《神奇的物联网》教学资源包
(含两种教学方向,A4打印可直接使用)
方向一:生活体验型教学设计
一、教案
| 课题 | 神奇的物联网——当冰箱也会发朋友圈 |
|---|---|
| 课时 | 1 课时(40 分钟) |
| 授课对象 | 初中七年级 |
| 教学目标 | 1. 知识与技能:说出物联网三层架构名称及对应功能;举例 3 个以上生活应用。 2. 过程与方法:通过“小程序体验—>情景剧—>小组挑战”完成概念建构。 3. 情感态度与价值观:感受科技带来的“小确幸”,树立信息安全意识。 |
| 重难点 | 重点:三层架构与生活实例的对应;难点:理解“感知—>网络—>应用”的数据旅程。 |
| 教学准备 | 二维码小程序(模拟开门/开灯)、PPT、板书贴纸、小奖品“物联网体验官”徽章。 |
| 教学过程 | 1. 情境导入(5min) 教师用手机远程开教室灯—>提问“谁帮老师按的开关?” 2. 初体验(8min) 学生扫码进入“魔法小屋”小程序,完成“开灯-开空调-煮饭”三连击。 3. 概念建构(10min) 板书“感知-网络-应用”三层,学生把刚才体验的动作贴到对应层。 4. 情景剧(10min) 三组分别表演“智慧校园门禁”“智慧交通”“智慧物流”,台下学生说哪一层在上班。 5. 挑战升级(5min) “如果冰箱会发朋友圈,它该咋写?”小组写一句文案并标明用到的传感器。 6. 安全小结(2min) 用 3 秒快闪视频提醒“密码要复杂,隐私要守护”。 7. 评&拓(课后) 完成“我家物联网地图”手抄报,下节展示。 |
| 板书设计 | 中间画一条“数据小河”,左岸“感知岛”贴传感器图标,中间“网络桥”,右岸“应用城”贴手机/空调图标。 |
二、逐字稿(生活体验型)
师:(关灯,手机远程开灯)
生:哇!谁按的?
师:没人按,是“它”帮我按的——物联网!今天咱们一起当“物联网体验官”。
……(中间略,详见完整稿)……
师:最后 3 秒快闪——密码 8 位以上,隐私不外泄!下课,体验官们再见!
方向二:技术探究型教学设计
一、教案
| 课题 | 神奇的物联网——从 0 到 1 搭建“温度报警器” |
|---|---|
| 课时 | 1 课时(40 分钟) |
| 授课对象 | 初中八年级(已学 Scratch 或 micro:bit 基础) |
| 教学目标 | 1. 知识:说出 MQTT 三步“发布-订阅-推送”,知道感知层常用传感器(DHT11、光敏)。 2. 技能:能在 micro:bit 模拟读取温度>30℃ 时自动发送“hot”到网页。 3. 情感:体验工程师“debug”成就感,树立“代码即责任”意识。 |
| 重难点 | 重点:MQTT 通信流程;难点:理解“事件触发-数据封装-协议传输”全过程。 |
| 教学准备 | micro:bit 套件×8、DHT11 传感器、教师电脑运行 Node-RED 本地服务器、大屏投屏。 |
| 教学过程 | 1. 情境(3min) 播放“机房空调罢工,服务器过热宕机”新闻,抛问题——谁能提前报警? 2. 拆解任务(5min) 教师示范:micro:bit 读取温度→串口监视器。学生跟做。 3. 协议探秘(8min) PPT 动画:MQTT 像“班级小纸条”,先投到“主题邮箱”,订阅者自动收。 4. 分组实战(18min) 任务单:①硬件连线 ②代码块拖拽 ③Node-RED 创建“hot”主题 ④>30℃ 网页弹窗。 5. 展示&答辩(5min) 两组演示,台下学生当“评委”:温度准不准?消息快不快? 6. 安全升华(1min) “如果黑客订阅了主题怎么办?”引出加密、身份验证。 7. 拓展作业 把光敏传感器换成“光线报警”,下节比创意。 |
| 板书设计 | 左“感知层:DHT11→数据”,中“网络层:MQTT 主题”,右“应用层:Node-RED 弹窗”。用箭头串成“数据旅行”折线。 |
二、逐字稿(技术探究型)
师:同学们,机房空调罢工,服务器被“热”死了,怎么办?
生:提前报警!
师:对,咱们今天用 micro:bit 做一枚“温度哨兵”。先读温度——看串口,30.5!
……(中间略,详见完整稿)……
师:最后 1 分钟,如果黑客也订阅了“hot”主题,服务器照样崩溃。所以,下节课我们加密码、做身份验证!工程师,下课!
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- 如需动画/程序源文件,请访问“教学资源包”同目录下的 microbit-mqtt.zip 与 ppt-magic-house.zip。
- 板书贴纸、徽章模板已放“附件”文件夹,用 160g 铜版纸彩打后裁剪。
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