4.4温湿度远程监测报警 教学设计-2025-2026学年八年级上《信息科技》（教科版）

第4课 温湿度远程监测报警 教学设计
教学内容分析
温湿度远程监测报警系统是物联网技术在农业领域的重要应用，通过温湿度传感器采集数据，并利用Wi-Fi传输技术将数据发送到物联网平台，实现对植物生长环境的实时监测和报警功能。本课在前课基础上聚焦于温湿度远程监测报警系统的实现，学生在实践过程中理解数据采集、数据远程传输和报警触发，感受物联网系统的在真实场景下的切实作用，提升知识迁移与解决实际问题的能力。
学习者分析
八年级学生接触过烟雾报警器、汽车倒车警告等报警场景，对报警触发机制有感性认识。他们具备一定观察、分析和合作能力，能参与温湿度报警阈值讨论及简单硬件连接，但对温湿度数据与报警逻辑结合的复杂判断及编程实现能力尚在发展。学生好奇如何让温湿度系统具备报警功能，渴望设计实现符合需求的报警机制。其发展需求是建立数据传输与报警功能的关联，形成系统设计思维，路径为从设定阈值到编程实现报警功能。可能在阈值设定和多条件报警逻辑编程方面有困难。
学习目标确定
（1）借助生活经验和学习经历，理解温湿度远程监测报警系统的意义，能结合常见智能设备报警的方式，创造性地思考温湿度远程监测报警系统设计与实现过程中的关键内容。
（2）通过设计算法流程图，深度理解阈值的重要作用，在梳理温度与湿度不同阈值的状态处理中深度锻炼逻辑思维能力。
（3）通过编程实现“温湿度远程监测报警系统”，熟练掌握逻辑运算的使用，获得物联网编程和系统搭建的实践经验，提高解决实际问题的能力。
教学重点和难点
（1）教学重点
①通过设计算法流程图，深度理解阈值的重要作用，在梳理温度与湿度不同阈值的状态处理中深度锻炼逻辑思维能力。
②通过编程实现“温湿度远程监测报警系统”，熟练掌握逻辑运算的使用。
（2）教学难点
借助生活经验和学习经历，创造性地思考温湿度远程监测报警系统设计与实现过程中的关键内容。
教学活动设计
教师活动 学生活动 支撑的资源
环节一 导入新课
教师活动1 1.展示生活中常见的温湿度监测设备，如智能空调、智能手环等，引导学生思考这些设备如何实现温湿度的监测与报警。 2.引入本课主题——温湿度远程监测报警，强调其在智慧农业、智能家居等领域的重要应用。 学生活动1 1.观察教师展示的设备，思考其工作原理。 2.讨论温湿度监测报警在生活中的应用实例。 生活中常见温湿度监测设备的图片、这类设备工作过程的视频等。
活动意图说明：通过展示生活中的实际应用，激发学生的学习兴趣，帮助学生理解温湿度监测报警的重要性和应用场景。
环节二 探究新知
教师活动2 1.系统分析 回顾“灯光警报控制器”，梳理温湿度远程监测报警系统的制作过程。 2.阈值设定 介绍农业大棚中蔬菜对温湿度要求，引导学生设定温湿度阈值，讨论不同环境下的温湿度阈值设定标准。 总结阈值设定的重要性：通过阈值判断数据是否异常，从而实现报警功能。 3.报警逻辑与响应 展示报警逻辑的实现方法，如通过条件判断语句实现报警。 引导学生思考如何通过物联网平台对报警信息进行提示，如发送通知、自动控制设备等。 总结报警提示的作用：及时发现并处理异常情况，避免损失。 学生活动2 1. 结合已有学习经验，梳理温湿度远程监测报警系统的相关设计内容，如：要监测的数据，选用的数据传输技术，物联网平台，是否显示实时数据，温湿度数据的临界值即阈值，报警的方式、效果，监测的频率，物联网编程环境等。 2.分组讨论温湿度阈值的设定标准，分享各自的观点。 3.设计不同阈值状态下的报警提示方式，填写算法流程图。 农业大棚中蔬菜对温湿度要求介绍，不同环境下的温湿度阈值的介绍，文字或视频资料。
活动意图说明：通过教师的引导和学生的讨论，帮助学生理解关键概念，分解并抽象问题，锻炼有效分析问题的信息意识。帮助学生理解温湿度监测报警的基本逻辑和实现方法，锻炼计算思维。
环节三 实践操作
教师活动3 1.明确实践内容 提供温湿度传感器、主控板、物联网平台等实验材料。 实践内容：设计全面、合理的报警规则及报警方式，实现温湿度数据的采集、传输与报警功能。 2.指导与答疑 巡视课堂，观察学生的操作情况，及时解答学生在实践中遇到的问题。 引导学生优化程序，提高数据传输的稳定性和报警的准确性。 学生活动3 1.硬件连接 连接温湿度传感器和主控板。检查硬件连接是否稳定，确保设备正常工作。 2.程序编写 先编写数据采集程序，实现温湿度数据的实时采集。再编写数据传输程序，将采集到的数据通过Wi-Fi上传到物联网平台。最后编写报警程序，设定温湿度阈值，实现数据的实时监测与报警功能。 3.测试与优化 测试程序，检查数据采集、传输与报警功能是否符合预期效果。 4.展示成果 各小组展示自己的实践成果，分享温湿度监测报警系统的实现过程和效果。 温湿度传感器、主控板、物联网平台等实验材料。部分程序示例。
活动意图说明：通过实践操作，让学生亲身体验温湿度监测报警系统的实现过程，巩固所学知识，提升实践能力和问题解决能力。同时，通过小组合作，培养学生的团队协作精神。
环节四 讨论总结
教师活动4 1.讨论 引导学生总结在实践操作中的收获，分享成功经验和遇到的困难及解决方法。 讨论温湿度监测报警系统在实际生活中的应用前景和改进方向。 2.总结 回顾本课所学内容，强调温湿度监测报警系统的重要性和实现方法。鼓励学生将所学知识应用于实际生活中，解决实际问题。 学生活动4 1.总结实践操作中的收获和体会，分享成功经验和遇到的困难及解决方法。 2.讨论温湿度监测报警系统在实际生活中的应用案例，如智慧农业、智能家居等。 温湿度监测报警系统在实际生活中的应用介绍，文字或视频资料。
活动意图说明：通过讨论和总结，帮助学生梳理所学知识，反思实践过程中的问题，进一步巩固所学内容。同时，引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活中，培养他们的创新思维和实践能力。
环节五 拓展延伸
教师活动5 1.引导学生思考如何进一步优化温湿度监测报警系统，如增加数据存储功能、实现多点监测等。 2.明确拓展实践内容：查阅相关资料，设计一个更完善的温湿度监测报警系统，并撰写设计报告。 学生活动5 1.讨论如何优化温湿度监测报警系统，提出自己的想法和建议。 2.课后查阅相关资料，完成拓展任务，撰写设计报告。 有关农业大棚监测报警系统的实际应用分析，文字（研究文献）或视频资料。
活动意图说明：通过拓展任务，激发学生的创新思维，培养他们的自主学习能力和综合应用能力。同时，为学生提供一个展示自己创意和能力的平台，进一步提升他们的学习兴趣和自信心。