第四单元 第16课 模块功能先划分 教案 义务教育版（2024）信息科技八年级全一册
文档属性
| 名称 | 第四单元 第16课 模块功能先划分 教案 义务教育版（2024）信息科技八年级全一册 |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 义务教育版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-11-29 15:25:58 | ||
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文档简介
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第16课 模块功能先划分 教学设计
课题 模块功能先划分 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】在上一单元学习的简单物联功能实践的基础上，本单元的内容比较综合，让学生从物联系统的整体出发进行分析和规划，最终学会设计较为完整的简易物联系统。物联系统的工作过程本质上是通过感知外部环境，并通过数据传输、存储、处理，最终反馈到外部环境的过程。本单元围绕简易物联花盆系统，通过划分物联系统的模块，根据需求确定感知、传输、反馈和控制等功能，最后完成简易物联系统的搭建。与前面三个单元相比，本单元的实践难度略大，在具体实施过程中，可以先实现每个模块的功能，再将所有模块集成在一起。教学中可根据本地实际情况或者学生兴趣，选择其他的实践案例。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。3. 数字化学习与创新：能够主动利用数字设备开展实践创新活动，并在创新活动中认识到原始创新对可持续发展的重要性。4. 信息社会责任：了解自主可控对国家安全及物联网未来发展的重要意义。
重点 物联系统的基本工作流程；物联系统功能模块的划分方法。
难点 如何将抽象的功能需求，准确、合理地映射到具体的功能模块上。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【视频导入】【视频链接】https://www./video/BV1DP4y1d7rY/ spm_id_from=333.337.search-card.all.click【问题情境】这个智慧农业系统帮我们解决了哪些实际问题？为了实现这些酷炫的功能，这个系统是由哪些‘部分’组成的？用到了哪些硬件？这些部件并不是孤立工作的，它们是如何协同，像一支球队一样各司其职，最终赢得‘智慧农业’这场比赛的呢？我们如何才能有条理地设计出这样一个系统？【建构】面对复杂系统，如何像庖丁解牛一样游刃有余？答案是“分而治之”。今天，我们就来学习这种设计方法。关键在于，先不为具体硬件所困，而是像绘制蓝图一样，为智能系统搭建骨架——通过自上而下的思考，将整体功能拆解为独立的模块。这就是——模块功能先划分！ 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、了解物联系统的工作环节【学习探究】物联系统会根据任务目标，采集周围环境数据，对数据进行传输、存储、分析处理，再设计算法，通过执行器对现实世界采取行动。【小试牛刀】选择生活中常见的一两个物联系统，分析系统的工作环节。【例】物联音箱、共享单车、运动手表 ……【例】- 共享单车【学习活动】二、确定物联系统的功能需求【合作探究】学校种植了一些绿色植物，为了解校园不同区域的实时环境状况，决定搭建一个“物联花盆系统” 。如何搭建该“物联花盆系统”呢？1. 分组讨论，明确物联花盆系统的基本功能。【例】2. 对功能需求进行可行性评估，形成物联系统各环节的实现方案。（1）采集数据。根据项目任务确定需要采集的环境数据，再根据具体使用场景和要求选择合适的传感器。例如，要实时获取空气温度、土壤湿度、光照强度等环境数据，可以利用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏传感器实现；要获取天气预报数据，可通过 API 获得当地天气预报数据。（2）传输与存储数据。通过网络将数据传输并存储在物联网服务平台。（3）分析处理数据。可从物联网服务平台获取历史数据，并对数据进行简单分析处理，得到简单的数据统计结果和可视化图表，动态显示温度、土壤湿度、光照强度等数据。（4）反馈与控制。可根据土壤湿度、天气预报等数据设计算法，实现自动灌溉。例如，土壤湿度大的时候不灌溉，土壤湿度小且预报第二天下雨的时候不灌溉，在光照强度大的时候适当提高土壤湿度设定值等。【学习活动】三、划分物联系统的功能模块为了降低难度，需要把物联系统分解为多个功能模块，并明确每个功能模块负责的任务以及模块之间的关系。【思考-讨论】物联花盆系统可以分为哪几个模块？【学习探究】物联花盆系统可以分为环境感知模块、网络通信模块、服务平台模块和执行模块。1. 环境感知模块。由传感器和主控板组成，传感器负责采集环境数据，主控板负责接收传感器的数据，并将这些数据通过网络通信模块发送到服务平台模块。2. 网络通信模块。负责实现数据通信。在本项目中，将主控板获取的传感器数据发送到服务平台模块，将服务平台模块和从互联网获取的天气预报数据传输给主控板。3. 服务平台模块。主要负责数据的汇总、处理。在本项目中，负责存储环境数据，将环境数据可视化，以及实现手动控制灌溉。4. 执行模块。执行模块包括主控板和执行器。执行器的主要作用是根据主控板发出的指令产生相应的动作（如 LED 灯亮或灭、电机启动或关闭等），从而实现物联系统对现实世界的反馈。 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】如今，城市的公交系统越来越智能化，人们通过智能终端可以实时查询公交车的位置。尝试分析物联公交系统的功能模块。 自主探究 旨在引导学生将课堂所学的理论知识，迁移到一个真实、复杂且贴近生活的场景中，实现从“理解”到“应用”，从“模仿”到“创造”的认知提升。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第16课 模块功能先划分 教学设计
课题 模块功能先划分 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】在上一单元学习的简单物联功能实践的基础上，本单元的内容比较综合，让学生从物联系统的整体出发进行分析和规划，最终学会设计较为完整的简易物联系统。物联系统的工作过程本质上是通过感知外部环境，并通过数据传输、存储、处理，最终反馈到外部环境的过程。本单元围绕简易物联花盆系统，通过划分物联系统的模块，根据需求确定感知、传输、反馈和控制等功能，最后完成简易物联系统的搭建。与前面三个单元相比，本单元的实践难度略大，在具体实施过程中，可以先实现每个模块的功能，再将所有模块集成在一起。教学中可根据本地实际情况或者学生兴趣，选择其他的实践案例。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。3. 数字化学习与创新：能够主动利用数字设备开展实践创新活动，并在创新活动中认识到原始创新对可持续发展的重要性。4. 信息社会责任：了解自主可控对国家安全及物联网未来发展的重要意义。
重点 物联系统的基本工作流程；物联系统功能模块的划分方法。
难点 如何将抽象的功能需求，准确、合理地映射到具体的功能模块上。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【视频导入】【视频链接】https://www./video/BV1DP4y1d7rY/ spm_id_from=333.337.search-card.all.click【问题情境】这个智慧农业系统帮我们解决了哪些实际问题？为了实现这些酷炫的功能，这个系统是由哪些‘部分’组成的？用到了哪些硬件？这些部件并不是孤立工作的，它们是如何协同，像一支球队一样各司其职，最终赢得‘智慧农业’这场比赛的呢？我们如何才能有条理地设计出这样一个系统？【建构】面对复杂系统，如何像庖丁解牛一样游刃有余？答案是“分而治之”。今天，我们就来学习这种设计方法。关键在于，先不为具体硬件所困，而是像绘制蓝图一样，为智能系统搭建骨架——通过自上而下的思考，将整体功能拆解为独立的模块。这就是——模块功能先划分！ 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、了解物联系统的工作环节【学习探究】物联系统会根据任务目标，采集周围环境数据，对数据进行传输、存储、分析处理，再设计算法，通过执行器对现实世界采取行动。【小试牛刀】选择生活中常见的一两个物联系统，分析系统的工作环节。【例】物联音箱、共享单车、运动手表 ……【例】- 共享单车【学习活动】二、确定物联系统的功能需求【合作探究】学校种植了一些绿色植物，为了解校园不同区域的实时环境状况，决定搭建一个“物联花盆系统” 。如何搭建该“物联花盆系统”呢？1. 分组讨论，明确物联花盆系统的基本功能。【例】2. 对功能需求进行可行性评估，形成物联系统各环节的实现方案。（1）采集数据。根据项目任务确定需要采集的环境数据，再根据具体使用场景和要求选择合适的传感器。例如，要实时获取空气温度、土壤湿度、光照强度等环境数据，可以利用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏传感器实现；要获取天气预报数据，可通过 API 获得当地天气预报数据。（2）传输与存储数据。通过网络将数据传输并存储在物联网服务平台。（3）分析处理数据。可从物联网服务平台获取历史数据，并对数据进行简单分析处理，得到简单的数据统计结果和可视化图表，动态显示温度、土壤湿度、光照强度等数据。（4）反馈与控制。可根据土壤湿度、天气预报等数据设计算法，实现自动灌溉。例如，土壤湿度大的时候不灌溉，土壤湿度小且预报第二天下雨的时候不灌溉，在光照强度大的时候适当提高土壤湿度设定值等。【学习活动】三、划分物联系统的功能模块为了降低难度，需要把物联系统分解为多个功能模块，并明确每个功能模块负责的任务以及模块之间的关系。【思考-讨论】物联花盆系统可以分为哪几个模块？【学习探究】物联花盆系统可以分为环境感知模块、网络通信模块、服务平台模块和执行模块。1. 环境感知模块。由传感器和主控板组成，传感器负责采集环境数据，主控板负责接收传感器的数据，并将这些数据通过网络通信模块发送到服务平台模块。2. 网络通信模块。负责实现数据通信。在本项目中，将主控板获取的传感器数据发送到服务平台模块，将服务平台模块和从互联网获取的天气预报数据传输给主控板。3. 服务平台模块。主要负责数据的汇总、处理。在本项目中，负责存储环境数据，将环境数据可视化，以及实现手动控制灌溉。4. 执行模块。执行模块包括主控板和执行器。执行器的主要作用是根据主控板发出的指令产生相应的动作（如 LED 灯亮或灭、电机启动或关闭等），从而实现物联系统对现实世界的反馈。 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】如今，城市的公交系统越来越智能化，人们通过智能终端可以实时查询公交车的位置。尝试分析物联公交系统的功能模块。 自主探究 旨在引导学生将课堂所学的理论知识，迁移到一个真实、复杂且贴近生活的场景中，实现从“理解”到“应用”，从“模仿”到“创造”的认知提升。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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