第第頁人教版（2024）八年級全一冊信息科技第4單元簡易物聯(lián)系統(tǒng)實踐（16-20課）教案第16課《模塊功能先劃分》一、學情分析學生在過往的信息技術(shù)學習里，積累了一定的基礎(chǔ)，對計算機操作較為熟悉。不過，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對他們而言仍顯陌生，需要借助具體實例和實踐活動，增進對其概念和運作機制的理解。八年級學生好奇心旺盛，樂于探索，具備一定的自主學習和探究能力，能夠積極參與課堂活動。然而，他們在面對復雜概念和系統(tǒng)分析時，可能會遭遇困難，需要教師加以引導和啟發(fā)。二、教材分析本單元聚焦于簡易物聯(lián)系統(tǒng)實踐，第16課是其中的關(guān)鍵節(jié)點。通過本課學習，學生將深入了解物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理，學會確定物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求，并掌握模塊功能劃分的方法，為后續(xù)設(shè)計和搭建物聯(lián)系統(tǒng)筑牢根基。教材以問題情境為切入點，借助常見物聯(lián)系統(tǒng)案例展開分析，引領(lǐng)學生逐步掌握物聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的關(guān)鍵步驟。三、核心素養(yǎng)教育目標信息意識：學生能夠敏銳感知物聯(lián)系統(tǒng)在生活中的廣泛應(yīng)用，深刻理解其重要性，主動關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，善于在生活中發(fā)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用場景，并能對其工作原理和作用進行初步分析。計算思維：學會運用科學的方法分析物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理，能夠精準確定功能需求，合理進行模塊功能劃分。面對復雜問題時，能將其分解為多個子問題，通過設(shè)計算法、構(gòu)建模型等方式，尋求有效的解決方案，提升邏輯思維和問題解決能力。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：積極投身實踐活動，熟練運用信息技術(shù)手段解決實際問題，在實踐中勇于創(chuàng)新，嘗試提出新穎的物聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計思路和功能需求，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。同時，能夠借助數(shù)字化工具開展自主學習和合作學習，提升學習效率和質(zhì)量。信息社會責任：在使用物聯(lián)系統(tǒng)的過程中，自覺遵守法律法規(guī)和道德規(guī)范，高度關(guān)注信息安全和隱私保護問題，樹立正確的信息道德觀念。能夠?qū)ξ锫?lián)系統(tǒng)的應(yīng)用進行客觀評價，認識到其可能帶來的社會影響，積極參與營造健康、安全的信息環(huán)境。四、教學重難點教學重點透徹理解物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理，包括采集數(shù)據(jù)、傳輸與存儲數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)、反饋與控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。熟練掌握確定物聯(lián)系統(tǒng)功能需求的科學方法，能夠根據(jù)實際應(yīng)用場景，準確梳理出系統(tǒng)所需實現(xiàn)的各項功能。精準進行模塊功能劃分，明確各功能模塊的具體任務(wù)及相互關(guān)系，能夠?qū)碗s的物聯(lián)系統(tǒng)合理分解為多個可操作的模塊。教學難點針對復雜物聯(lián)系統(tǒng)，能夠深入、準確地確定其功能需求，全面考慮系統(tǒng)運行過程中的各種因素和用戶需求，避免功能缺失或冗余。清晰界定各功能模塊之間的邊界和協(xié)同關(guān)系，確保模塊劃分既滿足系統(tǒng)功能實現(xiàn)的要求，又便于后續(xù)的設(shè)計、開發(fā)和維護，理解不同功能模塊在物聯(lián)系統(tǒng)整體運行中的協(xié)同作用機制。五、教學準備精心制作多媒體課件，涵蓋豐富的物聯(lián)系統(tǒng)實例圖片、工作原理演示動畫、案例分析視頻等，以直觀形象的方式呈現(xiàn)教學內(nèi)容。準備若干簡單的物聯(lián)系統(tǒng)模型，如智能家居模型、智能花盆模型等，供學生觀察、操作和實踐，增強學生的感性認識。為每個學生或小組配備必要的學習資料，包括學習指南、案例手冊、實踐操作手冊等，方便學生自主學習和小組協(xié)作。六、教法學法教法講授法：系統(tǒng)講解物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理、功能需求確定方法和模塊功能劃分原則等重要概念和知識，確保學生掌握扎實的理論基礎(chǔ)。演示法：通過實際操作演示，如展示物聯(lián)系統(tǒng)模型的運行過程、利用軟件工具進行功能需求分析和模塊劃分的操作演示等，讓學生更直觀地理解抽象的知識和操作流程。任務(wù)驅(qū)動法：布置具有明確目標和要求的實踐任務(wù)，如讓學生以小組為單位，完成一個特定物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求確定和模塊功能劃分方案，驅(qū)動學生主動學習和實踐，在完成任務(wù)的過程中掌握知識和技能。案例分析法：引入大量實際的物聯(lián)系統(tǒng)案例，如共享單車、智能交通、智能醫(yī)療等，引導學生對案例進行深入分析，探討其工作原理、功能需求和模塊劃分方式，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。學法自主探究法：學生在教師的引導下，通過自主閱讀教材、查閱資料、觀看教學視頻等方式，主動探究物聯(lián)系統(tǒng)的相關(guān)知識，培養(yǎng)自主學習能力和獨立思考能力。小組合作法：組織學生進行小組合作學習，共同完成實踐任務(wù)和案例分析。在小組中，學生相互交流、討論、協(xié)作，共同解決問題，培養(yǎng)團隊合作精神和溝通能力。實踐操作法：學生通過實際操作物聯(lián)系統(tǒng)模型、使用相關(guān)軟件工具進行功能需求分析和模塊劃分等實踐活動，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作能力，加深對知識的理解和掌握。七、教學過程導入教師活動：播放一段精彩的智能家居生活視頻，視頻中展示了智能燈光根據(jù)環(huán)境光線自動調(diào)節(jié)亮度、智能窗簾隨時間變化自動開合、智能家電通過手機遠程控制等場景。播放結(jié)束后，提問學生：“在視頻中，你們都看到了哪些神奇的物聯(lián)設(shè)備？這些設(shè)備是如何協(xié)同工作，為我們的生活帶來便利的？”學生活動：認真觀看視頻，積極思考教師提出的問題，踴躍舉手回答，分享自己在視頻中觀察到的物聯(lián)設(shè)備及其工作現(xiàn)象。設(shè)計意圖：借助生動有趣的視頻展示，迅速抓住學生的注意力，激發(fā)學生對物聯(lián)系統(tǒng)的好奇心和學習興趣，自然引出本節(jié)課的主題——物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，重點聚焦模塊功能劃分。了解物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理教師活動：運用精心制作的多媒體課件，以圖文并茂、動畫演示的方式，詳細講解物聯(lián)系統(tǒng)的組成部分，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器以及通信網(wǎng)絡(luò)等，深入剖析各部分的功能和作用。同時，結(jié)合生活中常見的物聯(lián)系統(tǒng)實例，如共享單車、智能手環(huán)、智能安防系統(tǒng)等，具體闡述物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理。例如，以共享單車為例，詳細說明位置傳感器如何實時采集單車的位置數(shù)據(jù)（采集數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)），通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)將這些數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器（傳輸與存儲數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)），服務(wù)器對單車位置數(shù)據(jù)進行分析處理，計算出單車的行駛軌跡、使用頻率等信息（分析處理數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)），用戶通過手機掃碼認證后，服務(wù)器向單車發(fā)出開鎖指令，實現(xiàn)用戶對單車的使用（反饋與控制環(huán)節(jié)）。講解過程中，適時提問學生，引導學生思考不同環(huán)節(jié)的實現(xiàn)方式和相互關(guān)系。學生活動：全神貫注地聽講，仔細觀察課件中的動畫演示和實例分析，認真做好筆記。積極回應(yīng)教師的提問，參與課堂互動，結(jié)合生活經(jīng)驗，思考并回答物聯(lián)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的工作方式和作用。設(shè)計意圖：通過直觀的課件展示和生動的實例講解，幫助學生構(gòu)建起對物聯(lián)系統(tǒng)工作原理的初步認知，為后續(xù)學習確定物聯(lián)系統(tǒng)功能需求和進行模塊功能劃分奠定堅實的理論基礎(chǔ)。讓學生清晰了解物聯(lián)系統(tǒng)的工作流程，有助于培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維能力。確定物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求教師活動：展示一個具體的物聯(lián)系統(tǒng)場景——智能教室。向?qū)W生詳細描述智能教室的應(yīng)用場景，如教師希望能夠根據(jù)教室的光線強度自動調(diào)節(jié)燈光亮度，為學生提供舒適的學習環(huán)境；能夠?qū)崟r監(jiān)測教室的溫度和濕度，并自動控制空調(diào)和加濕器的運行，保持室內(nèi)環(huán)境適宜；能夠?qū)崿F(xiàn)智能考勤功能，自動記錄學生的出勤情況等。提出問題：“基于這樣的智能教室場景，大家思考一下，我們需要這個物聯(lián)系統(tǒng)具備哪些具體功能呢？”將學生分成小組，組織小組討論，每個小組推選一名組長，負責組織討論和記錄討論結(jié)果。教師巡視各小組，參與部分小組的討論，適時給予指導和啟發(fā)，引導學生從不同角度思考智能教室的功能需求，提醒學生關(guān)注系統(tǒng)的實用性、便捷性和可擴展性等方面。學生活動：學生以小組為單位，圍繞智能教室的功能需求展開熱烈討論。各小組成員積極發(fā)言，分享自己的想法和觀點，結(jié)合生活中的實際需求和對智能教室的期望，提出各種功能設(shè)想。組長認真記錄小組討論結(jié)果，對成員提出的功能需求進行整理和歸納。討論結(jié)束后，每組選派一名代表，向全班匯報小組討論結(jié)果。匯報過程中，其他小組的成員認真傾聽，可隨時提出疑問和補充意見。設(shè)計意圖：通過創(chuàng)設(shè)智能教室這一具體的物聯(lián)系統(tǒng)場景，引導學生進行小組討論，培養(yǎng)學生的分析問題能力、團隊協(xié)作能力和溝通表達能力。讓學生在討論中學會從實際應(yīng)用場景出發(fā)，全面、深入地思考物聯(lián)系統(tǒng)的功能需求，掌握確定物聯(lián)系統(tǒng)功能需求的方法，提高學生的信息意識和問題解決能力。模塊功能劃分教師活動：以智能教室中的自動調(diào)節(jié)燈光功能為例，詳細講解如何將功能需求進行模塊功能劃分。利用課件展示模塊功能劃分的過程和結(jié)果，將自動調(diào)節(jié)燈光功能劃分為傳感器模塊（負責檢測光照強度）、控制器模塊（接收傳感器傳來的光照強度數(shù)據(jù)，進行分析判斷，并根據(jù)預設(shè)條件發(fā)出控制信號）、執(zhí)行器模塊（根據(jù)控制器發(fā)出的控制信號，調(diào)節(jié)燈光亮度）。講解過程中，強調(diào)各模塊之間的相互關(guān)系和協(xié)同工作方式，說明模塊功能劃分的原則和好處，如提高系統(tǒng)的可維護性、可擴展性和可復用性等。然后，要求學生根據(jù)自己小組確定的物聯(lián)系統(tǒng)功能需求，進行模塊功能劃分，并畫出模塊功能圖。教師為學生提供一些繪制模塊功能圖的工具和模板，如思維導圖軟件、Visio等，方便學生進行繪制。同時，教師巡視各小組，觀察學生的模塊功能劃分情況，及時給予指導和糾正，幫助學生解決遇到的問題。學生活動：學生根據(jù)教師的講解和示范，以小組為單位，對之前確定的物聯(lián)系統(tǒng)功能需求進行模塊功能劃分。小組成員共同討論，確定每個功能模塊的具體功能和職責，按照一定的邏輯關(guān)系繪制模塊功能圖。在繪制過程中，學生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，力求將物聯(lián)系統(tǒng)的功能模塊劃分得清晰、合理。繪制完成后，各小組展示自己的模塊功能圖，并向全班同學介紹模塊功能劃分的思路和依據(jù)。其他小組的同學進行評價和交流，提出建議和意見，共同完善模塊功能劃分方案。設(shè)計意圖：通過具體實例的示范和學生的實踐操作，讓學生掌握將復雜的物聯(lián)系統(tǒng)功能需求分解為多個功能模塊的方法，培養(yǎng)學生的計算思維和系統(tǒng)設(shè)計能力。學生在繪制模塊功能圖的過程中，能夠更加直觀地理解各功能模塊之間的關(guān)系，為后續(xù)物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計和搭建做好充分準備。同時，小組展示和交流環(huán)節(jié)有助于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和表達能力，促進學生之間的相互學習和共同進步?？偨Y(jié)與拓展教師活動：對本節(jié)課的重點內(nèi)容進行全面總結(jié)，再次強調(diào)物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理、功能需求確定方法和模塊功能劃分的重要性和關(guān)鍵要點。引導學生回顧在課堂學習過程中遇到的問題和解決方法，加深學生對知識的理解和記憶。提出拓展問題：“除了我們今天討論的智能教室和其他常見的物聯(lián)系統(tǒng)，在生活中，你們還能想到哪些具有創(chuàng)新性的物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用場景呢？這些場景下的物聯(lián)系統(tǒng)又該如何進行功能需求確定和模塊功能劃分呢？”鼓勵學生積極思考，大膽發(fā)言，分享自己的創(chuàng)新想法。學生活動：認真傾聽教師的總結(jié)，跟隨教師的思路回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，進一步梳理知識體系。積極思考教師提出的拓展問題，結(jié)合生活經(jīng)驗和對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理解，提出各種新穎的物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用場景設(shè)想，如智能寵物喂養(yǎng)系統(tǒng)、智能垃圾分類系統(tǒng)、智能健身輔助系統(tǒng)等，并嘗試對這些設(shè)想中的物聯(lián)系統(tǒng)進行初步的功能需求分析和模塊功能劃分，與同學們分享自己的思考過程和想法。設(shè)計意圖：通過總結(jié)，幫助學生鞏固所學知識，形成完整的知識框架。拓展問題的提出，旨在激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和探索精神，引導學生將課堂所學知識應(yīng)用到更廣泛的實際生活中，培養(yǎng)學生的信息意識和數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力，為學生的課后學習和自主探究提供方向和動力。第17課《物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集》分類教學內(nèi)容一、教材分析《物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集》是人教版（2024）初中信息科技八年級全一冊第4單元《簡易物聯(lián)系統(tǒng)實踐》中的第17課內(nèi)容。在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的時代背景下，數(shù)據(jù)采集作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是構(gòu)建物聯(lián)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。教材圍繞物聯(lián)數(shù)據(jù)采集展開，涵蓋數(shù)據(jù)采集的概念、意義、常見的采集對象和數(shù)據(jù)類型、采集方法以及常用的傳感器等內(nèi)容。通過具體的生活實例和簡單的實踐活動，讓學生了解物聯(lián)網(wǎng)如何從現(xiàn)實世界中獲取數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)采集對象方面，涉及溫度、濕度、光照強度等環(huán)境數(shù)據(jù)，以及物體的位置、運動狀態(tài)等信息；數(shù)據(jù)類型包括數(shù)值型、文本型、圖像型等。對于采集方法，介紹了傳感器采集、網(wǎng)絡(luò)爬蟲采集等方式，并著重講解了傳感器的工作原理和在不同場景下的應(yīng)用，像溫濕度傳感器用于智能家居環(huán)境監(jiān)測，紅外傳感器用于自動門感應(yīng)等。教材將抽象的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集知識與實際生活緊密聯(lián)系，幫助學生理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運作機制，為后續(xù)學習物聯(lián)數(shù)據(jù)的處理、傳輸和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生的數(shù)字化思維和對信息技術(shù)的實踐應(yīng)用能力，使學生能夠適應(yīng)數(shù)字化社會的發(fā)展需求。二、素養(yǎng)核心目標1.

信息意識：學生能認識到物聯(lián)數(shù)據(jù)采集在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的重要地位，理解數(shù)據(jù)采集對實現(xiàn)智能化生活和生產(chǎn)的意義。在面對生活中的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景時，能夠主動思考其中的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，分析采集的數(shù)據(jù)類型和可能的用途，提升對數(shù)據(jù)價值的敏感度。2.

計算思維：在學習數(shù)據(jù)采集方法和傳感器工作原理的過程中，培養(yǎng)邏輯思維能力，學會分析不同場景下數(shù)據(jù)采集的需求，選擇合適的采集方法和傳感器。通過對采集數(shù)據(jù)的初步處理和分析，理解數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，能夠運用算法思維設(shè)計簡單的數(shù)據(jù)采集方案，提升問題解決能力。3.

數(shù)字化學習與創(chuàng)新：通過自主探究和小組合作學習，掌握數(shù)據(jù)采集的知識和技能，積極探索新的采集方法和應(yīng)用場景。鼓勵學生利用所學知識進行創(chuàng)新實踐，嘗試設(shè)計個性化的數(shù)據(jù)采集項目，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。4.

信息社會責任：引導學生思考物聯(lián)數(shù)據(jù)采集過程中的隱私保護和數(shù)據(jù)安全問題，增強學生的信息安全意識和社會責任感。讓學生明白合理采集和使用數(shù)據(jù)的重要性，避免因數(shù)據(jù)采集不當而對個人和社會造成不良影響。三、教學重難點1.

教學重點：理解物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的概念、意義和常見的數(shù)據(jù)采集對象與類型。掌握常見傳感器的工作原理和應(yīng)用場景，能夠根據(jù)實際需求選擇合適的傳感器進行數(shù)據(jù)采集。學會使用簡單的工具和方法進行數(shù)據(jù)采集實踐操作。2.

教學難點：理解不同傳感器的技術(shù)原理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換機制，能夠準確解讀傳感器采集的數(shù)據(jù)。根據(jù)復雜的實際需求，設(shè)計綜合性的數(shù)據(jù)采集方案，包括采集對象、采集方法、傳感器選型以及數(shù)據(jù)存儲和傳輸方式等。在數(shù)據(jù)采集過程中，培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新能力，引導學生思考如何優(yōu)化采集過程和提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。四、學情分析八年級學生已經(jīng)具備了一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，對計算機和網(wǎng)絡(luò)有了初步的認識，也掌握了一些基本的軟件操作技能。他們對新鮮事物充滿好奇心和求知欲，物聯(lián)網(wǎng)作為新興技術(shù)，容易激發(fā)學生的學習興趣。然而，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集涉及到一定的物理知識和技術(shù)原理，對于學生來說可能較為抽象，理解起來有一定難度。部分學生在面對實際操作時，可能會出現(xiàn)動手能力不足、缺乏耐心和細心等問題。此外，學生在自主學習和合作學習方面的能力還需要進一步培養(yǎng)，在分析問題和解決問題時可能不夠全面和深入。因此，在教學過程中，需要結(jié)合學生的實際情況，采用生動形象的教學方法，多舉實例，加強實踐操作指導，引導學生積極參與課堂討論和小組合作，逐步提升學生的學習能力。五、教學方法和學習策略1.

教學方法：情境教學法：創(chuàng)設(shè)智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能交通等實際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情境，讓學生在情境中感受數(shù)據(jù)采集的重要性，激發(fā)學習興趣。演示法：通過實物展示、實驗演示等方式，直觀地展示傳感器的工作過程和數(shù)據(jù)采集效果，幫助學生理解抽象的概念和原理。任務(wù)驅(qū)動法：布置具體的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，讓學生在完成任務(wù)的過程中掌握數(shù)據(jù)采集的方法和技能，培養(yǎng)學生的實踐能力和解決問題的能力。2.

學習策略：自主探究策略：學生在教師的引導下，自主查閱資料、探索學習內(nèi)容，培養(yǎng)自主學習能力和獨立思考能力。小組合作策略：組織學生進行小組合作學習，共同完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)和討論問題，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和溝通能力。實踐操作策略：通過親自動手操作傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，加深對知識的理解和掌握，提高實踐技能。六、教學準備1.

準備各種常見的傳感器實物，如溫濕度傳感器、光照傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等，以及與之配套的數(shù)據(jù)采集模塊和實驗設(shè)備。2.

收集豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例資料，包括圖片、視頻等，用于課堂情境展示和分析。3.

為每個學生準備一份數(shù)據(jù)采集實驗手冊，包含實驗目的、步驟、數(shù)據(jù)記錄表格等內(nèi)容。4.

準備相關(guān)的學習資料，如科普文章、在線課程鏈接等，供學生課后拓展學習使用。七、教學過程1.

情境導入：展示一段智能家居的視頻，視頻中智能設(shè)備根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度自動調(diào)節(jié)空調(diào)和加濕器的工作狀態(tài)，燈光根據(jù)環(huán)境光照強度自動調(diào)節(jié)亮度。教師提問：“同學們，在這個智能家居場景中，這些智能設(shè)備是怎么知道室內(nèi)的溫度、濕度和光照強度的呢？”引導學生思考數(shù)據(jù)的來源，從而引出本節(jié)課的主題——物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集。設(shè)計意圖：通過展示生動有趣的智能家居場景，吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生在情境中感受到物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的重要性，自然地導入新課。2.

知識講解：物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的概念和意義：結(jié)合導入的情境，講解物聯(lián)數(shù)據(jù)采集是指通過各種技術(shù)手段，從物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器、設(shè)備、系統(tǒng)等獲取數(shù)據(jù)的過程。強調(diào)數(shù)據(jù)采集是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)，沒有準確的數(shù)據(jù)采集，物聯(lián)網(wǎng)就無法做出正確的決策和控制。展示一些物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)種植、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，分析這些案例中數(shù)據(jù)采集的作用，讓學生進一步理解物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的意義。設(shè)計意圖：通過實例分析，幫助學生理解抽象的概念，讓學生認識到物聯(lián)數(shù)據(jù)采集在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和重要價值。常見的數(shù)據(jù)采集對象和數(shù)據(jù)類型：展示不同場景下的數(shù)據(jù)采集圖片，如氣象站采集氣溫、氣壓、風速等氣象數(shù)據(jù)，交通攝像頭采集車輛流量、車速等交通數(shù)據(jù)，超市收銀系統(tǒng)采集商品銷售數(shù)據(jù)等。引導學生觀察并討論這些場景中采集的數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)類型，教師進行總結(jié)歸納，介紹常見的數(shù)據(jù)采集對象包括環(huán)境數(shù)據(jù)、物體狀態(tài)數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)等，常見的數(shù)據(jù)類型有數(shù)值型、文本型、圖像型、音頻型等。設(shè)計意圖：通過直觀的圖片展示和學生的討論，讓學生對常見的數(shù)據(jù)采集對象和數(shù)據(jù)類型有更清晰的認識，培養(yǎng)學生的觀察能力和歸納總結(jié)能力。3.

傳感器介紹：常見傳感器的工作原理：拿出溫濕度傳感器實物，向?qū)W生介紹其工作原理。講解溫濕度傳感器通過內(nèi)部的敏感元件感知環(huán)境中的溫度和濕度變化，并將這些物理量轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過電路處理后輸出數(shù)字信號。以同樣的方式，分別介紹光照傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等常見傳感器的工作原理，結(jié)合簡單的實驗演示，讓學生更直觀地了解傳感器是如何工作的。設(shè)計意圖：通過實物展示和實驗演示，將抽象的傳感器工作原理直觀化，幫助學生理解，提高學生的學習興趣。傳感器的應(yīng)用場景：展示一些傳感器在實際生活中的應(yīng)用圖片或視頻，如溫濕度傳感器用于智能家居環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)大棚溫濕度控制；光照傳感器用于路燈自動控制、植物生長補光控制；紅外傳感器用于自動門感應(yīng)、人體紅外檢測；壓力傳感器用于電子秤、汽車胎壓監(jiān)測等。組織學生進行小組討論，每個小組選擇一種傳感器，討論其在更多場景中的應(yīng)用可能性，然后每組派代表進行發(fā)言。設(shè)計意圖：通過小組討論和發(fā)言，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維，讓學生進一步了解傳感器在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。4.

實踐操作：布置實踐任務(wù)：給每個小組發(fā)放一套數(shù)據(jù)采集實驗設(shè)備，包括溫濕度傳感器、光照傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和實驗手冊。布置實踐任務(wù)：使用溫濕度傳感器和光照傳感器采集教室環(huán)境中的溫度、濕度和光照強度數(shù)據(jù)，并記錄在實驗手冊的數(shù)據(jù)記錄表格中。操作指導：教師詳細講解實驗操作步驟，強調(diào)安全注意事項。指導學生將傳感器正確連接到數(shù)據(jù)采集模塊，打開電源，啟動數(shù)據(jù)采集軟件，觀察并記錄傳感器采集到的數(shù)據(jù)。在學生操作過程中，教師巡回指導，及時解決學生遇到的問題。設(shè)計意圖：通過實踐操作，讓學生親身體驗數(shù)據(jù)采集的過程，加深對傳感器工作原理和數(shù)據(jù)采集方法的理解，提高學生的動手能力和實踐操作技能。數(shù)據(jù)記錄與分析：學生完成數(shù)據(jù)采集后，組織學生對采集到的數(shù)據(jù)進行分析。引導學生思考以下問題：采集到的數(shù)據(jù)是否合理？溫度、濕度和光照強度之間是否存在某種關(guān)聯(lián)？如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，可能是什么原因?qū)е碌模孔寣W生根據(jù)分析結(jié)果，在實驗手冊上撰寫簡單的實驗報告。設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理和分析能力，讓學生學會從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高學生的科學素養(yǎng)。5.

拓展延伸：數(shù)據(jù)采集的其他方法：除了使用傳感器進行數(shù)據(jù)采集外，介紹網(wǎng)絡(luò)爬蟲、問卷調(diào)查、設(shè)備日志采集等其他常見的數(shù)據(jù)采集方法。簡單講解這些方法的適用場景和優(yōu)缺點，拓展學生的知識面。組織學生進行小組討論，比較不同數(shù)據(jù)采集方法的異同，以及在實際應(yīng)用中如何選擇合適的數(shù)據(jù)采集方法。設(shè)計意圖：拓寬學生的視野，讓學生了解更多的數(shù)據(jù)采集方法，培養(yǎng)學生的比較分析能力和綜合應(yīng)用能力。物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的發(fā)展趨勢：展示一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展的前沿資料，如新型傳感器的研發(fā)、數(shù)據(jù)采集的智能化和微型化趨勢等。引導學生思考這些發(fā)展趨勢對未來生活和社會的影響，鼓勵學生大膽想象和創(chuàng)新，激發(fā)學生對信息技術(shù)的探索欲望。設(shè)計意圖：讓學生了解物聯(lián)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的最新動態(tài)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和對未來技術(shù)的展望能力。6.

課堂總結(jié)：引導回顧：教師引導學生回顧本節(jié)課所學的主要內(nèi)容，包括物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的概念、意義、常見的數(shù)據(jù)采集對象和數(shù)據(jù)類型、傳感器的工作原理和應(yīng)用場景，以及數(shù)據(jù)采集的實踐操作過程等。讓學生自由發(fā)言，分享自己在本節(jié)課中的收獲和體會。設(shè)計意圖：通過回顧和分享，幫助學生鞏固所學知識，加深記憶，同時培養(yǎng)學生的總結(jié)歸納能力和表達能力。教師梳理：教師對學生的發(fā)言進行總結(jié)和補充，強調(diào)重點知識，構(gòu)建完整的知識框架。再次強調(diào)物聯(lián)數(shù)據(jù)采集在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的重要地位，鼓勵學生在今后的生活中繼續(xù)關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，積極探索數(shù)據(jù)采集的更多應(yīng)用。設(shè)計意圖：教師的梳理和強調(diào)，讓學生對本節(jié)課的知識有更清晰、系統(tǒng)的認識，明確學習重點，為后續(xù)學習打下堅實的基礎(chǔ)。7.

作業(yè)布置：讓學生回家后，使用家中的智能設(shè)備（如智能手環(huán)、智能體重秤等）采集相關(guān)數(shù)據(jù)（如運動步數(shù)、睡眠質(zhì)量、體重等），記錄數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)的變化趨勢，寫一篇簡單的數(shù)據(jù)分析報告。設(shè)計意圖：通過課后作業(yè)，將課堂知識延伸到生活中，培養(yǎng)學生的自主學習能力和數(shù)據(jù)處理分析能力，讓學生進一步體會物聯(lián)數(shù)據(jù)采集在生活中的應(yīng)用。查閱資料，了解物聯(lián)網(wǎng)在自己感興趣的領(lǐng)域（如智能教育、智能環(huán)保、智能物流等）的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，制作一份手抄報，下節(jié)課進行展示和交流。設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生的信息收集和整理能力，拓寬學生的知識面，同時鍛煉學生的動手制作能力和團隊協(xié)作能力。八、板書設(shè)計《物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集》板書1.

物聯(lián)數(shù)據(jù)采集概念：從物聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)的過程2.

數(shù)據(jù)采集對象與類型（1）對象：環(huán)境、物體狀態(tài)、行為等數(shù)據(jù)（2）類型：數(shù)值、文本、圖像、音頻等3.

傳感器（1）常見傳感器：溫濕度、光照、紅外、壓力等（2）工作原理：物理量轉(zhuǎn)化為電信號（3）應(yīng)用場景：智能家居、農(nóng)業(yè)、交通等4.

數(shù)據(jù)采集方法（1）傳感器采集（2）網(wǎng)絡(luò)爬蟲等其他方法5.

實踐操作要點（1）設(shè)備連接（2）數(shù)據(jù)記錄與分析九、教學反思本節(jié)課通過情境導入、知識講解、實踐操作、拓展延伸等環(huán)節(jié)，讓學生對物聯(lián)數(shù)據(jù)采集有了較為全面的認識和理解。情境導入成功激發(fā)了學生的學習興趣，使學生積極參與到課堂學習中。在知識講解過程中，實物展示和實驗演示等方法幫助學生更好地理解了傳感器的工作原理等抽象知識。實踐操作環(huán)節(jié)學生參與度較高，大部分學生能夠順利完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，提高了動手能力。然而，教學過程中也存在一些不足之處。在實踐操作時，部分學生對實驗設(shè)備的操作不夠熟練，導致實驗進度較慢，今后應(yīng)加強對學生實驗操作技能的訓練。在小組討論環(huán)節(jié)，個別小組的討論效果不理想，部分學生參與度不高，需要進一步優(yōu)化小組合作學習的組織和引導。此外，在拓展延伸部分，由于時間有限，對數(shù)據(jù)采集其他方法和發(fā)展趨勢的介紹不夠深入，學生的思考和討論也不夠充分，后續(xù)教學中可以適當調(diào)整教學節(jié)奏，給學生留出更多的時間進行拓展學習和討論。整體而言，本節(jié)課基本達成了教學目標，但在教學方法和教學組織方面還需要不斷改進和完善，以提高教學質(zhì)量。第18課《數(shù)據(jù)分析與處理》第1課時：數(shù)據(jù)處理的“工具與原料”——工具認知與平臺取數(shù)一、課時基本信息學科：信息科技年級：八年級課時主題：數(shù)據(jù)處理的“工具與原料”——工具認知與平臺取數(shù)課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第四單元第18課18.1了解常見的數(shù)據(jù)處理工具、18.2體驗從物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺獲取數(shù)據(jù)新課標核心素養(yǎng)對接：聚焦“信息意識”與“實踐創(chuàng)新”，通過物聯(lián)花盆項目數(shù)據(jù)為載體，識別不同數(shù)據(jù)處理工具的適用場景，掌握從平臺獲取數(shù)據(jù)的兩種核心方法，建立“工具匹配需求”“數(shù)據(jù)合法獲取”的思維。二、課時教學目標（一）核心素養(yǎng)目標信息意識：能說出傳統(tǒng)與現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理工具的演進歷程，區(qū)分電子表格軟件與專用分析軟件的差異；能明確物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)的兩種獲取方式，感知數(shù)據(jù)獲取合法性與規(guī)范性的重要性。實踐創(chuàng)新：能獨立從MQTT平臺下載物聯(lián)花盆項目的歷史數(shù)據(jù)文件，用WPS表格打開并查看數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；能參照代碼模板修改參數(shù)，嘗試通過API調(diào)用平臺數(shù)據(jù)，初步形成數(shù)據(jù)獲取的實操能力。信息社會責任：在數(shù)據(jù)獲取過程中養(yǎng)成記錄平臺賬號信息、規(guī)范保存數(shù)據(jù)文件的習慣；在API使用中強化“參照說明文檔操作”“保護賬號密碼”的安全意識。（二）知識與技能目標掌握數(shù)據(jù)處理工具的分類：傳統(tǒng)工具（算盤、機械式計算機）、現(xiàn)代工具（電子表格軟件如WPS表格，專用分析軟件如FineBI）、編程工具（Python及pandas庫等），明確各類工具的核心優(yōu)勢。能按步驟完成物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)下載：登錄平臺→進入主題頁面→篩選時間范圍→下載數(shù)據(jù)文件（CSV或Excel格式），能識別數(shù)據(jù)文件中的關(guān)鍵字段（時間、設(shè)備ID、數(shù)值、主題）。理解API調(diào)用數(shù)據(jù)的基本原理，能修改代碼中的賬號、密碼、主題ID等參數(shù)，運行程序后查看返回數(shù)據(jù)，能識別“200響應(yīng)值”代表請求成功，初步排查“401錯誤”等簡單問題。（三）過程與方法目標通過“工具演進討論—工具分類梳理”的活動，掌握數(shù)據(jù)處理工具的認知方法，提升歸納總結(jié)能力。通過“平臺下載實操—數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析”“API參數(shù)修改—程序運行驗證”的遞進式任務(wù)，掌握數(shù)據(jù)獲取的完整流程，提升問題排查與代碼修改能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標感受數(shù)據(jù)處理工具從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的演進價值，體會電子計算機“存儲程序”模式的優(yōu)勢，激發(fā)對數(shù)據(jù)處理技術(shù)的探索興趣。培養(yǎng)“規(guī)范操作、細致記錄”的數(shù)據(jù)獲取習慣，在數(shù)據(jù)下載與API調(diào)用成功中增強技術(shù)實踐的自信心。三、課時教學重難點類別內(nèi)容突破策略教學重點1.數(shù)據(jù)處理工具的分類及適用場景；2.從物聯(lián)網(wǎng)平臺下載數(shù)據(jù)并分析結(jié)構(gòu)；3.API調(diào)用數(shù)據(jù)的參數(shù)修改與程序運行。1.制作“工具分類對比表”（含優(yōu)勢、適用場景、案例）；2.提供平臺數(shù)據(jù)下載步驟卡（附截圖標注）；3.給出彩色標注的API代碼模板，明確參數(shù)修改位置及要求。教學難點1.理解不同數(shù)據(jù)處理工具的核心差異；2.API調(diào)用中參數(shù)錯誤的排查（如賬號密碼錯誤、主題ID錯誤）。1.用“處理任務(wù)匹配工具”情境練習（如大量數(shù)據(jù)用Python，簡單統(tǒng)計用WPS）；2.制作“API錯誤代碼對照表”（含401、404等錯誤原因及解決方法），教師巡回指導時定向引導。四、課時教學準備素材準備：工具分類對比表、平臺數(shù)據(jù)下載步驟卡、API代碼模板（標注修改點）、API錯誤代碼對照表、數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)分析表、傳統(tǒng)工具（算盤）圖片及現(xiàn)代工具界面截圖、物聯(lián)花盆項目數(shù)據(jù)預覽圖。工具準備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一臺電腦（安裝WPS表格、Python及requests庫、編程軟件）、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺（提前導入前兩課時物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)）、實物投影（展示操作步驟）、U盤（備份數(shù)據(jù)文件備用）。前置任務(wù)：1.回顧前兩課時內(nèi)容，記錄“物聯(lián)花盆項目采集了哪些數(shù)據(jù)？存儲在哪個平臺？”；2.在家中或?qū)W校使用過哪些處理數(shù)據(jù)的工具，記錄工具名稱及用途。教師準備：提前整理各小組物聯(lián)花盆項目的歷史數(shù)據(jù)（確保每個主題有3天以上數(shù)據(jù)）；調(diào)試Python環(huán)境，確保requests庫可正常使用；為每組生成物聯(lián)網(wǎng)平臺臨時賬號密碼及主題ID清單；制作數(shù)據(jù)下載、API調(diào)用的微視頻備用。五、課時教學過程（一）情境導入：物聯(lián)數(shù)據(jù)如何“變有用”？（5分鐘）教學活動：教師展示前兩課時各小組上傳到平臺的物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)，提問：“我們已經(jīng)把溫度、土壤濕度等數(shù)據(jù)存到了平臺，這些密密麻麻的原始數(shù)據(jù)能直接告訴我們‘哪個花盆該澆水了’‘一周內(nèi)最高溫度是多少’嗎？”（不能）“要讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值，就需要對其進行加工處理。而處理數(shù)據(jù)首先要明確用什么工具，以及如何把平臺的數(shù)據(jù)取出來。今天我們就解決這兩個問題：認識數(shù)據(jù)處理工具，學習從平臺獲取數(shù)據(jù)的方法?！币霰菊n主題。設(shè)計意圖：銜接前兩課時的實操成果，用“原始數(shù)據(jù)無價值”的痛點錨定數(shù)據(jù)處理的必要性，自然引出工具認知和數(shù)據(jù)獲取兩大核心內(nèi)容，激發(fā)學生解決實際問題的動力。（二）核心探究一：數(shù)據(jù)處理工具——從算盤到Python（15分鐘）環(huán)節(jié)1：工具演進回顧——數(shù)據(jù)處理的“前世今生”（5分鐘）：

教師展示算盤、機械式計算機的圖片，提問：“這些是古代和近代的data處理工具，大家知道它們的缺點是什么嗎？”（功能單一、速度慢）“電子計算機的出現(xiàn)帶來了什么改變？”結(jié)合教材內(nèi)容講解：電子計算機通過“存儲程序、程序執(zhí)行”模式，實現(xiàn)了通用性和自動化，搭配應(yīng)用軟件可完成復雜數(shù)據(jù)處理，標志著數(shù)據(jù)處理進入新時代。學生分享前置任務(wù)中記錄的“使用過的數(shù)據(jù)處理工具”，教師引導分類：“大家說的WPS表格、Excel屬于電子表格軟件，而Python搭配pandas庫屬于編程工具，還有企業(yè)用的FineBI是專用分析軟件?！杯h(huán)節(jié)2：工具分類辨析——不同任務(wù)選“對工具”（8分鐘）：

教師發(fā)放“工具分類對比表”，結(jié)合物聯(lián)花盆項目任務(wù)講解：

工具類型代表工具核心優(yōu)勢物聯(lián)花盆項目適用場景電子表格軟件WPS表格、Excel操作簡單、可視化強、適合小量數(shù)據(jù)統(tǒng)計統(tǒng)計單組1周內(nèi)溫度最大值、繪制濕度變化折線圖編程工具Python（pandas、numpy）自動化強、處理速度快、適合大量/多組數(shù)據(jù)批量處理全班10組數(shù)據(jù)、自動篩選光照不足時段專用分析軟件FineBI、Hadoop專業(yè)建模、大數(shù)據(jù)處理、多維度分析全校多個綠植區(qū)數(shù)據(jù)綜合分析（拓展）情境練習：“要快速統(tǒng)計本組3天內(nèi)土壤濕度的平均值，選什么工具？要批量處理全班數(shù)據(jù)并篩選出所有光照不足的記錄，選什么工具？”學生搶答，教師點評強化“任務(wù)匹配工具”的思維。環(huán)節(jié)3：工具認知小結(jié)（2分鐘）：

教師引導總結(jié)：“數(shù)據(jù)處理工具的演進趨勢是從單一到通用、從手動到自動；選擇工具的核心是‘匹配任務(wù)需求和數(shù)據(jù)量’，我們這兩節(jié)課會重點練習WPS表格和Python編程工具的使用?！痹O(shè)計意圖：用“演進回顧”建立工具發(fā)展認知，用“對比表+情境練習”突破工具分類辨析難點，為后續(xù)實操選擇工具鋪墊邏輯基礎(chǔ)。（三）核心探究二：數(shù)據(jù)獲取——從平臺“取原料”（20分鐘）環(huán)節(jié)1：數(shù)據(jù)下載——簡單直接的“取數(shù)法”（10分鐘）：

教師通過實物投影演示平臺數(shù)據(jù)下載步驟，發(fā)放“下載步驟卡”：

第一步：登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺，輸入教師提供的小組賬號密碼（強調(diào)“賬號密碼是隱私，不可泄露”）；第二步：進入“物聯(lián)花盆”項目對應(yīng)的主題頁面（如“grade8/花盆/土壤濕度”）；第三步：篩選時間范圍為“前3天”，點擊“下載數(shù)據(jù)”，選擇“CSV格式”保存到電腦指定文件夾（命名規(guī)范：組1_土壤濕度_3天.csv）；第四步：用WPS表格打開下載的文件，觀察數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，填寫“數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)分析表”（字段包括：時間戳、clientId、valueMsg、topicId）。學生分組操作，教師巡回指導，重點解決：

下載時格式選擇錯誤：引導查看文件后綴是否為.csv；數(shù)據(jù)字段識別不清：結(jié)合前兩課時平臺配置知識，解釋“clientId是設(shè)備ID，valueMsg是數(shù)據(jù)值”。小組展示分析表，教師點評：“不同主題的數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)一致，這為后續(xù)批量處理奠定了基礎(chǔ)?！杯h(huán)節(jié)2：API調(diào)用——自動化的“取數(shù)法”（10分鐘）：

教師類比講解：“如果每天都需要獲取數(shù)據(jù)，手動下載很麻煩，API就像‘自動取數(shù)機器人’，能按程序指令定期從平臺取數(shù)。它的核心是通過網(wǎng)絡(luò)請求，用賬號密碼驗證后獲取數(shù)據(jù)。”發(fā)放彩色標注的API代碼模板和“參數(shù)修改清單”，講解修改要點：

紅色標注：user="小組賬號"（替換為教師提供的賬號）；藍色標注：psd="小組密碼"（替換為對應(yīng)密碼）；綠色標注：topic="主題ID"（替換為土壤濕度主題ID）；紫色標注：接口網(wǎng)址（教師統(tǒng)一提供，避免學生出錯）。學生修改代碼后運行，觀察控制臺輸出：

若顯示數(shù)據(jù)：說明調(diào)用成功，引導觀察數(shù)據(jù)格式（JSON格式，包含result字段）；若顯示401錯誤：對照“錯誤代碼對照表”，提示“賬號密碼錯誤，重新核對修改”；若顯示200但無數(shù)據(jù)：檢查主題ID是否正確。拓展說明：“API調(diào)用是選做內(nèi)容，不同平臺接口不同，實際使用時必須查閱說明文檔，這是規(guī)范操作的重要一步?！痹O(shè)計意圖：用“步驟卡+分析表”規(guī)范手動下載流程，用“彩色標注模板+錯誤對照表”降低API調(diào)用難度，通過“手動vs自動”對比，讓學生理解API的優(yōu)勢，兼顧不同層次學生需求。（四）課堂小結(jié)+作業(yè)布置（5分鐘）小結(jié)：數(shù)據(jù)處理的“前置兩步”：師生共同繪制思維導圖，核心分支為“工具選擇（WPS表格：小量簡單；Python：大量自動）—數(shù)據(jù)獲?。ㄊ謩酉螺d：CSV格式；API調(diào)用：JSON格式）—數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（統(tǒng)一字段便于處理）”，強化知識結(jié)構(gòu)化。分層作業(yè)：

基礎(chǔ)作業(yè)：1.下載本組溫度、光照兩個主題的3天數(shù)據(jù)，用WPS表格打開并記錄各字段含義；2.整理API調(diào)用時遇到的錯誤及解決方法，填寫問題清單。拓展作業(yè)：1.嘗試用WPS表格對土壤濕度數(shù)據(jù)進行“排序”，找出最大值和最小值；2.查閱Python的requests庫基礎(chǔ)用法，記錄1個常用函數(shù)（如get()）的作用。預習作業(yè)：閱讀教材18.3內(nèi)容，思考“下載的CSV數(shù)據(jù)和API獲取的JSON數(shù)據(jù)，如何整理成便于分析的格式？”。設(shè)計意圖：基礎(chǔ)作業(yè)鞏固數(shù)據(jù)獲取核心技能；拓展作業(yè)銜接下節(jié)課數(shù)據(jù)處理內(nèi)容；預習作業(yè)為代碼整理數(shù)據(jù)鋪墊認知。六、課時板書設(shè)計第1課時：數(shù)據(jù)處理的“工具與原料”——工具與取數(shù)

一、核心問題：用什么工具處理？如何取數(shù)據(jù)？

二、數(shù)據(jù)處理工具分類（匹配任務(wù)）

1.電子表格軟件：WPS表格→小量數(shù)據(jù)、簡單統(tǒng)計

2.編程工具：Python（pandas）→大量數(shù)據(jù)、自動化

3.專用軟件：FineBI→專業(yè)分析（拓展）

三、數(shù)據(jù)獲取兩方法（平臺取“原料”）

1.手動下載（簡單直接）

步驟：登錄→選主題→篩時間→下CSV→用WPS分析

關(guān)鍵：命名規(guī)范、識別字段（time、clientId、valueMsg）

2.API調(diào)用（自動高效）

步驟：改參數(shù)（賬號、密碼、主題ID）→運行程序→查結(jié)果

關(guān)鍵：參數(shù)準確、識別錯誤（401=認證錯）

四、關(guān)鍵原則：工具匹配需求，取數(shù)規(guī)范安全

第2課時：數(shù)據(jù)處理的“加工與增值”——數(shù)據(jù)整理與分析實操一、課時基本信息學科：信息科技年級：八年級課時主題：數(shù)據(jù)處理的“加工與增值”——數(shù)據(jù)整理與分析實操課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第四單元第18課18.3了解處理數(shù)據(jù)的一般方法新課標核心素養(yǎng)對接：聚焦“數(shù)字思維”與“工程思維”，通過物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計、篩選等實操，掌握數(shù)據(jù)處理的基本流程和方法，理解“數(shù)據(jù)清洗—分析—結(jié)論”的邏輯鏈，培養(yǎng)用數(shù)據(jù)解決實際問題的能力。二、課時教學目標（一）核心素養(yǎng)目標數(shù)字思維：能理解數(shù)據(jù)處理的核心流程（明確目標—整理數(shù)據(jù)—分析數(shù)據(jù)—得出結(jié)論），能區(qū)分數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分析、篩選分析的不同作用，建立“數(shù)據(jù)驅(qū)動決策”的思維。工程思維：能結(jié)合物聯(lián)花盆“判斷澆水需求”的目標，用WPS表格或Python整理數(shù)據(jù)、分析關(guān)鍵指標（最值、平均值）、篩選異常數(shù)據(jù)，能繪制簡單的數(shù)據(jù)分析流程圖。信息社會責任：在數(shù)據(jù)處理中養(yǎng)成“檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量”的習慣，對異常數(shù)據(jù)不隨意刪除，而是標注并分析原因；在小組協(xié)作中規(guī)范共享處理后的數(shù)據(jù)，尊重數(shù)據(jù)所有權(quán)。（二）知識與技能目標掌握數(shù)據(jù)整理的基本方法：能將CSV格式數(shù)據(jù)導入WPS表格并規(guī)范表頭，能識別并標注數(shù)據(jù)缺失、重復、格式錯誤等問題；能將API獲取的JSON數(shù)據(jù)用Python解析為DataFrame格式。掌握統(tǒng)計分析的核心技能：能用WPS表格的“最大值”“最小值”“平均值”函數(shù)計算土壤濕度關(guān)鍵指標；能用Python的sort_values方法排序獲取最值，用mean()函數(shù)計算平均值。掌握篩選分析的基本操作：能用WPS表格篩選出土壤濕度低于閾值（如30%）的記錄；能用Python多條件篩選出指定設(shè)備的光照充足時段數(shù)據(jù)，為澆水決策提供依據(jù)。（三）過程與方法目標通過“數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查—格式規(guī)范—異常標注”的整理流程，掌握數(shù)據(jù)清洗的基本方法，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量意識。通過“統(tǒng)計關(guān)鍵指標—篩選目標數(shù)據(jù)—得出決策結(jié)論”的遞進式任務(wù)，掌握數(shù)據(jù)分析的完整方法，提升數(shù)據(jù)解讀能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標感受數(shù)據(jù)處理從“原始數(shù)據(jù)”到“決策依據(jù)”的增值過程，體會“數(shù)據(jù)是資源”的內(nèi)涵，激發(fā)對數(shù)據(jù)分析的探索興趣。培養(yǎng)“嚴謹細致、有理有據(jù)”的數(shù)據(jù)分析習慣，在通過數(shù)據(jù)得出澆水決策時增強用數(shù)據(jù)說話的意識。三、課時教學重難點類別內(nèi)容突破策略教學重點1.數(shù)據(jù)整理中的異常識別與標注；2.統(tǒng)計分析（最值、平均值）的實操；3.篩選分析（閾值篩選、多條件篩選）的應(yīng)用。1.提供“數(shù)據(jù)異常類型對照表”（含缺失、重復、格式錯誤案例）；2.給出WPS函數(shù)公式模板（如=MAX(B2:B100)）和Python代碼模板；3.設(shè)計“澆水決策”真實場景，明確篩選閾值。教學難點1.Python中JSON數(shù)據(jù)解析為DataFrame格式；2.多條件篩選的邏輯梳理；3.數(shù)據(jù)分析結(jié)論與實際決策的關(guān)聯(lián)。1.提供分步解析代碼模板，標注每句代碼作用；2.用“先單條件后多條件”的遞進練習；3.發(fā)放“分析結(jié)論對照表”（如濕度<30%→需要澆水）。四、課時教學準備素材準備：數(shù)據(jù)異常類型對照表、WPS函數(shù)公式模板表、Python數(shù)據(jù)處理代碼模板（含解析、統(tǒng)計、篩選）、數(shù)據(jù)分析流程圖模板、分析結(jié)論對照表、土壤濕度閾值標準（參考值：低于30%需澆水，高于70%過濕）、光照充足閾值（≥1000）。工具準備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一臺電腦（安裝WPS表格、Python及pandas、numpy、json庫）、物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)（確保各小組數(shù)據(jù)含少量異常值）、實物投影（展示操作過程）、小組任務(wù)單（明確分析目標）。前置任務(wù)：1.回顧第1課時下載的數(shù)據(jù)文件，確保能找到并打開；2.提前在Python中安裝pandas庫（教師提供安裝教程）；3.思考“判斷一個花盆是否需要澆水，需要分析哪些數(shù)據(jù)指標？”。教師準備：提前在部分小組數(shù)據(jù)中植入少量異常值（如濕度100%、光照0值）；調(diào)試Python環(huán)境確保庫函數(shù)可用；制作數(shù)據(jù)整理、分析的分步演示視頻；準備“小老師”培訓（提前教會3名學生Python解析數(shù)據(jù)）。五、課時教學過程（一）回顧導入：數(shù)據(jù)“原料”如何變“決策”？（5分鐘）教學活動：教師回顧舊知：“上節(jié)課我們用兩種方法從平臺獲取了物聯(lián)花盆的‘數(shù)據(jù)原料’——CSV文件和JSON數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)里可能有缺失值、錯誤值，而且雜亂無章。今天我們就學習‘數(shù)據(jù)加工’的方法：先整理數(shù)據(jù)保證質(zhì)量，再分析數(shù)據(jù)提取關(guān)鍵信息，最終得出‘哪個花盆該澆水’的決策。”展示本節(jié)課目標：“1.整理數(shù)據(jù)（去雜）；2.分析數(shù)據(jù)（提關(guān)鍵）；3.得出決策（用數(shù)據(jù)）?！痹O(shè)計意圖：用“原料—加工—成品”類比數(shù)據(jù)處理流程，銜接第1課時數(shù)據(jù)獲取成果，以“澆水決策”真實目標錨定本節(jié)課核心任務(wù)，目標清晰且貼近實際。（二）核心探究一：數(shù)據(jù)整理——給數(shù)據(jù)“去雜整形”（12分鐘）環(huán)節(jié)1：數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查——識別“壞數(shù)據(jù)”（5分鐘）：

教師發(fā)放“數(shù)據(jù)異常類型對照表”，講解常見問題：

數(shù)據(jù)缺失：某行的valueMsg字段為空；數(shù)據(jù)重復：兩行的時間戳、clientId、valueMsg完全相同；格式錯誤：濕度值為“100”（無單位，需確認是否為百分比）、光照值為“abc”（非數(shù)值）。學生分組打開第1課時下載的土壤濕度CSV文件，用WPS表格按“逐行檢查”的方式排查異常值，在“數(shù)據(jù)整理記錄表”中標注異常位置和類型（如第15行，valueMsg為空，缺失值）。教師巡視發(fā)現(xiàn)典型異常案例，通過實物投影展示，引導全班判斷：“這行數(shù)據(jù)濕度100%，結(jié)合實際可能是傳感器插入水中，屬于異常值，我們不刪除，而是標注‘疑似傳感器故障’，這是數(shù)據(jù)處理的規(guī)范?！杯h(huán)節(jié)2：數(shù)據(jù)格式規(guī)范——統(tǒng)一“好數(shù)據(jù)”（7分鐘）：

教師講解：“整理數(shù)據(jù)不僅要去雜，還要規(guī)范格式便于分析，比如給CSV文件加表頭、將JSON數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為表格格式?！狈謨煞N工具實操：

WPS表格整理（基礎(chǔ)路徑，全員掌握）：

步驟：打開CSV文件→在第一行添加表頭（時間、設(shè)備ID、土壤濕度、主題ID）→將時間戳列轉(zhuǎn)為“日期時間”格式（選中列→右鍵→設(shè)置單元格格式→日期）→刪除重復行（數(shù)據(jù)→刪除重復項）。Python整理（提升路徑，選做）：

教師發(fā)放解析代碼模板，“小老師”輔助講解：

importjson

importpandasaspd

#假設(shè)已獲取API返回的res數(shù)據(jù)

res_text='{"result":[{"time":"2025-11-20","clientId":"組1","valueMsg":50,"topicId":1002}]}'

data=json.loads(res_text)#解析JSON數(shù)據(jù)

df=pd.DataFrame(data["result"])#轉(zhuǎn)為表格格式

print(df)#查看整理后的數(shù)據(jù)

df.to_csv("組1_整理后_土壤濕度.csv",index=False)#保存為規(guī)范文件學生運行代碼，觀察JSON數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為表格的過程，教師強調(diào)：“pandas的DataFrame格式是編程分析數(shù)據(jù)的核心格式，就像Python中的‘電子表格’?！睂W生根據(jù)自身水平選擇路徑操作，教師巡回指導，確?；A(chǔ)路徑全員完成，提升路徑有學生掌握。設(shè)計意圖：用“識別—規(guī)范”兩步整理數(shù)據(jù)，設(shè)置“基礎(chǔ)+提升”雙路徑兼顧差異化需求，通過“不刪除異常值只標注”培養(yǎng)科學的數(shù)據(jù)處理習慣。（三）核心探究二：數(shù)據(jù)分-析——給數(shù)據(jù)“提關(guān)鍵信息”（20分鐘）環(huán)節(jié)1：統(tǒng)計分析——找“核心指標”（10分鐘）：

教師明確分析目標：“判斷花盆是否需要澆水，核心指標是土壤濕度的最大值、最小值、平均值——平均值低于30%需澆水，高于70%過濕。我們用兩種工具計算這些指標?！狈止ぞ邔嵅?，發(fā)放對應(yīng)模板：

WPS表格統(tǒng)計（全員掌握）：

發(fā)放“函數(shù)公式模板表”，講解操作：

最大值：在空白單元格輸入=MAX(C2:C100)（C列為土壤濕度值），按回車；最小值：輸入=MIN(C2:C100)；平均值：輸入=AVERAGE(C2:C100)；結(jié)果標注：在表格中注明“平均值45%，正常無需澆水”。Python統(tǒng)計（提升路徑）：

在整理后DataFrame的基礎(chǔ)上，添加代碼：

#計算最值和平均值

max_humidity=df["valueMsg"].max()

min_humidity=df["valueMsg"].min()

avg_humidity=df["valueMsg"].mean()

print(f"土壤濕度最大值：{max_humidity}%")

print(f"土壤濕度最小值：{min_humidity}%")

print(f"土壤濕度平均值：{avg_humidity:.1f}%")

#決策判斷

ifavg_humidity<30:

print("決策：需要澆水")

elifavg_humidity>70:

print("決策：澆水過多，需通風")

else:

print("決策：濕度正常")學生運行代碼，對比WPS計算結(jié)果，驗證一致性。小組展示兩種工具的計算結(jié)果，教師點評：“兩種工具結(jié)果一致，WPS操作簡單，Python適合批量處理多組數(shù)據(jù)。”環(huán)節(jié)2：篩選分析——找“目標數(shù)據(jù)”（10分鐘）：

教師提出新需求：“除了平均值，我們還想知道‘本周內(nèi)有哪些時間段土壤濕度低于30%？’‘組1的光照充足時段有多少？’，這就需要篩選分析。”分工具實操：

WPS表格篩選（全員掌握）：

步驟：選中土壤濕度數(shù)據(jù)列→點擊“數(shù)據(jù)”→“篩選”→點擊列標題下拉箭頭→“數(shù)字篩選”→“小于”→輸入30→點擊確定，查看篩選出的記錄（標注這些時段需要澆水）。Python多條件篩選（提升路徑）：

需求：篩選“組1設(shè)備”且“光照強度≥1000”的時段，代碼模板：

#讀取光照數(shù)據(jù)并篩選

light_df=pd.read_csv("組1_光照_3天.csv")

#多條件篩選：設(shè)備ID為"組1"且光照≥1000

bright_time=light_df[(light_df["clientId"]=="組1")&(light_df["valueMsg"]>=1000)]

print("光照充足時段數(shù)量：",len(bright_time))

print("光照充足時段詳情：")

print(bright_time[["time","valueMsg"]])教師強調(diào)：“&代表‘且’條件，篩選時要注意字段名稱與數(shù)據(jù)文件一致?！蓖卣褂懻摚骸昂Y選出的濕度低于30%的時段，如果同時光照充足，是否需要立即澆水？”引導學生結(jié)合常識分析，體現(xiàn)數(shù)據(jù)與實際場景結(jié)合。設(shè)計意圖：以“澆水決策”核心指標為導向，設(shè)置“統(tǒng)計+篩選”兩類分析任務(wù)，仍采用“基礎(chǔ)+提升”雙路徑，用模板降低操作難度，通過結(jié)果對比驗證準確性，兼顧不同層次需求。（四）核心探究三：流程梳理與成果展示（5分鐘）教學活動：教師發(fā)放“數(shù)據(jù)分析流程圖模板”，引導小組合作繪制：“明確目標（澆水決策）→數(shù)據(jù)整理（去雜規(guī)范）→統(tǒng)計分析（最值、平均值）→篩選分析（目標時段）→得出結(jié)論”，標注每個環(huán)節(jié)使用的工具和遇到的問題。選取2組展示流程圖和分析結(jié)論，教師點評：“好的數(shù)據(jù)分析要‘有理有據(jù)’，既要有數(shù)據(jù)計算結(jié)果，也要有對異常數(shù)據(jù)的標注，還要結(jié)合實際場景得出結(jié)論?！痹O(shè)計意圖：通過繪制流程圖梳理核心流程，強化“目標—流程—工具”的邏輯關(guān)聯(lián)；成果展示培養(yǎng)學生表達能力，教師點評深化“科學分析”的認知。（五）拓展提升：數(shù)據(jù)異常的深度分析（3分鐘）教學活動：教師展示某組數(shù)據(jù)中“土壤濕度100%”的異常記錄，提問：“這個異常數(shù)據(jù)可能是什么原因?qū)е碌?？如何處理？”引導學生結(jié)合前兩課時知識回答：“傳感器插入水中、接線短路、程序錯誤”，教師總結(jié)：“異常數(shù)據(jù)不能直接刪除，要先分析原因，若為傳感器故障，需排除故障后重新采集；若為偶然誤差，可標注后用平均值替換，這是數(shù)據(jù)處理的嚴謹性要求。”設(shè)計意圖：深化數(shù)據(jù)質(zhì)量意識，銜接硬件和程序知識，體現(xiàn)跨課時知識融合，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。（六）課堂小結(jié)+作業(yè)布置（2分鐘）小結(jié)：數(shù)據(jù)處理“五步法”：師生共同梳理：“1.明確目標（如澆水決策）；2.獲取數(shù)據(jù)（下載或API）；3.整理數(shù)據(jù)（去雜規(guī)范）；4.分析數(shù)據(jù)（統(tǒng)計+篩選）；5.得出結(jié)論（數(shù)據(jù)支撐決策）”，強調(diào)：“數(shù)據(jù)整理是基礎(chǔ)，分析要緊扣目標，結(jié)論要有理有據(jù)?！狈謱幼鳂I(yè)：

基礎(chǔ)作業(yè)：1.用WPS表格分析本組光照數(shù)據(jù)，計算最大值、最小值、平均值，篩選出光照<500的時段并標注；2.完善本組數(shù)據(jù)分析流程圖，補充問題及解決方法。拓展作業(yè)：1.用Python處理全班某一主題的匯總數(shù)據(jù)，計算各小組土壤濕度平均值并排序；2.查閱pandas庫的“fillna()”函數(shù)用法，嘗試用平均值填充數(shù)據(jù)中的缺失值。實踐作業(yè)：小組合作撰寫“物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)分析報告”，包含數(shù)據(jù)來源、整理過程、分析結(jié)果、決策建議（附WPS計算截圖或Python代碼運行截圖）。設(shè)計意圖：基礎(chǔ)作業(yè)鞏固核心技能，拓展作業(yè)深化編程能力，實踐作業(yè)整合兩課時成果，培養(yǎng)總結(jié)歸納和團隊協(xié)作能力。六、課時板書設(shè)計第2課時：數(shù)據(jù)處理的“加工與增值”——整理與分析

一、核心問題：數(shù)據(jù)如何變決策？→整理+分析

二、數(shù)據(jù)處理五步法

1.明確目標：澆水決策（濕度、光照）

2.獲取數(shù)據(jù)：CSV（手動）、JSON（API）

3.整理數(shù)據(jù)：去雜（識異常）+規(guī)范（加表頭、轉(zhuǎn)格式）

4.分析數(shù)據(jù)：①統(tǒng)計（最值、平均值→用函數(shù)/代碼）

②篩選（閾值/多條件→找目標數(shù)據(jù)）

5.得出結(jié)論：數(shù)據(jù)支撐（如濕度<30%→澆水）

三、工具選擇：WPS（簡單小量）、Python（批量自動）

四、關(guān)鍵原則：異常標注不刪除，分析緊扣目標，結(jié)論有理有據(jù)第19課《數(shù)據(jù)呈現(xiàn)可視化》第1課時：讓數(shù)據(jù)“開口說話”——數(shù)據(jù)可視化的作用與常見方式一、課時基本信息學科：信息科技年級：八年級課時主題：讓數(shù)據(jù)“開口說話”——數(shù)據(jù)可視化的作用與常見方式課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第四單元第19課19.1了解數(shù)據(jù)可視化的作用、19.2熟悉常見的數(shù)據(jù)可視化方式新課標核心素養(yǎng)對接：聚焦“信息意識”與“數(shù)字思維”，以物聯(lián)花盆分析數(shù)據(jù)為載體，理解數(shù)據(jù)可視化的核心價值，區(qū)分不同可視化方式的適用場景，建立“數(shù)據(jù)特征匹配呈現(xiàn)方式”的思維。二、課時教學目標（一）核心素養(yǎng)目標信息意識：能說出數(shù)據(jù)可視化的4大核心作用（發(fā)現(xiàn)異常、了解概況、發(fā)現(xiàn)趨勢、便捷共享），能列舉生活中3種以上可視化應(yīng)用場景；能區(qū)分趨勢、比例、分布3類可視化方式的差異，明確各類方式的適用數(shù)據(jù)特征。數(shù)字思維：能結(jié)合物聯(lián)花盆的溫度、濕度數(shù)據(jù)特征，判斷適合的可視化方式（如趨勢用折線圖），能分析可視化圖表背后的數(shù)據(jù)規(guī)律，初步形成“數(shù)據(jù)特征—呈現(xiàn)方式”的匹配思維。信息社會責任：在案例分析中感知數(shù)據(jù)可視化的傳播價值，養(yǎng)成“用直觀圖表呈現(xiàn)數(shù)據(jù)”的表達習慣；在小組討論中尊重他人對可視化場景的不同見解，規(guī)范引用生活中的可視化案例。（二）知識與技能目標掌握數(shù)據(jù)可視化的核心作用：能結(jié)合具體案例（如溫度變化圖、航班準點率圖）解釋“發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常、了解整體概況、發(fā)現(xiàn)趨勢變化、方便交流共享”的具體含義。掌握常見可視化方式的分類及適用場景：能準確區(qū)分折線圖、柱形圖（趨勢可視化）、餅圖、環(huán)形圖（比例可視化）、散點圖（分布可視化）的核心用途，能說出標簽云的適用場景（文本數(shù)據(jù)高頻詞呈現(xiàn)）。能根據(jù)給定數(shù)據(jù)任務(wù)（如“展示一周濕度變化”“呈現(xiàn)不同花盆濕度占比”），選擇對應(yīng)的可視化方式并說明理由。（三）過程與方法目標通過“生活案例分享—作用分類梳理”的活動，掌握數(shù)據(jù)可視化作用的認知方法，提升案例分析和歸納總結(jié)能力。通過“可視化方式對比—數(shù)據(jù)任務(wù)匹配”的遞進式練習，掌握不同可視化方式的辨析方法，提升數(shù)據(jù)特征與呈現(xiàn)方式的匹配能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標感受數(shù)據(jù)可視化從“抽象數(shù)據(jù)”到“直觀圖形”的轉(zhuǎn)化價值，體會“一圖勝千言”的表達優(yōu)勢，激發(fā)對數(shù)據(jù)可視化的學習興趣。培養(yǎng)“關(guān)注生活中的數(shù)據(jù)可視化”的觀察習慣，在案例分析中增強對數(shù)據(jù)價值的認知，提升用數(shù)據(jù)表達的主動性。三、課時教學重難點類別內(nèi)容突破策略教學重點1.數(shù)據(jù)可視化的4大核心作用及案例解讀；2.3類常見可視化方式的分類及適用場景；3.數(shù)據(jù)任務(wù)與可視化方式的匹配。1.制作“作用—案例”對照表（附圖表截圖）；2.設(shè)計“可視化方式對比卡”（含類型、代表圖表、適用場景、案例）；3.開展“數(shù)據(jù)任務(wù)匹配賽”，用物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)任務(wù)強化應(yīng)用。教學難點1.區(qū)分折線圖與柱形圖的適用場景差異；2.結(jié)合數(shù)據(jù)特征精準選擇可視化方式（如何時用比例圖、何時用趨勢圖）。1.用“時間序列數(shù)據(jù)”與“類別數(shù)據(jù)”的對比案例辨析折線圖與柱形圖；2.提供“數(shù)據(jù)特征—可視化方式”決策流程圖，通過物聯(lián)花盆多場景任務(wù)練習強化。四、課時教學準備素材準備：數(shù)據(jù)可視化作用案例集（含溫度異常圖、智慧社區(qū)大屏圖、航班準點率圖）、可視化方式對比卡、決策流程圖、物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)任務(wù)清單、標簽云制作素材（語文課文文本）、生活可視化場景圖片集（如天氣圖、共享單車分布、手機步數(shù)趨勢）。工具準備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一臺電腦（安裝WPS表格、瀏覽器）、實物投影（展示案例）、在線標簽云生成工具鏈接（提前測試可用）、小組任務(wù)卡（明確討論主題）。前置任務(wù)：1.回顧前兩課時物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)分析結(jié)果，記錄“本組分析了哪些數(shù)據(jù)？得出了哪些結(jié)論？”；2.拍攝或收集生活中看到的數(shù)據(jù)可視化圖片（如天氣預報圖、考試成績柱狀圖），標注場景和呈現(xiàn)方式。教師準備：提前整理學生前置任務(wù)收集的可視化案例，篩選典型案例融入課件；制作數(shù)據(jù)可視化作用和方式的微視頻備用；準備物聯(lián)花盆不同類型數(shù)據(jù)（趨勢類、比例類、分布類）的任務(wù)場景；調(diào)試在線標簽云工具確保全員可用。五、課時教學過程（一）情境導入：數(shù)據(jù)結(jié)論如何“更直觀”？（5分鐘）教學活動：教師展示兩組物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)分析成果：第一組是“土壤濕度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（含3天最值、平均值）”，第二組是“土壤濕度變化折線圖（標注異常點）”。提問：“對比這兩組成果，哪組能更快看出‘哪天濕度最低？是否有異常值？’？”（第二組）“像這樣把數(shù)據(jù)變成圖表的過程，就是數(shù)據(jù)可視化。前兩課時我們讓數(shù)據(jù)‘變有用’，今天開始我們讓數(shù)據(jù)‘開口說話’——學習數(shù)據(jù)可視化的作用和方法。”引出本課主題。設(shè)計意圖：通過“表格vs圖表”的直觀對比，凸顯可視化的優(yōu)勢，銜接前兩課時的分析成果，用“讓數(shù)據(jù)開口說話”的比喻激發(fā)學生興趣，自然引出教學內(nèi)容。（二）核心探究一：數(shù)據(jù)可視化的作用——為什么要“畫圖”？（15分鐘）環(huán)節(jié)1：生活案例分享——發(fā)現(xiàn)可視化的價值（5分鐘）：

學生分組展示前置任務(wù)收集的可視化案例，分享：“這是哪里的場景？用了什么呈現(xiàn)方式？能看出什么信息？”教師選取3個典型案例（如天氣折線圖、成績柱狀圖、共享單車散點圖），引導全班分析：“這些案例為什么不用表格而用圖表？”（更直觀、易發(fā)現(xiàn)規(guī)律、方便交流）。環(huán)節(jié)2：核心作用解讀——可視化的“四大本領(lǐng)”（8分鐘）：

教師結(jié)合教材案例和學生分享案例，逐一講解核心作用，發(fā)放“作用—案例”對照表：

發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常：展示溫度變化折線圖（標注13:00異常峰值），講解：“表格中13:00的溫度值單獨看不明顯，折線圖中突然的峰值能快速定位異常，方便排查傳感器故障等問題?！绷私庹w概況：展示智慧社區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測大屏圖，講解：“大屏整合了人員流動、能耗、安防等多類數(shù)據(jù)，工作人員一眼就能掌握社區(qū)整體運行狀態(tài)，這是表格無法實現(xiàn)的全局視角?！卑l(fā)現(xiàn)趨勢變化：展示航班近30天準點率趨勢圖，講解：“從圖中能清晰看出航班準點率的下降趨勢，幫助乘客預測出行風險，這是單組數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)的規(guī)律?！狈奖憬涣鞴蚕恚航處熜〗Y(jié)：“直觀的圖表能讓不懂數(shù)據(jù)的人也快速理解核心信息，比如向校長匯報物聯(lián)花盆項目時，圖表比表格更有說服力。”小組討論：“結(jié)合本組物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)，說說可視化能幫我們解決什么問題？”（如發(fā)現(xiàn)濕度變化規(guī)律、快速展示不同花盆的濕度占比），每組分享1個核心作用。環(huán)節(jié)3：作用小結(jié)（2分鐘）：

教師引導總結(jié)：“數(shù)據(jù)可視化的核心價值是‘化抽象為直觀、化復雜為簡潔’，四大作用圍繞‘發(fā)現(xiàn)問題、把握全局、預測趨勢、高效溝通’展開，這些作用讓數(shù)據(jù)的價值得到更充分的發(fā)揮?！痹O(shè)計意圖：從學生生活案例切入，再回歸教材核心作用，用“對照表+案例解讀”降低理解難度，通過小組討論關(guān)聯(lián)物聯(lián)花盆項目，讓作用認知更貼合實際。（三）核心探究二：常見的可視化方式——用什么“畫圖”？（20分鐘）環(huán)節(jié)1：可視化方式分類——按“數(shù)據(jù)需求”選類型（10分鐘）：

教師發(fā)放“可視化方式對比卡”，結(jié)合物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)場景講解3類核心方式：

可視化類型代表圖表適用數(shù)據(jù)特征物聯(lián)花盆應(yīng)用場景趨勢可視化折線圖、柱形圖數(shù)據(jù)隨時間變化，需展示變化規(guī)律展示一周內(nèi)土壤濕度/溫度的變化趨勢比例可視化餅圖、環(huán)形圖多組數(shù)據(jù)占整體的比例關(guān)系，需展示占比展示5個花盆濕度達標的天數(shù)占總天數(shù)的比例分布可視化散點圖、地圖散點數(shù)據(jù)在空間或數(shù)值范圍內(nèi)的分布，需展示分布規(guī)律展示教室不同位置花盆的光照強度分布重點辨析：教師展示“一周內(nèi)各花盆濕度最大值柱形圖”和“一周濕度變化折線圖”，提問：“什么時候用折線圖？什么時候用柱形圖？”引導總結(jié)：“折線圖側(cè)重‘趨勢變化’（時間序列），柱形圖側(cè)重‘類別對比’（不同對象橫向比較）?！杯h(huán)節(jié)2：拓展方式體驗——文本數(shù)據(jù)的可視化（8分鐘）：

教師引入：“除了數(shù)值數(shù)據(jù)，文本數(shù)據(jù)也能可視化，標簽云就是常用方式?！闭故菊Z文課文《春》的標簽云（“春天”“桃花”“春風”等高頻詞字體較大），講解：“詞頻越高，字體越大，能快速把握文本核心。”學生實操體驗：每組選取一段語文課文文本，復制到在線標簽云生成工具，設(shè)置字體和顏色后生成標簽云，保存并分享：“從標簽云能看出這篇課文的核心內(nèi)容是什么？和我們閱讀后的感受一致嗎？”教師小結(jié)：“標簽云是文本數(shù)據(jù)的‘可視化名片’，拓展了可視化的應(yīng)用范圍，體現(xiàn)了可視化‘化繁為簡’的核心思路?！杯h(huán)節(jié)3：方式匹配練習（2分鐘）：

教師給出物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)任務(wù)：“1.展示3個花盆的光照達標率；2.展示每天澆水后濕度的變化；3.展示教室不同角落花盆的溫度分布?！睂W生搶答對應(yīng)可視化方式（餅圖、折線圖、散點圖），教師點評強化匹配邏輯。設(shè)計意圖：用“對比卡+場景案例”清晰呈現(xiàn)三類核心方式，重點辨析折線圖與柱形圖的差異；通過標簽云實操體驗拓展文本可視化，最后用匹配練習強化“數(shù)據(jù)特征—方式”的關(guān)聯(lián)思維。（四）核心探究三：可視化方式?jīng)Q策——如何選“對圖表”？（3分鐘）教學活動：教師發(fā)放“數(shù)據(jù)特征—可視化方式”決策流程圖，引導學生梳理：“第一步：明確數(shù)據(jù)類型（數(shù)值/文本）；第二步：若為數(shù)值數(shù)據(jù)，判斷是時間趨勢（選折線圖）、類別比例（選餅圖）還是空間分布（選散點圖）；第三步：若為文本數(shù)據(jù)，選標簽云?！苯Y(jié)合物聯(lián)花盆任務(wù)案例演示決策過程，學生對照流程圖復述1個任務(wù)的決策步驟。設(shè)計意圖：用流程圖將抽象的決策邏輯具象化，幫助學生建立結(jié)構(gòu)化的選擇思維，為下節(jié)課實操制作圖表鋪墊方法基礎(chǔ)。（五）課堂小結(jié)+作業(yè)布置（2分鐘）小結(jié)：可視化的“1核4用3類”：師生共同梳理：“1個核心（化抽象為直觀）；4大作用（發(fā)現(xiàn)異常、把握全局、洞察趨勢、便捷共享）；3類核心方式（趨勢、比例、分布）+1類拓展（標簽云）”，強調(diào)：“選擇可視化方式的關(guān)鍵是‘匹配數(shù)據(jù)特征和展示目標’?！狈謱幼鳂I(yè)：

基礎(chǔ)作業(yè)：1.完善“作用—案例”對照表，為每個作用補充1個生活案例；2.結(jié)合本組物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)，列出3個可視化任務(wù)，明確每個任務(wù)的目標和對應(yīng)可視化方式。拓展作業(yè)：1.用手機拍攝3個不同類型的可視化場景（趨勢、比例、分布各1個），標注數(shù)據(jù)特征和可視化方式；2.嘗試用WPS表格打開本組物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)，探索“插入圖表”功能中的不同圖表類型。預習作業(yè)：閱讀教材19.3內(nèi)容，思考“用WPS表格制作折線圖需要哪些步驟？用Python制作圖表和用表格制作有什么區(qū)別？”。設(shè)計意圖：基礎(chǔ)作業(yè)鞏固核心認知，拓展作業(yè)關(guān)聯(lián)工具操作，預習作業(yè)為下節(jié)課實操制作圖表鋪墊認知，形成“認知—準備—實操”的銜接。六、課時板書設(shè)計第1課時：讓數(shù)據(jù)“開口說話”——作用與方式

一、核心問題：為什么可視化？用什么可視化？

二、1個核心：化抽象為直觀，讓數(shù)據(jù)易理解、易交流

三、4大作用（案例支撐）

1.發(fā)現(xiàn)異常：溫度峰值→傳感器故障

2.把握全局：智慧社區(qū)大屏→整體運行

3.洞察趨勢：航班準點率→出行預測

4.便捷共享：圖表匯報→高效溝通

四、常見可視化方式（匹配數(shù)據(jù)特征）

1.趨勢可視化：折線圖、柱形圖→隨時間變化（濕度趨勢）

2.比例可視化：餅圖、環(huán)形圖→占比關(guān)系（達標率）

3.分布可視化：散點圖→空間/數(shù)值分布（光照分布）

4.拓展：標簽云→文本數(shù)據(jù)（課文核心）

五、決策邏輯：數(shù)據(jù)特征→展示目標→可視化方式第2課時：讓數(shù)據(jù)“繪成圖表”——數(shù)據(jù)可視化實操與優(yōu)化一、課時基本信息學科：信息科技年級：八年級課時主題：讓數(shù)據(jù)“繪成圖表”——數(shù)據(jù)可視化實操與優(yōu)化課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第四單元第19課19.3體驗數(shù)據(jù)可視化新課標核心素養(yǎng)對接：聚焦“實踐創(chuàng)新”與“工程思維”，以物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)為載體，掌握用WPS表格和Python制作核心圖表的方法，能根據(jù)展示需求優(yōu)化圖表，培養(yǎng)“目標導向—實操制作—優(yōu)化迭代”的工程思維。二、課時教學目標（一）核心素養(yǎng)目標實踐創(chuàng)新：能獨立用WPS表格制作物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)的折線圖、餅圖和散點圖，能完成圖表標題、坐標軸標簽、圖例等基礎(chǔ)設(shè)置；能參照代碼模板用Python制作折線圖，初步實現(xiàn)圖表個性化（如修改顏色、尺寸）。工程思維：能結(jié)合“展示給校長看”“小組內(nèi)分享”等不同場景需求，優(yōu)化圖表的標題、顏色和標注，能說出圖表優(yōu)化的3個核心維度（清晰性、美觀性、針對性）；能繪制簡單的可視化制作流程圖。信息社會責任：在圖表制作中養(yǎng)成“規(guī)范標注數(shù)據(jù)來源”的習慣；在小組協(xié)作優(yōu)化圖表時，能傾聽他人意見，結(jié)合不同需求完善作品，培養(yǎng)團隊協(xié)作中的數(shù)據(jù)表達素養(yǎng)。（二）知識與技能目標掌握WPS表格制作圖表的核心步驟：選擇數(shù)據(jù)區(qū)域→插入對應(yīng)圖表→設(shè)置圖表元素（標題、坐標軸、圖例、數(shù)據(jù)標簽）→調(diào)整圖表樣式（顏色、字體）→保存圖表。掌握Python制作折線圖的基礎(chǔ)方法：導入matplotlib庫→準備橫縱坐標數(shù)據(jù)→設(shè)置畫布和標題→繪制折線圖→解決中文顯示問題→顯示并保存圖表。掌握圖表優(yōu)化的基本技巧：根據(jù)場景修改標題（如“組1土壤濕度趨勢圖”改為“物聯(lián)花盆組1一周土壤濕度變化趨勢”）、標注關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如異常點、平均值線）、調(diào)整顏色搭配（避免刺眼配色）。（三）過程與方法目標通過“任務(wù)驅(qū)動—步驟演示—實操練習—問題排查”的流程，掌握兩種工具制作圖表的方法，提升實操能力和問題解決能力。通過“場景分析—圖表優(yōu)化—成果展示”的活動，掌握圖表優(yōu)化的思路，提升根據(jù)需求調(diào)整作品的迭代能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標感受從“數(shù)據(jù)”到“圖表”再到“優(yōu)化后作品”的增值過程，體會“細節(jié)決定效果”的設(shè)計理念，增強數(shù)據(jù)可視化的成就感。培養(yǎng)“嚴謹細致”的實操習慣，在圖表制作中關(guān)注標題、標簽等細節(jié)；培養(yǎng)“用戶思維”，在優(yōu)化中考慮不同受眾的需求，提升數(shù)據(jù)表達的針對性。三、課時教學重難點類別內(nèi)容突破策略教學重點1.WPS表格制作折線圖、餅圖、散點圖的實操；2.Python制作折線圖的代碼修改與運行；3.圖表基礎(chǔ)優(yōu)化技巧的應(yīng)用。1.提供“WPS圖表制作步驟卡”（附截圖標注）；2.給出彩色標注的Python代碼模板（標注修改點）；3.設(shè)計“場景化優(yōu)化任務(wù)”（如“給低年級同學看的圖表”）。教學難點1.WPS表格中正確選擇數(shù)據(jù)區(qū)域（如制作餅圖時區(qū)分“類別數(shù)據(jù)”和“數(shù)值數(shù)據(jù)”）；2.Python中matplotlib中文顯示問題的解決；3.結(jié)合場景需求精準優(yōu)化圖表（如“匯報用”與“自用”的差異）。1.用不同顏色標注數(shù)據(jù)區(qū)域示例，強調(diào)“類別與數(shù)值對應(yīng)”；2.提供中文顯示代碼模板，提前安裝中文字體；3.給出“場景需求對照表”（含受眾、重點、優(yōu)化方向），教師巡回指導。四、課時教學準備素材準備：WPS圖表制作步驟卡、Python代碼模板（含中文顯示配置）、圖表優(yōu)化場景需求對照表、圖表問題排查清單（如數(shù)據(jù)區(qū)域錯誤、中文亂碼）、物聯(lián)花盆整理后的數(shù)據(jù)文件（CSV格式）、優(yōu)秀圖表案例集（不同場景）、可視化制作流程圖模板。工具準備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一臺電腦（安裝WPS表格、Python及matplotlib庫、編程軟件）、實物投影（演示操作步驟）、U盤（備份數(shù)據(jù)文件和代碼模板）、小組優(yōu)化任務(wù)單（明確場景和要求）。前置任務(wù)：1.回顧第1課時確定的本組可視化任務(wù)，確保電腦中存有整理后的物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)；2.嘗試用WPS表格插入任意一種圖表，記錄操作中遇到的問題（如不會選數(shù)據(jù)區(qū)域）；3.提前在Python中安裝matplotlib庫（教師提供安裝教程）。教師準備：提前調(diào)試Python環(huán)境，確保matplotlib庫可正常使用并配置好中文字體；將物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)文件按小組分發(fā)；制作WPS和Python圖表制作的分步演示視頻；培訓3名“小老師”（提前掌握兩種工具制作方法）；準備不同場景的優(yōu)化評價標準。五、課時教學過程（一）回顧導入：圖表制作“怎么上手”？（5分鐘）教學活動：教師回顧舊知：“上節(jié)課我們明確了可視化的作用和方式，每組也確定了物聯(lián)花盆數(shù)據(jù)的可視化任務(wù)。很多同學前置任務(wù)中嘗試了WPS制作圖表，遇到了‘選不對數(shù)據(jù)區(qū)域’‘不知道怎么改標題’等問題。今天我們就解決這些問題：先用WPS表格制作基礎(chǔ)圖表，再用Python實現(xiàn)個性化制作，最后根據(jù)場景優(yōu)化圖表，讓我們的可視化作品更專業(yè)?！闭故颈竟?jié)課目標：“1.實操制作（WPS+Python）；2.場景優(yōu)化；3.成果展示?！痹O(shè)計意圖：結(jié)合學生前置任務(wù)中的問題導入，明確本節(jié)課的實操核心和解決的痛點，用“基礎(chǔ)—個性化—優(yōu)化”的遞進目標激發(fā)學生的學習動力。（二）核心探究一：WPS表格實操——基礎(chǔ)圖表“快速做”（15分鐘）環(huán)節(jié)1：折線圖制作——趨勢數(shù)據(jù)可視化（6分鐘）：

教師明確任務(wù)：“用本組一周土壤濕度數(shù)據(jù)制作折線圖，展示變化趨勢并標注異常點?！蓖ㄟ^實物投影演示，發(fā)放“WPS折線圖制作步驟卡”：

第一步：打開整理后的CSV數(shù)據(jù)文件，選中“時間列”和“土壤濕度列”（按住Ctrl鍵可跨列選擇）；第二步：點擊“插入”→“折線圖”→選擇“帶數(shù)據(jù)標記的折線圖”；第三步：設(shè)置圖表元素：點擊圖表右側(cè)“+”，勾選“圖表標題”“坐標軸標題”“圖例”“數(shù)據(jù)標簽”；第四步：修改細節(jié)：雙擊圖表標題改為“組X一周土壤濕度變化趨勢圖”，雙擊X軸改為“日期”，Y軸改為“土壤濕度（%）”，右鍵異常數(shù)據(jù)點選擇“添加數(shù)據(jù)標簽”并標注“疑似傳感器故障”；第五步：調(diào)整樣式：選擇圖表樣式中的“淡雅配色”，調(diào)整圖表大小至合適尺寸。學生分組實操，“小老師”巡回協(xié)助，教師重點指導：

數(shù)據(jù)區(qū)域選擇錯誤：引導觀察“選中區(qū)域是否包含時間和對應(yīng)數(shù)值”；標簽修改問題：演示“雙擊元素直接修改”的技巧。環(huán)節(jié)2：餅圖與散點圖制作——比例與分布數(shù)據(jù)可視化（7分鐘）：

教師分任務(wù)：A、B組用“5個花盆濕度達標天數(shù)”制作餅圖（展示占比），C、D組用“教室不同位置花