌握如何设计和实现报警后的自动响应或人工干预，感受到物联网技术对人类生活的助益。
学习者分析
八年级学生在生活中接触过报警后响应的场景，如火灾报警器响后手动灭火等，对报警与响应的联动有感性认识。他们具备一定观察、分析和合作能力，能参与响应方案讨论及简单设备连接，但对物联网数据上下行传输及自动响应逻辑的分析能力尚在发展。学生好奇温湿度报警后如何实现自动或人工响应，渴望完善系统闭环。其发展需求是理解数据上下行传输闭环逻辑，建立系统协同认知，发展路径为从分析响应场景到实现响应功能。学生可能难以区分自动与人工响应场景，编写响应程序时也可能因理解不足遇阻。
学习目标确定
（1）通过智能门锁的案例分析，理解物联网数据传输中上行和下行的概念，能够清晰阐述一个物联网应用案例中的数据上行和下行的过程。
（2）通过分析农业大棚对温湿度管理的实际需要，理解自动响应和人工响应在物联网数据传输反馈的优势与不足，能根据实际情况设计合理的响应方案。
（3）通过实践操作，实现使用物联网平台及主控板进行响应消息的发送与接收功能，理清从数据采集、数据传输、状态报警到报警响应的完整过程，提升实践动手能力和解决问题的能力。
教学重点和难点
（1）教学重点
①通过智能门锁的案例分析，理解物联网数据传输中上行和下行的概念，能够清晰阐述一个物联网应用案例中的数据上行和下行的过程。
②通过实践操作实现预期功能，理清从数据采集、数据传输、状态报警到报警响应的完整过程。
（2）教学难点
通过分析农业大棚对温湿度管理的实际需要，理解自动响应和人工响应在物联网数据传输反馈的优势与不足，能根据实际情况设计合理的响应方案。
教学活动设计
教师活动 学生活动 支撑的资源
环节一 聚焦
1. 展示智能温室温湿度监测报警系统的实际场景，引导学生讨论报警后需采取的处理措施，思考报警响应的重要性。 2. 分享农业生产中因及时响应报警避免损失的案例（如自动开通风设备、启动灌溉系统等），引出本课主题——温湿度的报警与响应。 3. 通过提问引导学生分析自动响应的效率、人工干预的灵活性等特点，强调报警响应机制在物联网中的作用。 1.观察智能温室场景，讨论报警后的处理需求，认识到响应措施对农业生产的重要性。 2.倾听实际案例，思考报警响应在实际场景中的关键作用。 3.参与提问互动，分析自动响应与人工响应的特点，明确本课学习方向。 智能温室温湿度监测报警系统场景图、农业生产报警响应案例视频或文字资料。
活动意图说明：通过实际场景和案例，激发学生对报警响应机制的探索兴趣，帮助学生理解报警响应的重要性，为学习物联网数据下行传输奠定基础。
环节二 探索
1.讲解智能门锁工作原理，借助动画或示意图展示数据上行（指纹/人脸信息发送到平台）和下行（开门指令发送到门锁）的完整流程。 2.展示智能门锁应用场景图，组织学生分组讨论并填写图中上行数据和下行数据对应的具体信息。 3.针对学生分享的答案进行点评总结，通过追问（如“主人拒绝开门时的上行和下行数据”）强化学生对概念的理解。 1.学习智能门锁工作原理，理解数据上行和下行的流动过程。 2.分组讨论，填写场景图中上下行数据的具体内容，明确数据双向流动的闭环。 3.参与追问互动，深化对物联网数据上行和下行概念的理解。 智能门锁工作原理动画或示意图、智能门锁应用场景图（含填写表格）。
活动意图说明：通过智能门锁案例，帮助学生清晰理解物联网数据上行和下行的概念，认识数据双向流动的闭环，为学习温湿度报警响应中的数据下行传输做好铺垫。
环节三 设计
1.分析“温湿度报警响应”算法的循环部分，结合实际案例讲解自动响应（如温湿度轻微异常时自动开通风设备）和人工响应（如严重异常时人工干预）的适用场景。 2.引导学生根据第4课设定的报警情况，设计至少三个响应措施，填写在表格中，从温湿度阈值、农作物需求等角度提供设计思路。 3.巡视指导，对学生设计的响应方案进行合理性点评。 1.学习算法循环部分，理解自动响应与人工响应的区别及适用场景。 2.结合已有报警设定，设计三个及以上响应措施，填写表格，考虑不同阈值和农作物需求。 3.完善响应方案，确保其合理性和可行性。 “温湿度报警响应” 算法流程图、响应措施设计表格模板。
活动意图说明：通过设计响应措施，帮助学生掌握根据实际需求制定报警响应方案的方法，培养逻辑思维和解决实际问题的能力，为实践操作奠定基础。
环节四 实践操作
1.引导学生对比本课与第四课的硬件清单，讨论新增硬件的功能与使用方法，鼓励学生自主探究。 2. 让学生根据教材自主编写程序，巡视观察编写情况，对共性问题进行集中讲解。 3. 指导学生运行和调试程序，提醒学生观察物联网平台和主控板的变化，引导从硬件连接、程序代码等方面排查问题，鼓励自主解决。 1. 对比硬件清单，探究新增硬件的功能和使用方法，完成硬件连接。 2.自主编写程序，实现数据采集、报警触发和响应执行的功能。 3.运行调试程序，观察平台和主控板变化，排查并解决出现的问题。 温湿度传感器、主控板、物联网平台等硬件（含可能新增的设备）、程序编写教材、部分程序示例。
活动意图说明：通过实践操作，让学生体验温湿度报警响应系统的完整流程，将理论知识转化为实际能力，提升实践操作和问题解决能力，强化对物联网闭环流程的理解。
环节五 讨论总结
1.引导学生总结实践过程中的收获，分享成功经验和遇到的困难及解决方法。 2.组织讨论自动响应和人工响应在实际应用中的优势与不足，以及如何根据场景选择合适的响应方式。 3.回顾本课内容，强调物联网数据上下行闭环的重要性，鼓励学生将所学应用于实际生活。 1.总结实践收获，分享经验、困难及解决方法。 2.讨论自动响应与人工响应的优劣势，思考不同场景下的响应方式选择。 3.回顾本课知识，理解物联网闭环流程的意义。 温湿度报警响应系统应用案例资料（文字或视频）。
活动意图说明：通过讨论总结，帮助学生梳理知识，反思实践问题，深化对报警响应机制的理解，培养将知识应用于实际的意识和能力。