第10課 物物互通有新徑 教學(xué)設(shè)計(jì) 2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中信息技術(shù)八年級(jí)全一冊(cè)

教案?jìng)湔n教師：備課日期：年月日課題第10課物物互通有新徑課型：新課授課時(shí)間年月日共1課時(shí)第1課時(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興趣和敏感度，認(rèn)識(shí)到MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性。2.計(jì)算思維：通過(guò)MQTT通信機(jī)制的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和問(wèn)題解決能力。3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：掌握利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)訂閱功能的方法，能夠創(chuàng)新性地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。4.信息社會(huì)責(zé)任：在使用MQTT協(xié)議時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生遵守相關(guān)法律法規(guī)和倫理道德，確保信息安全和隱私保護(hù)。教學(xué)重點(diǎn)MQTT通信機(jī)制的理解，發(fā)布者、訂閱者和服務(wù)器之間的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)MQTT訂閱功能的實(shí)際操作。教法學(xué)法教法：情境教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、直觀演示法。學(xué)法：觀察思考、小組討論、動(dòng)手實(shí)踐、自主探究。教具學(xué)具準(zhǔn)備具備上網(wǎng)條件的信息科技實(shí)驗(yàn)室、多媒體課件、安裝MQTT客戶端軟件（如MQTTExplorer）和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)（如阿里云IoT平臺(tái)）的訪問(wèn)權(quán)限、MQTT通信機(jī)制示意圖、生活實(shí)例視頻等。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入活動(dòng)1：播放一段智能家居控制的視頻，展示通過(guò)MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制功能。提問(wèn)：同學(xué)們，你們知道這段視頻中的智能家居設(shè)備是如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考并分享自己的見解，激發(fā)學(xué)生興趣?；顒?dòng)1：1.觀看視頻，集中注意力。2.積極思考并舉手回答教師的問(wèn)題，提出自己的猜想或疑問(wèn)。通過(guò)生活實(shí)例引入，讓學(xué)生感受到MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新知探究應(yīng)用提升一、新知探究1.了解MQTT通信機(jī)制活動(dòng)2：①使用PPT展示MQTT協(xié)議的基本概念，包括發(fā)布者、訂閱者和服務(wù)器之間的關(guān)系。②通過(guò)動(dòng)畫演示MQTT通信過(guò)程，解釋消息如何從發(fā)布者發(fā)送到服務(wù)器，再由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給訂閱者。提問(wèn)：MQTT協(xié)議中的發(fā)布者、訂閱者和服務(wù)器分別扮演什么角色？疑難解答：①教師預(yù)設(shè)問(wèn)題，如“MQTT協(xié)議相比HTTP協(xié)議有哪些優(yōu)勢(shì)？并邀請(qǐng)學(xué)生回答。.針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)進(jìn)行解答，確保每位學(xué)生都能理解MQTT通信機(jī)制。2.體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)活動(dòng)3：①演示如何使用MQTT客戶端軟件（如MQTTExplorer）連接到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)（如阿里云IoT平臺(tái)）。②展示如何創(chuàng)建主題、發(fā)布消息和訂閱消息的具體操作步驟。布置任務(wù)：請(qǐng)各小組使用MQTT客戶端軟件，嘗試訂閱一個(gè)主題并接收消息?！倍?、應(yīng)用提升游戲名稱：MQTT通信挑戰(zhàn)賽游戲規(guī)則：1.各小組選擇一個(gè)感興趣的主題（如天氣、新聞、交通等），在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)上創(chuàng)建該主題。2.小組內(nèi)部分工合作，一部分成員作為發(fā)布者發(fā)布消息到該主題，另一部分成員作為訂閱者接收消息。3.小組間進(jìn)行展示和分享，評(píng)委（教師或?qū)W生代表）根據(jù)消息的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和創(chuàng)意性進(jìn)行打分?；顒?dòng)4：1.提供必要的指導(dǎo)和幫助，確保學(xué)生能夠順利完成任務(wù)。2.巡視各小組，觀察學(xué)生的實(shí)踐過(guò)程，提供及時(shí)的反饋和建議。3.邀請(qǐng)完成任務(wù)的小組進(jìn)行展示，組織評(píng)委進(jìn)行打分和點(diǎn)評(píng)?；顒?dòng)2：1.觀看PPT和動(dòng)畫，認(rèn)真聽講并做好筆記。2.小組討論MQTT通信機(jī)制，每組選一名代表分享討論結(jié)果?；顒?dòng)3：1.跟隨教師的演示，在MQTT客戶端軟件中嘗試連接物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。2..小組合作完成任務(wù)，分工明確，相互協(xié)作。3..遇到問(wèn)題及時(shí)舉手提問(wèn)，教師巡回指導(dǎo)?；顒?dòng)4：1.小組合作完成任務(wù)，分工明確，相互協(xié)作。2.編寫代碼（如使用Python腳本）或利用MQTT客戶端軟件實(shí)現(xiàn)消息的發(fā)布和訂閱。3.準(zhǔn)備展示材料，包括PPT、視頻或?qū)嵨镅菔镜取?.積極參與展示和分享環(huán)節(jié)，接受評(píng)委的點(diǎn)評(píng)和建議。1.教師觀察學(xué)生的操作過(guò)程，記錄學(xué)生在實(shí)踐中的問(wèn)題和困難。2.對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足，提出改進(jìn)建議。根據(jù)評(píng)委的打分結(jié)果，評(píng)選出“最佳通信小組”和“最具創(chuàng)意主題獎(jiǎng)”等獎(jiǎng)項(xiàng)，并給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)或表彰。課堂小結(jié)活動(dòng)6：1.總結(jié)本課知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性及其通信機(jī)制。2.回顧“MQTT通信挑戰(zhàn)賽”中的精彩瞬間和亮點(diǎn)，表?yè)P(yáng)學(xué)生的努力和成果。3.引導(dǎo)學(xué)生思考MQTT協(xié)議在其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景和可能面臨的挑戰(zhàn)。拓展升華：1.鼓勵(lì)學(xué)生保持對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興趣和探索精神，積極關(guān)注MQTT協(xié)議及相關(guān)技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。2.提醒學(xué)生注意信息安全和隱私保護(hù)的重要性，在使用MQTT協(xié)議時(shí)要遵守相關(guān)法律法規(guī)和道德規(guī)范。結(jié)束語(yǔ)：同學(xué)們，今天的課程讓我們深入了解了MQTT協(xié)議及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。希望你們能夠繼續(xù)保持對(duì)科技的好奇心和探索精神，為未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)世界貢獻(xiàn)自己的力量！活動(dòng)6：1.回顧學(xué)習(xí)內(nèi)容，分享自己的學(xué)習(xí)收獲和感受。2.思考并回答教師提出的問(wèn)題，如“MQTT協(xié)議在智能交通系統(tǒng)中有哪些應(yīng)用？”“我們?nèi)绾未_保MQTT通信的安全性？”等。課后作業(yè)布置基礎(chǔ)作業(yè)：完成課后練習(xí)題，鞏固MQTT通信機(jī)制的理解。拓展作業(yè)：查找并列舉更多與MQTT相關(guān)的生活實(shí)例，撰寫一篇小論文或制作一份PPT進(jìn)行展示。實(shí)踐作業(yè)：利用MQTT協(xié)議和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目（如智能溫控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等），并撰寫項(xiàng)目報(bào)告。板書設(shè)計(jì)第二單元萬(wàn)物互聯(lián)有協(xié)議第9課物物互通有新徑1.了解MQTT通信機(jī)制①發(fā)布者②訂閱者③服務(wù)器2.體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)①連接物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)②創(chuàng)建主題③發(fā)布消息④訂閱消息教學(xué)札記收獲：1.本課通過(guò)生活實(shí)例引入和趣味挑戰(zhàn)賽的形式，成功激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。2.學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，不僅掌握了MQTT通信機(jī)制的基本知識(shí)，還初步具備了利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)訂閱功能的能力。3.小組合作和展示分享環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和表達(dá)能力。不足：1.部分學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中遇到了一些技術(shù)難題，如MQTT客戶端軟件的配置和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的操作等，需要教師在課前提供更多的指導(dǎo)和幫助。2.由于時(shí)間限制，部分小組未能充分展示其項(xiàng)目成果，影響了課堂效果。改進(jìn)：1.在