2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修二第三單元項(xiàng)目七《探究智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)-了解物聯(lián)網(wǎng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修二第三單元項(xiàng)目七《探究智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)——了解物聯(lián)網(wǎng)》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修二第三單元項(xiàng)目七《探究智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)——了解物聯(lián)網(wǎng)》為主題，結(jié)合課本內(nèi)容，設(shè)計(jì)了一系列實(shí)踐活動(dòng)，旨在讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作，深入了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，以學(xué)生為主體，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景；提升計(jì)算思維，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的功能；強(qiáng)化數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，學(xué)會(huì)運(yùn)用技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題；增強(qiáng)信息社會(huì)責(zé)任，認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)對(duì)環(huán)境和社會(huì)的影響。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-重點(diǎn)一：物聯(lián)網(wǎng)基本概念與架構(gòu)。強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)的組成元素，如傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理等，以及它們?cè)谥悄芑ɑ莛B(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

-重點(diǎn)二：編程實(shí)現(xiàn)智能花卉養(yǎng)護(hù)功能。通過(guò)編寫(xiě)程序控制傳感器，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。

-重點(diǎn)三：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，包括硬件選擇、軟件編程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋W(xué)會(huì)調(diào)試系統(tǒng)以解決運(yùn)行中的問(wèn)題。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)一：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的選擇與配置。學(xué)生需要了解不同物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，以及如何進(jìn)行配置以適應(yīng)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的需求。

-難點(diǎn)二：編程邏輯的復(fù)雜度。編寫(xiě)能夠處理多種傳感器數(shù)據(jù)并作出相應(yīng)反應(yīng)的程序，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。

-難點(diǎn)三：系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。確保系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中能夠穩(wěn)定工作，不受外界干擾，這對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)難點(diǎn)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：用于講解物聯(lián)網(wǎng)基本概念和編程基礎(chǔ)知識(shí)，確保學(xué)生掌握核心理論。

2.討論法：引導(dǎo)學(xué)生就系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇等問(wèn)題進(jìn)行討論，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和問(wèn)題解決能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)實(shí)際操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用PPT展示物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展歷程和案例，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受。

2.教學(xué)軟件應(yīng)用：使用編程軟件進(jìn)行實(shí)際編程操作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

3.網(wǎng)絡(luò)資源整合：引入在線教程和開(kāi)放資源，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道物聯(lián)網(wǎng)是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的圖片或視頻片段，如智能家居、智能交通等，讓學(xué)生初步感受物聯(lián)網(wǎng)的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解物聯(lián)網(wǎng)的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)，如傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理等。

詳細(xì)介紹物聯(lián)網(wǎng)的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解，例如展示一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖。

3.物聯(lián)網(wǎng)案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解物聯(lián)網(wǎng)的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)案例進(jìn)行分析，如智能城市、智能家居等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解物聯(lián)網(wǎng)的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫(xiě)一篇關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。

（以下內(nèi)容省略，以保持篇幅在2500字以內(nèi)）拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

-材料一：《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》，簡(jiǎn)要介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)以及未來(lái)趨勢(shì)。

-材料二：《智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，探討智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、硬件選擇和軟件開(kāi)發(fā)。

-材料三：《物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用》，分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)管理和農(nóng)產(chǎn)品溯源等方面的應(yīng)用實(shí)例。

-材料四：《物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護(hù)》，介紹物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在安全性和隱私保護(hù)方面的挑戰(zhàn)和解決方案。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，如家庭智能照明系統(tǒng)，通過(guò)編程控制LED燈的開(kāi)關(guān)。

-探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，如空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，了解傳感器數(shù)據(jù)的采集和處理。

-研究物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用，分析如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升城市管理水平。

-通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源，了解物聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和行業(yè)趨勢(shì)。

-學(xué)生可以結(jié)合所學(xué)知識(shí)，撰寫(xiě)一篇關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用前景的論文或報(bào)告，展示自己的研究成果。典型例題講解1.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)模塊，要求使用溫度傳感器獲取環(huán)境溫度，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至手機(jī)APP，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

解答：首先，選擇合適的溫度傳感器，如DS18B20，該傳感器具有數(shù)字輸出，便于與微控制器通信。接著，編寫(xiě)程序讀取傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)Wi-Fi模塊發(fā)送至服務(wù)器，手機(jī)APP通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器獲取溫度信息。

2.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的濕度監(jiān)測(cè)模塊，要求使用濕度傳感器獲取土壤濕度，并通過(guò)GPRS模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

解答：選擇具有GPRS功能的濕度傳感器，如DHT11，該傳感器集成了溫度和濕度檢測(cè)功能。編寫(xiě)程序讀取傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)查看土壤濕度信息。

3.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的光照監(jiān)測(cè)模塊，要求使用光敏電阻檢測(cè)光照強(qiáng)度，并通過(guò)串口發(fā)送至微控制器，微控制器根據(jù)光照強(qiáng)度調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)燈。

解答：選擇光敏電阻作為光照強(qiáng)度檢測(cè)元件，通過(guò)讀取光敏電阻的阻值來(lái)判斷光照強(qiáng)度。編寫(xiě)程序讀取光敏電阻數(shù)據(jù)，根據(jù)光照強(qiáng)度調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)燈的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)光照。

4.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的自動(dòng)灌溉模塊，要求使用土壤濕度傳感器檢測(cè)土壤濕度，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)灌溉系統(tǒng)。

解答：選擇土壤濕度傳感器，如TTP223，該傳感器具有模擬輸出，便于讀取土壤濕度數(shù)據(jù)。編寫(xiě)程序讀取土壤濕度，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)繼電器控制水泵啟動(dòng)灌溉系統(tǒng)。

5.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)智能花卉養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的報(bào)警模塊，要求當(dāng)溫度、濕度或光照等參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)，通過(guò)短信或郵件發(fā)送報(bào)警信息至用戶手機(jī)。

解答：結(jié)合前面提到的傳感器模塊，編寫(xiě)程序檢測(cè)溫度、濕度和光照等參數(shù)。當(dāng)參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)，通過(guò)GPRS模塊發(fā)送短信或郵件報(bào)警信息至用戶手機(jī)。課堂1.課堂評(píng)價(jià)

-提問(wèn)評(píng)價(jià)：通過(guò)課堂提問(wèn)，檢查學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)基本概念、組成部分和原理的理解程度。例如，詢問(wèn)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別，或者解釋傳感器在網(wǎng)絡(luò)中的角色。

-觀察評(píng)價(jià)：在實(shí)驗(yàn)和小組討論環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的參與度和合作情況，評(píng)估他們的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

-測(cè)試評(píng)價(jià)：在課程結(jié)束時(shí)進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)，測(cè)試學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的掌握情況，包括選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題等。

-反饋評(píng)價(jià)：鼓勵(lì)學(xué)生在課后提交學(xué)習(xí)心得，教師通過(guò)閱讀反饋了解學(xué)生的思考過(guò)程和學(xué)習(xí)難點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

2.教學(xué)效果反饋

-學(xué)生自評(píng)：在課程結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，反思自己在課程中的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)收獲。

-同伴互評(píng)：組織學(xué)生進(jìn)行同伴互評(píng)，通過(guò)互相評(píng)價(jià)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到不同的思考方式和解決問(wèn)題的方法。

-教師評(píng)價(jià)：教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況和測(cè)試成績(jī)，給出綜合評(píng)價(jià)，指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

3.作業(yè)評(píng)價(jià)

-作業(yè)批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，確保每個(gè)學(xué)生都能得到個(gè)性化的反饋。

-作業(yè)點(diǎn)評(píng)：在作業(yè)點(diǎn)評(píng)中，不僅指出錯(cuò)誤，還要解釋錯(cuò)誤的原因，并提供正確的解題思路。

-及時(shí)反饋：作業(yè)完成后，及時(shí)將批改結(jié)果反饋給學(xué)生，幫助他們及時(shí)糾正錯(cuò)誤，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。

4.評(píng)價(jià)工具和方法

-課堂參與度：記錄學(xué)生在課堂上的發(fā)言次數(shù)、提問(wèn)頻率和參與討論的積極性。

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告：評(píng)估學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性和準(zhǔn)確性，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的創(chuàng)新性。

-小組項(xiàng)目：通過(guò)小組項(xiàng)目的完成情況，評(píng)價(jià)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和問(wèn)題解決能力。

-期末考試：期末考試是對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)成果的全面評(píng)估，包括理論知識(shí)和實(shí)踐技能。

5.評(píng)價(jià)反饋的運(yùn)用

-教學(xué)改進(jìn)：根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，教師可以調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，以提高教學(xué)效果。

-學(xué)生指導(dǎo)：針對(duì)學(xué)生在評(píng)價(jià)中反映的問(wèn)題，教師可以提供個(gè)別輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難。

-成績(jī)記錄：將評(píng)價(jià)結(jié)果記錄在學(xué)生的成績(jī)單上，作為學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)步的記錄。板書(shū)設(shè)計(jì)①物聯(lián)網(wǎng)基本概念

-物聯(lián)網(wǎng)定義

-物聯(lián)網(wǎng)特征：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、感知化

-物聯(lián)網(wǎng)組成：傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用層

②物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

-傳感器技術(shù)：溫度、濕度、光照等

-網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)：Wi-Fi、GPRS、藍(lán)牙等

-數(shù)