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

第5课 智能温湿度采集器 教学设计
1.教学内容分析
在前面四课的学习中，学生完成了简易温湿度采集器，并添加了本地数据反馈功能。本节课通过无线传输，在另外一块主控板上为温湿度采集器添加远程反馈功能，实现感知层数据和控制信息的双向传递，理解物联网系统如何实现数据获取、通信和反馈控制等基本功能，利用数字化工具和网络系统解决生活中的实际问题，形成创新作品，最终完成简易物联网系统的组装，并自觉遵守物联网实验的操作流程，能对物联网的创新应用形成初步设想。通过真实的实践操作，记录实验结果，并对数据进行分析，完成盆栽温湿度测量报告，掌握从物联设备中采集、发送、接收和使用数据的过程，并认识这些过程背后的物联网协议。
2.学习者分析
学生已经掌握了搭建物联网系统的实验的流程，也初步了解物联网数据反馈机制。但学生还从未实现过两块主控板之间的通信，不了解物联网感知层数据和控制信息双向传递的方法，学生对物联网实验充满了好奇心，渴望探索新功能、新技术。本单元第2课中已经让学生实践了用图表表达数据，但是学生对撰写实验报告还不熟悉，不清楚完整的实验报告应包含哪些关键要素。
3.学习目标确定
（1）通过对比分析，能够说出智能温湿度采集器与简易温湿度采集器的异同。
（2）通过回忆学过的内容，能够认识物联网数据的通信协议。通过绘制硬件连接图，体会物联网系统实现数据通信和反馈的过程。
（3）通过实践操作，能够实现简易物联网系统的组装，自觉遵守物联网实验的操作流程。
（4）通过撰写测量报告，形成创新作品，能够产生对物联网创新应用的初步设想，体会利用数字化工具和网络解决生活实际问题的过程。
4.教学重点和难点
（1）教学重点
能够说出智能温湿度采集器与简易温湿度采集器的异同，能够实现简易物联网系统的组装，自觉遵守物联网实验的操作流程。
（2）教学难点
体会物联网系统实现数据通信和反馈的过程。
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）提出问题：上节课实现的警报功能，如果你离开了教室，是否还能收到警报信息？解决方法是什么？ （2）引出本课主题——使用两块主控板制作智能温湿度采集器。 思考问题。 了解本课任务。
活动意图说明：用生活实际问题引发学生思考，引出远程反馈信息的学习主题，激发学生的学习积极性。
环节二 探索求知
（1）提出问题：智能温湿度采集器和简易温湿度采集器的异同？ 主要强调二者具有不同的数据传输模块从而引出物联设备使用的通信协议，比如行空板使用的是MQTT协议。 （2）绘制硬件连接图。 阅读教科书，思考问题。 根据任务需求，在教科书中绘制硬件连接图。 教科书P76。 教科书P77。
活动意图说明：对比分析智能温湿度采集器和简易温湿度采集器的异同，通过回忆之前学习的内容，认识物联网设备的通信协议。通过绘制硬件连接图，体会物联网系统实现数据通信和反馈的过程。
环节三 设计实践
（1）根据本课任务，补全算法流程图。 （2）准备硬件，连接硬件，编写程序，运行调试。 注意：使用MQTT通信模块。 在教科书中补全算法流程图。 实践操作，完成智能温湿度采集器。 教科书P77。 思维导图制作软件。
活动意图说明：连接硬件，学会采集器和接收器的网络连接方法。通过编写程序设计接收器的版面，实现简易物联系统的组装，并自觉遵守物联网实验的操作流程。
环节四 实现报告
（1）讲解测量报告应包含的要素： 报告题目、实验目的、实验方法、实验结果、结果分析。 （2）根据实验结果，撰写测量报告。讨论测量结果是否存在误差，分析其原因。 阅读教科书，了解测量报告应包含的要素。 根据测量结果，撰写报告，小组讨论测量结果是否存在误差。 教科书P79。
活动意图：通过搭建的智能温湿度采集器收集盆栽的真实数据，撰写测量报告，形成创新作品，并产生对物联网创新应用的初步设想，体会利用数字化工具和网络解决生活实际问题的过程。
环节五 总结提升
（1）作品展示 （2）完成单元作品评价表。 （3）补充完整单元内容小结与概念图。 汇报展示。 自我评价。 回忆单元学习内容，补充完整教科书中概念图。 教科书P81-82。
活动意图说明：小组展示作品，进行自评与互评。回顾本单元学习内容，进行知识小结，为下一单元学习物联网数据传输做好铺垫。