第第頁人教版（2024）八年級(jí)全一冊(cè)信息科技第25課《學(xué)習(xí)探究新工具》教案第1課時(shí)：物聯(lián)網(wǎng)賦能學(xué)習(xí)——探究新工具的應(yīng)用價(jià)值一、課時(shí)基本信息學(xué)科：信息科技年級(jí)：八年級(jí)課時(shí)主題：物聯(lián)網(wǎng)賦能學(xué)習(xí)——探究新工具的應(yīng)用價(jià)值課時(shí)時(shí)長：45分鐘對(duì)應(yīng)教材內(nèi)容：第五單元第25課25.1探索物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用新課標(biāo)核心素養(yǎng)對(duì)接：聚焦“信息意識(shí)”與“數(shù)字思維”，以物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)習(xí)場景的應(yīng)用為載體，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)科探究的支撐作用，梳理“數(shù)據(jù)采集—分析應(yīng)用”的技術(shù)邏輯，建立“技術(shù)賦能學(xué)習(xí)”的認(rèn)知，增強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)科技工具的關(guān)注。二、課時(shí)教學(xué)目標(biāo)（一）核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)：能列舉物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)習(xí)環(huán)境優(yōu)化、學(xué)科探究、個(gè)性化服務(wù)等領(lǐng)域的3種典型應(yīng)用，說出每種應(yīng)用的核心功能；能識(shí)別學(xué)習(xí)場景中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成部分（傳感器、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)平臺(tái)），理解“數(shù)據(jù)支撐學(xué)習(xí)決策”的核心價(jià)值。數(shù)字思維：能結(jié)合具體學(xué)習(xí)場景（如物理實(shí)驗(yàn)、學(xué)情監(jiān)測），梳理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決傳統(tǒng)學(xué)習(xí)痛點(diǎn)的邏輯鏈條，初步形成“傳統(tǒng)痛點(diǎn)—技術(shù)方案—效率提升”的問題解決思維；能分析傳感器在學(xué)科探究中的數(shù)據(jù)采集對(duì)象及作用。信息社會(huì)責(zé)任：通過了解物聯(lián)網(wǎng)對(duì)學(xué)習(xí)效率和個(gè)性化發(fā)展的推動(dòng)作用，增強(qiáng)主動(dòng)運(yùn)用科技工具的意識(shí)；在小組探究中尊重不同觀點(diǎn)，主動(dòng)分享信息，培養(yǎng)合作交流的責(zé)任意識(shí)。（二）知識(shí)與技能目標(biāo)掌握傳統(tǒng)學(xué)習(xí)工具與物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)工具的核心差異：傳統(tǒng)學(xué)習(xí)工具“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)零散、效率有限”，物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)工具“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、實(shí)時(shí)采集、精準(zhǔn)服務(wù)”。能具體說明物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵應(yīng)用：學(xué)情監(jiān)測（學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集與分析）、學(xué)科探究（傳感器輔助實(shí)驗(yàn)）、沉浸式學(xué)習(xí)（VR/AR融合支持），并說出各應(yīng)用的核心優(yōu)勢(shì)。能識(shí)別學(xué)習(xí)場景中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心設(shè)備：傳感器（采集學(xué)習(xí)狀態(tài)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)模塊）、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)（學(xué)情分析系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)），明確各設(shè)備的基本功能。（三）過程與方法目標(biāo)通過“場景對(duì)比—案例分析—小組探究”的遞進(jìn)式活動(dòng)，掌握物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)應(yīng)用的認(rèn)知方法，提升信息提取與歸納能力。通過視頻探究（虛擬實(shí)驗(yàn)、智能學(xué)情監(jiān)測）、實(shí)物觀察（各類傳感器），結(jié)合“傳統(tǒng)vs智慧”痛點(diǎn)分析，提升問題辨析與技術(shù)關(guān)聯(lián)能力。（四）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給學(xué)習(xí)帶來的變革，體會(huì)“科技讓學(xué)習(xí)更高效、更精準(zhǔn)”的價(jià)值，激發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)科技工具的探究興趣。樹立“學(xué)習(xí)現(xiàn)代化離不開科技支撐”的認(rèn)知，增強(qiáng)主動(dòng)運(yùn)用新工具優(yōu)化學(xué)習(xí)的意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)的態(tài)度。三、課時(shí)教學(xué)重難點(diǎn)類別內(nèi)容突破策略教學(xué)重點(diǎn)1.物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)情監(jiān)測、學(xué)科探究、沉浸式學(xué)習(xí)領(lǐng)域的典型應(yīng)用及核心優(yōu)勢(shì)；

2.學(xué)習(xí)場景中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成（傳感器、傳輸、處理平臺(tái)）及各部分功能；3.傳統(tǒng)學(xué)習(xí)痛點(diǎn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1.提供“應(yīng)用場景卡”，分組梳理不同領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用；

2.展示實(shí)物設(shè)備（光敏、溫濕度、加速度傳感器）或高清圖片，結(jié)合案例解析功能；

3.用“痛點(diǎn)—方案”對(duì)比表引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)分析。教學(xué)難點(diǎn)1.理解“數(shù)據(jù)支撐學(xué)習(xí)決策”的內(nèi)在邏輯（如學(xué)情數(shù)據(jù)如何指導(dǎo)教學(xué)調(diào)整）；2.區(qū)分不同學(xué)科探究場景中傳感器的采集對(duì)象及作用差異。1.用“數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)圖”可視化展示“采集—傳輸—分析—應(yīng)用”流程；2.設(shè)計(jì)“傳感器匹配學(xué)科場景”活動(dòng)，通過實(shí)例對(duì)比強(qiáng)化認(rèn)知；3.結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)操作，直觀感受數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)決策的關(guān)聯(lián)。四、課時(shí)教學(xué)準(zhǔn)備素材準(zhǔn)備：傳統(tǒng)學(xué)習(xí)與智慧學(xué)習(xí)場景對(duì)比圖、物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)應(yīng)用案例視頻（VR物理實(shí)驗(yàn)、智能學(xué)情監(jiān)測、傳感器輔助探究）、應(yīng)用場景卡、“痛點(diǎn)—方案”對(duì)比表、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意圖。工具準(zhǔn)備：多媒體課件、白板、馬克筆、實(shí)物設(shè)備（光敏傳感器、溫濕度傳感器、加速度傳感器、物聯(lián)網(wǎng)學(xué)情監(jiān)測平臺(tái)演示賬號(hào)）、小組探究任務(wù)單。前置任務(wù)：1.詢問老師或?qū)W長傳統(tǒng)教學(xué)中監(jiān)測學(xué)情、開展實(shí)驗(yàn)的常見方法，記錄2個(gè)主要痛點(diǎn)（如學(xué)情反饋滯后、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄繁瑣）；2.搜索“物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)工具”相關(guān)圖片或短視頻，初步了解其特點(diǎn)。教師準(zhǔn)備：篩選典型案例視頻（時(shí)長3-5分鐘）；制作“物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)設(shè)備”展示板；培訓(xùn)2名“科技學(xué)習(xí)小助手”；準(zhǔn)備學(xué)情監(jiān)測平臺(tái)模擬數(shù)據(jù)。五、課時(shí)教學(xué)過程（一）情境導(dǎo)入：學(xué)習(xí)中“靠經(jīng)驗(yàn)”還是“靠數(shù)據(jù)”？（5分鐘）教學(xué)活動(dòng)：教師展示兩組對(duì)比圖片：第一組“老師通過課堂提問判斷學(xué)情，憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整教學(xué)”“學(xué)生用秒表、溫度計(jì)手動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，字跡潦草易出錯(cuò)”；第二組“教師通過學(xué)情平臺(tái)查看全班知識(shí)點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)推送練習(xí)”“學(xué)生用傳感器自動(dòng)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)上傳至分析平臺(tái)”。播放短視頻《從“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”到“數(shù)據(jù)導(dǎo)學(xué)”》（截取智能學(xué)情監(jiān)測和傳感器實(shí)驗(yàn)片段），提問：“兩組場景中，學(xué)習(xí)決策的依據(jù)有什么不同？第二組場景中的‘智能工具’是如何幫助師生解決問題的？”學(xué)生結(jié)合前置任務(wù)分享發(fā)現(xiàn)，教師小結(jié)：“這些‘智能工具’組成了學(xué)習(xí)場景中的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，它就像學(xué)習(xí)的‘智慧助手’，讓學(xué)習(xí)從‘靠經(jīng)驗(yàn)’轉(zhuǎn)向‘靠數(shù)據(jù)’。今天我們就一起探索物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用價(jià)值?！币霰菊n主題。設(shè)計(jì)意圖：通過“傳統(tǒng)vs智慧”的強(qiáng)烈場景對(duì)比，結(jié)合學(xué)生前置調(diào)查的痛點(diǎn)，直觀凸顯物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生探究興趣，自然引出教學(xué)核心。（二）核心探究一：物聯(lián)網(wǎng)如何破解傳統(tǒng)學(xué)習(xí)痛點(diǎn)？（15分鐘）環(huán)節(jié)1：傳統(tǒng)學(xué)習(xí)痛點(diǎn)大收集（5分鐘）：學(xué)生分組分享前置任務(wù)中收集的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)痛點(diǎn)，教師匯總并板書：“教學(xué)痛點(diǎn)：學(xué)情反饋滯后、教學(xué)調(diào)整盲目；實(shí)驗(yàn)痛點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集繁瑣、誤差大、記錄不及時(shí)；學(xué)習(xí)痛點(diǎn)：個(gè)性化指導(dǎo)不足、抽象知識(shí)難理解”。引導(dǎo)提問：“這些痛點(diǎn)會(huì)帶來什么問題？”（教學(xué)效率低、實(shí)驗(yàn)結(jié)論不準(zhǔn)確、學(xué)習(xí)效果參差不齊）。環(huán)節(jié)2：案例解析——學(xué)情監(jiān)測的“精準(zhǔn)之道”（7分鐘）：教師聚焦教學(xué)場景，播放智能學(xué)情監(jiān)測系統(tǒng)演示視頻：“學(xué)生完成課堂練習(xí)后，平臺(tái)實(shí)時(shí)生成個(gè)人知識(shí)點(diǎn)掌握雷達(dá)圖，教師端顯示全班薄弱環(huán)節(jié)分布，自動(dòng)推送針對(duì)性練習(xí)題”。展示學(xué)情平臺(tái)模擬數(shù)據(jù)，講解：“這個(gè)系統(tǒng)通過采集學(xué)生答題數(shù)據(jù)、答題時(shí)長等信息，經(jīng)算法分析后生成學(xué)情報(bào)告，替代了‘憑提問判斷學(xué)情’的傳統(tǒng)方式?！卑l(fā)放“痛點(diǎn)—方案”對(duì)比表，以小組為單位完成教學(xué)領(lǐng)域的填寫：

傳統(tǒng)痛點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)方案核心設(shè)備/技術(shù)優(yōu)勢(shì)學(xué)情反饋滯后智能學(xué)情監(jiān)測答題終端、數(shù)據(jù)傳輸模塊、學(xué)情分析平臺(tái)實(shí)時(shí)反饋、精準(zhǔn)定位薄弱點(diǎn)個(gè)性化指導(dǎo)不足智能推送練習(xí)算法模型、學(xué)習(xí)資源庫因材施教、提升學(xué)習(xí)效率

教師補(bǔ)充：“學(xué)情監(jiān)測系統(tǒng)不僅能分析知識(shí)點(diǎn)掌握情況，還能追蹤學(xué)習(xí)習(xí)慣數(shù)據(jù)，為長期學(xué)習(xí)規(guī)劃提供支撐?！?/p>

環(huán)節(jié)3：小組探究——學(xué)科探究與沉浸式學(xué)習(xí)的“智慧方案”（3分鐘）：發(fā)放“應(yīng)用場景卡”（學(xué)科探究場景：物理速度測量；沉浸式學(xué)習(xí)場景：VR化學(xué)實(shí)驗(yàn)），小組結(jié)合案例視頻片段和教材內(nèi)容，簡要填寫卡片中的“核心技術(shù)”和“解決的痛點(diǎn)”?！翱萍紝W(xué)習(xí)小助手”巡回指導(dǎo)，教師選取2組分享，點(diǎn)評(píng)完善。設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生熟悉的教學(xué)場景切入，結(jié)合平臺(tái)模擬數(shù)據(jù)，降低認(rèn)知難度；再通過小組探究遷移到學(xué)科探究和沉浸式學(xué)習(xí)場景，層層遞進(jìn)落實(shí)重點(diǎn)，強(qiáng)化“痛點(diǎn)—方案”的邏輯關(guān)聯(lián)。（三）核心探究二：學(xué)習(xí)場景物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的“組成密碼”（15分鐘）環(huán)節(jié)1：拆解系統(tǒng)——物聯(lián)網(wǎng)的“三大核心”（8分鐘）：教師提出問題：“無論是智能學(xué)情監(jiān)測還是傳感器實(shí)驗(yàn)，都離不開三個(gè)核心部分，就像我們的‘眼睛、神經(jīng)和大腦’。它們是什么呢？”結(jié)合學(xué)情監(jiān)測案例，展示“數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意圖”：“答題終端/傳感器（眼睛：采集數(shù)據(jù)）→網(wǎng)絡(luò)模塊（神經(jīng)：傳輸數(shù)據(jù)）→學(xué)情分析平臺(tái)（大腦：分析應(yīng)用）”。逐一解析：

數(shù)據(jù)采集層——傳感器與終端：展示不同類型傳感器實(shí)物（光敏、溫濕度、加速度）和答題終端圖片，講解：“傳感器是‘?dāng)?shù)據(jù)之源’，物理實(shí)驗(yàn)中測速度、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中測溫度；答題終端采集學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，不同場景采集對(duì)象不同?！睌?shù)據(jù)傳輸層——網(wǎng)絡(luò)：簡單說明：“通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)，將采集的數(shù)據(jù)傳到分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)‘?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)流轉(zhuǎn)’?！睌?shù)據(jù)應(yīng)用層——分析與展示平臺(tái)：以學(xué)情分析平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)為例，講解：“這里是‘決策和應(yīng)用中心’，分析數(shù)據(jù)后生成報(bào)告或可視化圖表，為教學(xué)調(diào)整、實(shí)驗(yàn)結(jié)論提供支撐?！杯h(huán)節(jié)2：深度思考——數(shù)據(jù)如何支撐學(xué)習(xí)決策？（5分鐘）：教師以“智能學(xué)情監(jiān)測”為例，拋出問題鏈：“1.系統(tǒng)采集到什么數(shù)據(jù)？（答題正確率、答題時(shí)長、錯(cuò)題類型）2.數(shù)據(jù)傳到哪里？（學(xué)情分析平臺(tái)）3.系統(tǒng)如何決策？（對(duì)比知識(shí)點(diǎn)掌握標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)記薄弱點(diǎn)）4.輸出什么結(jié)果？（個(gè)人報(bào)告、班級(jí)分析、針對(duì)性練習(xí)）”。學(xué)生結(jié)合示意圖復(fù)述數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程，教師強(qiáng)調(diào)：“這就是‘?dāng)?shù)據(jù)支撐學(xué)習(xí)決策’的核心邏輯——用客觀數(shù)據(jù)替代主觀判斷，讓教學(xué)和學(xué)習(xí)更精準(zhǔn)?！蓖卣固釂枺骸叭绻俏锢韺?shí)驗(yàn)中的速度測量，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)邏輯會(huì)是什么？”引導(dǎo)學(xué)生說出“加速度傳感器采集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)→傳輸?shù)綄?shí)驗(yàn)平臺(tái)→計(jì)算速度值并繪圖→生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的流程。環(huán)節(jié)3：實(shí)物體驗(yàn)——傳感器的“數(shù)據(jù)之力”（2分鐘）：教師操作加速度傳感器，模擬物理實(shí)驗(yàn)中的速度測量：“將傳感器固定在小車，推動(dòng)小車后，顯示屏實(shí)時(shí)顯示加速度數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)可計(jì)算出速度變化?！痹俨僮鞴饷魝鞲衅鳎趽豕饩€時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化，提問：“看到數(shù)據(jù)變化了嗎？這就是傳感器的作用——把‘速度、光照’等抽象物理量轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)數(shù)字，為學(xué)習(xí)探究提供依據(jù)?！睂W(xué)生輪流觀察，直觀感受數(shù)據(jù)采集過程。設(shè)計(jì)意圖：用“眼睛、神經(jīng)、大腦”的比喻拆解系統(tǒng)組成，結(jié)合示意圖和實(shí)物體驗(yàn)，將抽象的系統(tǒng)架構(gòu)具象化；通過問題鏈引導(dǎo)學(xué)生梳理數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)邏輯，突破“數(shù)據(jù)支撐學(xué)習(xí)決策”的難點(diǎn)。（四）核心探究三：物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)工具的“未來圖景”（7分鐘）環(huán)節(jié)1：案例拓展——多元化應(yīng)用（4分鐘）：播放《智慧學(xué)習(xí)全景展示》短視頻，包含AI助教答疑、AR歷史場景還原、跨校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)協(xié)作等場景。發(fā)放“未來學(xué)習(xí)暢想卡”，小組討論：“除了今天學(xué)習(xí)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)還能在學(xué)習(xí)中做什么？”學(xué)生分享：“用傳感器監(jiān)測植物生長，輔助生物學(xué)習(xí)”“通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)操作”等，教師補(bǔ)充“大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃”“多模態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集（如手勢(shì)、表情）”等前沿應(yīng)用。環(huán)節(jié)2：科技助學(xué)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)（3分鐘）：教師引導(dǎo)：“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓學(xué)習(xí)更高效、更個(gè)性化，這離不開科技的發(fā)展。作為中學(xué)生，我們能做什么？”學(xué)生發(fā)言后，教師小結(jié)：“主動(dòng)了解和運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)工具，優(yōu)化自己的學(xué)習(xí)方法；在學(xué)習(xí)中善于用數(shù)據(jù)說話，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄烤?，未來也能參與設(shè)計(jì)更智能的學(xué)習(xí)工具?！痹O(shè)計(jì)意圖：通過前沿案例拓展視野，激發(fā)學(xué)生想象力；結(jié)合“科技助學(xué)”的價(jià)值引領(lǐng)，將技術(shù)學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)實(shí)踐關(guān)聯(lián)，升華情感目標(biāo)。（五）課堂小結(jié)+作業(yè)布置（3分鐘）小結(jié)：智慧學(xué)習(xí)“三認(rèn)知”：師生共同梳理：“1.核心變革：從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)；2.三大應(yīng)用：學(xué)情監(jiān)測、學(xué)科探究、沉浸式學(xué)習(xí)；3.系統(tǒng)組成：采集層（傳感器/終端）、傳輸層（網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用層（分析平臺(tái)）”，強(qiáng)調(diào)：“物聯(lián)網(wǎng)為學(xué)習(xí)裝上了‘智慧助手’，讓學(xué)習(xí)更精準(zhǔn)、高效、個(gè)性化?！狈謱幼鳂I(yè)：

基礎(chǔ)作業(yè)：1.完善“痛點(diǎn)—方案”對(duì)比表，補(bǔ)充學(xué)科探究和沉浸式學(xué)習(xí)領(lǐng)域的內(nèi)容；2.繪制學(xué)習(xí)場景物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成圖，標(biāo)注各部分名稱及功能。拓展作業(yè)：1.調(diào)查自己學(xué)科學(xué)習(xí)中的一個(gè)痛點(diǎn)（如數(shù)學(xué)幾何證明困難、化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大），分析可引入哪些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決；2.設(shè)計(jì)“VR歷史學(xué)習(xí)場景”包含的物聯(lián)網(wǎng)元素（如環(huán)境傳感器、動(dòng)作捕捉設(shè)備）。預(yù)習(xí)作業(yè)：閱讀教材25.2部分，思考“要設(shè)計(jì)熱水降溫規(guī)律探究系統(tǒng)，需要解決哪些核心問題？”，記錄2個(gè)疑問。設(shè)計(jì)意圖：基礎(chǔ)作業(yè)鞏固核心知識(shí)，拓展作業(yè)關(guān)聯(lián)學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)際，預(yù)習(xí)作業(yè)為下節(jié)課實(shí)踐環(huán)節(jié)鋪墊，形成“認(rèn)知—應(yīng)用—實(shí)踐”的銜接。六、課時(shí)板書設(shè)計(jì)第1課時(shí)：物聯(lián)網(wǎng)賦能學(xué)習(xí)——探究新工具的應(yīng)用價(jià)值

一、核心變革：經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)→數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

二、三大應(yīng)用場景（痛點(diǎn)→方案）

1.教學(xué)：學(xué)情滯后→智能監(jiān)測（答題終端、分析平臺(tái)）

2.實(shí)驗(yàn)：數(shù)據(jù)繁瑣→傳感器采集（溫濕度、加速度傳感器）

3.學(xué)習(xí)：抽象難懂→沉浸式學(xué)習(xí)（VR/AR+物聯(lián)網(wǎng)）

三、系統(tǒng)組成“三大核心”

1.采集層：傳感器/終端（數(shù)據(jù)之源，如答題器、加速度傳感器）

2.傳輸層：網(wǎng)絡(luò)（數(shù)據(jù)通道，如WiFi、藍(lán)牙）

3.應(yīng)用層：分析平臺(tái)（決策中心，如學(xué)情平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)）

四、核心邏輯：采集數(shù)據(jù)→傳輸分析→支撐決策第2課時(shí)：科學(xué)探究的“智能助手”——熱水降溫規(guī)律系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、課時(shí)基本信息學(xué)科：信息科技年級(jí)：八年級(jí)課時(shí)主題：科學(xué)探究的“智能助手”——熱水降溫規(guī)律系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課時(shí)時(shí)長：45分鐘對(duì)應(yīng)教材內(nèi)容：第五單元第25課25.2探究熱水降溫規(guī)律系統(tǒng)實(shí)踐新課標(biāo)核心素養(yǎng)對(duì)接：聚焦“實(shí)踐創(chuàng)新”與“工程思維”，以熱水降溫規(guī)律系統(tǒng)實(shí)踐為載體，掌握溫度傳感器數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)可視化的硬件連接與代碼編寫方法，完成系統(tǒng)功能測試，培養(yǎng)“需求分析—方案設(shè)計(jì)—實(shí)踐調(diào)試”的工程思維和用科技工具支撐科學(xué)探究的創(chuàng)新意識(shí)。二、課時(shí)教學(xué)目標(biāo)（一）核心素養(yǎng)目標(biāo)實(shí)踐創(chuàng)新：能根據(jù)熱水降溫規(guī)律探究的需求，獨(dú)立完成溫度傳感器、顯示屏、主控板的連接，能編寫“數(shù)據(jù)采集—實(shí)時(shí)顯示—上傳分析”的核心代碼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基本功能；能提出系統(tǒng)優(yōu)化建議。工程思維：能識(shí)別系統(tǒng)實(shí)踐中的常見問題（接線錯(cuò)誤、傳感器數(shù)據(jù)偏差、代碼邏輯漏洞），能通過“硬件檢查—代碼調(diào)試—參數(shù)校準(zhǔn)”流程排查解決問題；培養(yǎng)“分模塊實(shí)現(xiàn)、逐步整合”的工程習(xí)慣。信息社會(huì)責(zé)任：在硬件操作中養(yǎng)成“斷電接線、規(guī)范操作”的安全習(xí)慣；在小組協(xié)作中明確分工、高效配合，體會(huì)“技術(shù)提升科學(xué)探究效率”的實(shí)際價(jià)值，增強(qiáng)用科技服務(wù)學(xué)習(xí)的責(zé)任意識(shí)。（二）知識(shí)與技能目標(biāo)掌握系統(tǒng)核心硬件知識(shí)：識(shí)別溫度傳感器（采集水溫?cái)?shù)據(jù)）、顯示屏（實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)）、主控板（控制設(shè)備協(xié)同）、網(wǎng)絡(luò)模塊（數(shù)據(jù)上傳）的功能；掌握各硬件與主控板的連接方法（溫度傳感器接模擬引腳、顯示屏接I2C引腳）。掌握核心代碼編寫：能編寫溫度傳感器數(shù)據(jù)采集代碼、顯示屏數(shù)據(jù)顯示代碼、MQTT數(shù)據(jù)上傳代碼，能調(diào)試“數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤”“顯示亂碼”“上傳失敗”等簡單問題。掌握系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步驟：需求分析→硬件搭建→代碼編寫→模塊測試→系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)“多組數(shù)據(jù)采集—實(shí)時(shí)顯示—上傳分析—結(jié)論總結(jié)”的完整流程。（三）過程與方法目標(biāo)通過“需求拆解—硬件搭建—代碼編寫—測試優(yōu)化”的任務(wù)驅(qū)動(dòng)流程，掌握物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)踐方法，提升實(shí)操與問題解決能力。通過“小組分工—模塊攻堅(jiān)—成果展示”的合作模式，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作與實(shí)驗(yàn)復(fù)盤能力，強(qiáng)化跨學(xué)科（信息科技與物理）融合思維。（四）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受從“實(shí)驗(yàn)需求”到“系統(tǒng)落地”的完整過程，體會(huì)“技術(shù)支撐科學(xué)探究”的價(jià)值，增強(qiáng)科技工具實(shí)踐的成就感和創(chuàng)新熱情。培養(yǎng)“嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致”的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，在硬件連接、代碼編寫和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)中注重細(xì)節(jié)，理解“精準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的重要性”，提升科學(xué)素養(yǎng)。三、課時(shí)教學(xué)重難點(diǎn)類別內(nèi)容突破策略教學(xué)重點(diǎn)1.溫度傳感器、顯示屏與主控板的正確連接；2.水溫?cái)?shù)據(jù)采集、顯示與上傳的核心代碼編寫；3.多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)同步采集與系統(tǒng)測試。1.提供“彩色接線示意圖”（標(biāo)注引腳定義和正負(fù)極）；2.給出“代碼模板”（標(biāo)注需修改的參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件）；3.設(shè)計(jì)“模塊測試清單”，分步驗(yàn)證采集、顯示、上傳功能。教學(xué)難點(diǎn)1.多組溫度傳感器的數(shù)據(jù)同步采集與校準(zhǔn)（減少組間誤差）；2.系統(tǒng)調(diào)試中的問題定位（如數(shù)據(jù)偏差是硬件還是代碼問題）。1.提供“傳感器校準(zhǔn)步驟”，用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)對(duì)比校準(zhǔn)；2.制作“問題排查流程圖”（先硬件接線→再傳感器校準(zhǔn)→最后代碼調(diào)試）；3.培訓(xùn)“硬件/代碼小師傅”協(xié)助排查。四、課時(shí)教學(xué)準(zhǔn)備素材準(zhǔn)備：接線示意圖、代碼模板、模塊測試清單、問題排查流程圖、傳感器校準(zhǔn)記錄表、熱水降溫規(guī)律系統(tǒng)功能需求表、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步驟卡、多組實(shí)驗(yàn)對(duì)照條件表（材質(zhì)、是否加蓋）。工具準(zhǔn)備：多媒體課件、白板、每組一套硬件（主控板、4個(gè)溫度傳感器、顯示屏、網(wǎng)絡(luò)模塊、杜邦線、電源）、編程軟件（如Mind+）、實(shí)物投影、絕緣膠帶、小組分工表（接線員、程序員、測試員、記錄員）、實(shí)驗(yàn)器材（玻璃杯2個(gè)、不銹鋼杯2個(gè)、蓋子2個(gè)、熱水壺、標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)）。前置任務(wù)：1.回顧第1課時(shí)學(xué)習(xí)場景物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成，明確熱水降溫探究系統(tǒng)需要的硬件；2.觀看“溫度傳感器使用”“MQTT數(shù)據(jù)上傳”教學(xué)視頻，記錄核心操作要點(diǎn)；3.復(fù)習(xí)物理學(xué)科中“熱水降溫影響因素”的相關(guān)知識(shí)。教師準(zhǔn)備：提前調(diào)試所有硬件，確保傳感器數(shù)據(jù)精準(zhǔn)；制作“接線+代碼”演示視頻；準(zhǔn)備備用硬件（如備用溫度傳感器、杜邦線）；培訓(xùn)4名“小師傅”（2名硬件、2名代碼）；劃分“調(diào)試區(qū)”和“實(shí)驗(yàn)展示區(qū)”；提前搭建物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)。五、課時(shí)教學(xué)過程（一）回顧導(dǎo)入：如何給科學(xué)實(shí)驗(yàn)“裝一套智能系統(tǒng)”？（5分鐘）教學(xué)活動(dòng)：教師回顧舊知：“上節(jié)課我們了解了物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，知道傳感器能輔助科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。在物理實(shí)驗(yàn)中，熱水降溫規(guī)律探究需要頻繁記錄數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)方法既繁瑣又易出錯(cuò)。今天我們要把想法變成現(xiàn)實(shí)——完成熱水降溫規(guī)律探究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，解決兩個(gè)核心問題：一是‘采得準(zhǔn)’多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)的水溫?cái)?shù)據(jù)，二是‘傳得快’實(shí)時(shí)上傳分析數(shù)據(jù)?！闭故鞠到y(tǒng)目標(biāo)：“1.用4個(gè)溫度傳感器同步采集不同條件下的水溫；2.顯示屏實(shí)時(shí)顯示各組數(shù)據(jù)；3.數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)生成降溫曲線?！痹O(shè)計(jì)意圖：銜接上節(jié)課的認(rèn)知內(nèi)容，結(jié)合物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)需求，明確本節(jié)課的實(shí)操核心任務(wù)，用“采得準(zhǔn)”“傳得快”的通俗表述降低任務(wù)難度感知，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)力。（二）核心探究一：需求拆解與硬件搭建——系統(tǒng)“搭骨架”（10分鐘）環(huán)節(jié)1：需求拆解——系統(tǒng)要“做什么”？（3分鐘）：教師發(fā)放“熱水降溫規(guī)律系統(tǒng)功能需求表”，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則，引導(dǎo)小組討論：“要探究‘材質(zhì)（玻璃/不銹鋼）’和‘是否加蓋’對(duì)降溫的影響，需要設(shè)置4組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)需要包含哪些功能模塊？每個(gè)模塊需要什么硬件？”學(xué)生填寫后分享：“數(shù)據(jù)采集模塊（4個(gè)溫度傳感器）、數(shù)據(jù)顯示模塊（顯示屏）、數(shù)據(jù)傳輸模塊（網(wǎng)絡(luò)模塊）、控制模塊（主控板）”，教師確認(rèn)并板書模塊清單。環(huán)節(jié)2：硬件認(rèn)知——每個(gè)“零件”的作用（2分鐘）：教師展示各組硬件套件，逐一介紹：“溫度傳感器：插入不同水杯，實(shí)時(shí)采集水溫?cái)?shù)據(jù)；顯示屏：同步顯示4組水溫，方便實(shí)時(shí)觀察；網(wǎng)絡(luò)模塊：將數(shù)據(jù)上傳到平臺(tái)；主控板：系統(tǒng)‘大腦’，控制所有設(shè)備協(xié)同工作，每10秒采集一次數(shù)據(jù)?！睂W(xué)生快速匹配“硬件—模塊”，教師提問：“為什么需要4個(gè)溫度傳感器？”（對(duì)應(yīng)4組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)同步性），強(qiáng)化跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)邏輯。環(huán)節(jié)3：安全接線——搭好“骨架”（5分鐘）：教師強(qiáng)調(diào)安全準(zhǔn)則：“接線前必須斷電！接完先讓小師傅檢查！”用實(shí)物投影結(jié)合接線示意圖演示核心接線：①溫度傳感器（4個(gè)）：VCC接3.3V、GND接GND、信號(hào)引腳分別接A0-A3；②顯示屏：SDA接SDA引腳、SCL接SCL引腳、VCC接5V、GND接GND；③網(wǎng)絡(luò)模塊：按說明書接對(duì)應(yīng)引腳；④主控板供電：連接電源。學(xué)生分組接線，按“接線員操作→硬件小師傅檢查→教師復(fù)檢”流程進(jìn)行，重點(diǎn)檢查傳感器正負(fù)極和信號(hào)引腳對(duì)應(yīng)是否正確。通電測試：復(fù)檢通過的小組運(yùn)行“簡易代碼”（啟動(dòng)顯示屏，測試單傳感器數(shù)據(jù)讀?。?，觀察顯示屏是否亮、傳感器是否能讀取室溫?cái)?shù)據(jù)。設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合物理對(duì)照實(shí)驗(yàn)需求拆解模塊，先認(rèn)知硬件功能，再規(guī)范接線搭建基礎(chǔ)，“三級(jí)檢查”保障硬件安全與正確性，為后續(xù)代碼編寫排除硬件隱患。（三）核心探究二：代碼編寫——系統(tǒng)“注靈魂”（15分鐘）環(huán)節(jié)1：模塊攻堅(jiān)——多組數(shù)據(jù)采集代碼編寫（5分鐘）：教師聚焦第一個(gè)核心問題“采得準(zhǔn)”，打開編程軟件演示溫度傳感器采集代碼：“首先導(dǎo)入溫度傳感器和顯示屏模塊庫，初始化4個(gè)傳感器（對(duì)應(yīng)A0-A3引腳），設(shè)置采集間隔為10秒，循環(huán)讀取各組數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)?！卑l(fā)放代碼模板，標(biāo)注關(guān)鍵代碼塊：

fromeducoreimportds18b20,oled,time

#初始化4個(gè)溫度傳感器（對(duì)應(yīng)引腳A0-A3）和顯示屏

temp1=ds18b20(0)#玻璃杯（無蓋）

temp2=ds18b20(1)#玻璃杯（有蓋）

temp3=ds18b20(2)#不銹鋼杯（無蓋）

temp4=ds18b20(3)#不銹鋼杯（有蓋）

oled.print("等待采集數(shù)據(jù)...")

#循環(huán)采集數(shù)據(jù)（間隔10秒）

whileTrue:

t1=temp1.read()

t2=temp2.read()

t3=temp3.read()

t4=temp4.read()

time.sleep(10)

教師講解：“這段代碼的核心是給每個(gè)傳感器分配獨(dú)立引腳，通過循環(huán)讀取實(shí)現(xiàn)同步采集，10秒間隔符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度要求?！睂W(xué)生分組編寫并測試：用手握住傳感器，觀察數(shù)據(jù)是否變化，“代碼小師傅”協(xié)助解決“數(shù)據(jù)無反應(yīng)”“讀數(shù)異?！钡葐栴}。

環(huán)節(jié)2：模塊攻堅(jiān)——數(shù)據(jù)顯示與上傳代碼編寫（7分鐘）：教師聚焦第二個(gè)核心問題“傳得快”，演示數(shù)據(jù)顯示與上傳代碼：“讀取數(shù)據(jù)后，在顯示屏分4行顯示各組數(shù)據(jù)，標(biāo)注實(shí)驗(yàn)條件；同時(shí)通過MQTT協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳到平臺(tái)，格式為‘時(shí)間,玻璃杯無蓋,玻璃杯有蓋,不銹鋼杯無蓋,不銹鋼杯有蓋’。”發(fā)放代碼模板，標(biāo)注關(guān)鍵代碼塊：

fromeducoreimportmqttclient

#數(shù)據(jù)顯示

oled.clear()

oled.print("1.玻璃杯無蓋:"+str(t1)+"℃")

oled.print("2.玻璃杯有蓋:"+str(t2)+"℃")

oled.print("3.不銹鋼無蓋:"+str(t3)+"℃")

oled.print("4.不銹鋼有蓋:"+str(t4)+"℃")

#數(shù)據(jù)上傳（連接平臺(tái)后發(fā)送）

mqttclient.connect("服務(wù)器地址","用戶名","密碼")

mqttclient.publish(topic="hot_water_cooling",

content=str(time.time())+","+str(t1)+","+str(t2)+","+str(t3)+","+str(t4))

教師重點(diǎn)講解：“顯示屏要標(biāo)注實(shí)驗(yàn)條件，避免數(shù)據(jù)混淆；上傳數(shù)據(jù)時(shí)要包含時(shí)間戳，方便平臺(tái)繪制降溫曲線?！睂W(xué)生分組編寫代碼，測試“采集數(shù)據(jù)→屏幕顯示→平臺(tái)接收”的流程，教師通過實(shí)物投影展示平臺(tái)數(shù)據(jù)接收情況，確認(rèn)上傳成功。

環(huán)節(jié)3：模塊整合——系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行（3分鐘）：教師引導(dǎo)：“現(xiàn)在我們能采集、顯示、上傳單組數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)‘循環(huán)采集—實(shí)時(shí)更新—持續(xù)上傳’的完整流程？”演示代碼整合：在數(shù)據(jù)上傳后添加循環(huán)控制條件“當(dāng)水溫低于40℃時(shí)停止采集”，完整代碼如下（簡化版）：

whileTrue:

t1=temp1.read()

#讀取其他三組數(shù)據(jù)...

#顯示數(shù)據(jù)...

#上傳數(shù)據(jù)...

ift1<40andt2<40andt3<40andt4<40:

oled.print("實(shí)驗(yàn)結(jié)束")

break

time.sleep(10)

學(xué)生分組整合代碼，測試循環(huán)采集功能，小師傅巡回協(xié)助調(diào)試。

設(shè)計(jì)意圖：采用“分模塊攻堅(jiān)”的策略，先解決數(shù)據(jù)采集、顯示、上傳的單一功能，再整合為完整循環(huán)流程，降低代碼編寫難度；結(jié)合實(shí)驗(yàn)需求標(biāo)注代碼關(guān)鍵參數(shù)，確保學(xué)生聚焦核心邏輯理解。（四）核心探究三：系統(tǒng)測試與實(shí)驗(yàn)探究——讓系統(tǒng)“顯成效”（13分鐘）環(huán)節(jié)1：傳感器校準(zhǔn)——確?！皵?shù)據(jù)精準(zhǔn)”（5分鐘）：教師發(fā)放“傳感器校準(zhǔn)記錄表”，提出：“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性是結(jié)論可靠的關(guān)鍵，需要用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校準(zhǔn)傳感器。”指導(dǎo)學(xué)生操作：①在同一燒杯中倒入溫水，將4個(gè)傳感器和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)同時(shí)放入；②讀取各組傳感器數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)溫度，計(jì)算誤差；③在代碼中添加誤差修正值（如傳感器1讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)低0.5℃，則代碼中t1=temp1.read()+0.5）。學(xué)生分組校準(zhǔn)，填寫記錄表，教師抽查校準(zhǔn)結(jié)果。環(huán)節(jié)2：對(duì)照實(shí)驗(yàn)——系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用（5分鐘）：各小組移至“實(shí)驗(yàn)展示區(qū)”，按以下步驟開展實(shí)驗(yàn)：①準(zhǔn)備4組實(shí)驗(yàn)器材：玻璃杯（無蓋）、玻璃杯（有蓋）、不銹鋼杯（無蓋）、不銹鋼杯（有蓋），倒入等量同溫?zé)崴虎趯⑿?zhǔn)后的傳感器分別插入4組杯子，啟動(dòng)系統(tǒng)；③觀察顯示屏數(shù)據(jù)變化，查看平臺(tái)降溫曲線生成情況，記錄關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)（如初始溫度、10秒后、20秒后...）。教師巡回指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全（防燙傷）和數(shù)據(jù)記錄規(guī)范。環(huán)節(jié)3：數(shù)據(jù)分析——得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論（3分鐘）：教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合平臺(tái)生成的降溫曲線，小組討論：“1.相同材質(zhì)下，有蓋和無蓋的降溫速度有何差異？2.相同加蓋狀態(tài)下，玻璃和不銹鋼的降溫速度有何差異？3.哪種條件下保溫效果最好？”各小組分享結(jié)論，