第第頁人教版（2024）八年級全一冊信息科技第21課《文物保護(hù)新手段》教案第1課時：讓監(jiān)測“有邏輯”——博物館環(huán)境監(jiān)測算法的設(shè)計(jì)一、課時基本信息學(xué)科：信息科技年級：八年級課時主題：讓監(jiān)測“有邏輯”——博物館環(huán)境監(jiān)測算法的設(shè)計(jì)課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第五單元第21課21.1探索物聯(lián)網(wǎng)在文物保護(hù)中的應(yīng)用、21.2博物館環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)踐（需求分析環(huán)節(jié)）新課標(biāo)核心素養(yǎng)對接：聚焦“數(shù)字思維”與“信息意識”，以博物館文物環(huán)境監(jiān)測為載體，掌握基于文物保護(hù)需求設(shè)計(jì)反饋控制算法的方法，理解數(shù)據(jù)、算法、反饋的邏輯關(guān)系，建立“條件—決策”的算法思維，增強(qiáng)文物保護(hù)的責(zé)任意識。二、課時教學(xué)目標(biāo)（一）核心素養(yǎng)目標(biāo)數(shù)字思維：能結(jié)合博物館中文物保存的溫濕度、光照等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，梳理環(huán)境監(jiān)測的核心條件，將文物保護(hù)的自然語言規(guī)則轉(zhuǎn)化為“條件—決策”表格，初步形成“數(shù)據(jù)輸入—邏輯判斷—結(jié)果輸出”的算法思維。信息意識：能說出博物館環(huán)境監(jiān)測反饋控制算法的核心要素（數(shù)據(jù)依據(jù)、判斷條件、決策結(jié)果），能列舉物聯(lián)網(wǎng)在文物保護(hù)中的2種以上應(yīng)用場景，理解算法在物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中的“決策核心”作用。信息社會責(zé)任：在小組設(shè)計(jì)算法過程中，能結(jié)合不同文物的保存需求合理設(shè)定條件閾值，培養(yǎng)“技術(shù)服務(wù)文物保護(hù)”的責(zé)任意識；尊重他人的算法設(shè)計(jì)思路，在討論中完善方案。（二）知識與技能目標(biāo)掌握博物館環(huán)境監(jiān)測反饋控制算法的設(shè)計(jì)步驟：明確控制目標(biāo)（文物適宜環(huán)境）→梳理影響因素（核心環(huán)境數(shù)據(jù)）→設(shè)定條件閾值（文物適宜范圍）→制定“條件—決策”規(guī)則→優(yōu)化規(guī)則邏輯。能基于不同文物的保存要求，確定溫濕度、光照等核心環(huán)境數(shù)據(jù)的合理閾值范圍，能考慮“是否有人參觀”“文物材質(zhì)”等附加條件完善監(jiān)測規(guī)則。能將初步的“條件—決策”規(guī)則優(yōu)化為層次清晰的邏輯結(jié)構(gòu)（如先判斷核心條件“溫濕度”，再判斷附加條件“光照”），能繪制簡單的算法流程圖。（三）過程與方法目標(biāo)通過“目標(biāo)拆解—條件梳理—規(guī)則制定—優(yōu)化迭代”的遞進(jìn)式活動，掌握算法設(shè)計(jì)的基本方法，提升邏輯歸納和問題拆解能力。通過“小組討論—成果展示—互評完善”的合作學(xué)習(xí)模式，提升算法方案的優(yōu)化能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。（四）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受算法從“文物保護(hù)需求”到“清晰監(jiān)測規(guī)則”的轉(zhuǎn)化過程，體會“邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性”在技術(shù)設(shè)計(jì)中的重要性，激發(fā)對算法設(shè)計(jì)和文物保護(hù)的雙重探究興趣。培養(yǎng)“用數(shù)據(jù)支撐決策”的思維習(xí)慣，在閾值設(shè)定中結(jié)合文物保護(hù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，避免主觀臆斷，提升技術(shù)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。三、課時教學(xué)重難點(diǎn)類別內(nèi)容突破策略教學(xué)重點(diǎn)1.博物館環(huán)境監(jiān)測算法的設(shè)計(jì)步驟及核心要素；2.基于文物保存要求設(shè)定合理的環(huán)境閾值（溫濕度、光照范圍）；3.“條件—決策”規(guī)則的制定與梳理。1.提供“算法設(shè)計(jì)步驟卡”，結(jié)合故宮博物院監(jiān)測案例拆解每個環(huán)節(jié)；2.發(fā)放“不同文物適宜環(huán)境參考表”，結(jié)合案例數(shù)據(jù)確定閾值；3.發(fā)放“規(guī)則梳理表”，引導(dǎo)按“核心條件→附加條件”分層記錄。教學(xué)難點(diǎn)1.多條件疊加時的規(guī)則邏輯優(yōu)化（如溫濕度均異常時的決策優(yōu)先級）；2.將文物保護(hù)的自然語言規(guī)則轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的算法邏輯。1.用“優(yōu)先級排序法”明確核心條件（溫濕度）優(yōu)先于附加條件（光照）；2.提供“算法流程圖模板”，用圖形化方式梳理邏輯；3.開展“規(guī)則找茬”活動，通過文物受損案例辨析沖突場景。四、課時教學(xué)準(zhǔn)備素材準(zhǔn)備：算法設(shè)計(jì)步驟卡、規(guī)則梳理表、流程圖模板、不同文物適宜環(huán)境參考表（木器漆、油畫等）、故宮/敦煌監(jiān)測系統(tǒng)案例視頻、“規(guī)則沖突”案例卡（如溫濕度過高且光照強(qiáng)的場景）、文物受損對比圖。工具準(zhǔn)備：多媒體課件、白板、馬克筆、每組一套“條件卡片”（溫濕度、光照、文物類型等）、實(shí)物投影、小組任務(wù)單。前置任務(wù)：1.觀看《文物保護(hù)中的科技力量》短片，記錄物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測的3個核心數(shù)據(jù)；2.調(diào)查1種文物（如書畫）的適宜保存環(huán)境，記錄溫濕度范圍。教師準(zhǔn)備：提前篩選學(xué)生前置任務(wù)中的典型案例；制作“規(guī)則優(yōu)化”微視頻；培訓(xùn)2名“邏輯小助手”；準(zhǔn)備博物館監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)景圖。五、課時教學(xué)過程（一）情境導(dǎo)入：文物保護(hù)“靠什么精準(zhǔn)監(jiān)測”？（5分鐘）教學(xué)活動：教師展示“人工用溫濕度計(jì)監(jiān)測文物環(huán)境，記錄繁瑣且易遺漏”和“故宮物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時顯示環(huán)境數(shù)據(jù)，異常自動報(bào)警”。在敦煌莫高窟環(huán)境監(jiān)測中，提問：“對比兩種監(jiān)測方式，自動系統(tǒng)為什么能‘精準(zhǔn)判斷’環(huán)境是否適宜？它需要知道哪些信息才能做出正確決策？”（需要溫濕度等數(shù)據(jù)、文物適宜范圍的規(guī)則）。教師小結(jié)：“自動監(jiān)測的‘判斷力’來自算法——根據(jù)文物保護(hù)需求制定的決策規(guī)則。今天我們就為博物館設(shè)計(jì)環(huán)境監(jiān)測的反饋控制算法，讓文物得到精準(zhǔn)守護(hù)。”引出本課主題。設(shè)計(jì)意圖：通過“人工vs智能”的直觀對比，結(jié)合文物保護(hù)的文化場景，凸顯算法的核心作用，激發(fā)學(xué)生的文化認(rèn)同感和學(xué)習(xí)興趣，自然引出教學(xué)內(nèi)容。（二）核心探究一：算法的核心——“文物需求→數(shù)據(jù)決策”的邏輯（10分鐘）環(huán)節(jié)1：案例解析——算法的“三大要素”（6分鐘）：學(xué)生分享前置任務(wù)中調(diào)查的文物適宜環(huán)境（如書畫適宜溫度18-22℃），描述：“要保護(hù)這種文物，監(jiān)測系統(tǒng)需要什么數(shù)據(jù)？什么規(guī)則？做什么動作？”教師選取“油畫保護(hù)”案例，引導(dǎo)全班拆解：“控制目標(biāo)是‘維持油畫適宜環(huán)境’，數(shù)據(jù)依據(jù)是‘實(shí)時溫濕度、光照’，決策規(guī)則是‘溫度＞22℃→報(bào)警，濕度＜50%→提示增濕’，最終動作是‘報(bào)警/提示’——這就是反饋控制算法的三大要素：數(shù)據(jù)依據(jù)、判斷規(guī)則、執(zhí)行決策。”教師展示教材概念：“物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的反饋與控制基于算法實(shí)現(xiàn)，算法是根據(jù)文物保護(hù)需求和環(huán)境數(shù)據(jù)制定的明確決策規(guī)則?！卑l(fā)放“算法核心要素表”，學(xué)生填寫油畫保護(hù)案例的三要素，教師點(diǎn)評。環(huán)節(jié)2：關(guān)聯(lián)實(shí)際——我們的算法要解決什么問題？（4分鐘）：教師明確目標(biāo)：“為博物館展柜設(shè)計(jì)環(huán)境監(jiān)測算法，既不能讓文物因溫濕度過高受損，也不能因光照過強(qiáng)褪色?！币龑?dǎo)討論：“算法需要哪些數(shù)據(jù)依據(jù)？”（核心數(shù)據(jù)：溫濕度、光照；輔助數(shù)據(jù)：文物類型、是否開館）。小組認(rèn)領(lǐng)核心數(shù)據(jù)：每組結(jié)合前置任務(wù)，確定“本組重點(diǎn)監(jiān)測的2個數(shù)據(jù)”（如溫濕度+光照），教師匯總：“溫濕度是核心數(shù)據(jù)，光照、文物類型是輔助數(shù)據(jù)，共同支撐精準(zhǔn)決策?！痹O(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生調(diào)查的文物需求切入，拆解算法核心要素，降低抽象概念難度；再關(guān)聯(lián)博物館實(shí)際場景，明確數(shù)據(jù)依據(jù)，為規(guī)則制定鋪墊。（三）核心探究二：算法設(shè)計(jì)實(shí)操——從“規(guī)則”到“邏輯”（25分鐘）環(huán)節(jié)1：閾值設(shè)定——核心條件“定標(biāo)準(zhǔn)”（8分鐘）：教師引入：“算法規(guī)則需要‘量化標(biāo)準(zhǔn)’，比如‘溫度高到什么程度報(bào)警’——這就是‘閾值’，必須符合文物保存專業(yè)要求。”學(xué)生實(shí)操：每組領(lǐng)取“不同文物適宜環(huán)境參考表”，結(jié)合故宮監(jiān)測案例數(shù)據(jù)，為指定文物（如木器漆）設(shè)定閾值：①確定核心數(shù)據(jù)（溫度、濕度）；②查找參考表中的適宜范圍（如溫度15-20℃，濕度45%-60%）；③設(shè)定閾值（低于15℃或高于20℃報(bào)警，濕度同理）；④記錄理由：“木器漆遇高溫易開裂，所以上限設(shè)20℃?！苯處熯x取3組展示，點(diǎn)評：“閾值設(shè)定要基于專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這是技術(shù)服務(wù)文物保護(hù)的關(guān)鍵?！杯h(huán)節(jié)2：規(guī)則制定——“條件→決策”列清單（10分鐘）：教師發(fā)放“規(guī)則梳理表”，明確任務(wù)：“以溫濕度為核心條件，結(jié)合光照、文物類型等輔助條件，制定監(jiān)測決策規(guī)則?！笔纠?/p>

核心條件（溫濕度）輔助條件（光照/文物類型）決策結(jié)果（報(bào)警/提示/正常）溫度＞22℃或＜18℃無聲光報(bào)警濕度50%-60%，溫度18-22℃光照＞500lux（書畫）提示關(guān)閉射燈小組合作：用“條件卡片”擺放組合，討論不同場景下的決策，填寫規(guī)則表。“邏輯小助手”巡回協(xié)助，重點(diǎn)指導(dǎo)：“輔助條件要匹配文物特性，如青銅器耐濕度范圍寬，可降低濕度報(bào)警敏感度?！毙〗M展示規(guī)則表，其他小組提問：“如果溫度正常但濕度過高且光照強(qiáng)，你們怎么決策？”展示組補(bǔ)充規(guī)則，教師引導(dǎo)完善。環(huán)節(jié)3：規(guī)則優(yōu)化——邏輯“變清晰”（7分鐘）：教師提出問題：“規(guī)則表中場景較多時易混亂，能不能按‘先核心后輔助’的順序優(yōu)化？”發(fā)放“算法流程圖模板”。教師演示優(yōu)化邏輯：“第一步：判斷核心條件‘溫度是否在閾值內(nèi)？’→是→第二步：判斷‘濕度是否在閾值內(nèi)？’→是→第三步：判斷輔助條件‘光照是否超標(biāo)？’→對應(yīng)決策。”用流程圖在白板繪制簡化版。學(xué)生分組優(yōu)化：將規(guī)則表轉(zhuǎn)化為流程圖，用不同顏色標(biāo)注“核心/輔助條件”。完成后小組間交換“找茬”：“有沒有遺漏溫濕度過低且光照超標(biāo)的場景？”教師小結(jié)：“算法優(yōu)化要‘分層判斷，不重不漏’，為后續(xù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)打基礎(chǔ)?！痹O(shè)計(jì)意圖：從“專業(yè)閾值”到“規(guī)則羅列”再到“邏輯優(yōu)化”，層層遞進(jìn)落實(shí)算法設(shè)計(jì)步驟；結(jié)合文物保護(hù)專業(yè)要求，讓技術(shù)設(shè)計(jì)更具實(shí)際意義，通過“找茬”強(qiáng)化邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性。（四）核心探究三：算法與文物保護(hù)的關(guān)聯(lián)——專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的“落地”（3分鐘）教學(xué)活動：教師引導(dǎo)回顧：“我們設(shè)定的溫濕度閾值（18-22℃）不是憑空想的，而是來自油畫的專業(yè)保存標(biāo)準(zhǔn)；光照閾值來自書畫防褪色的要求。這說明什么？”（算法的條件必須基于實(shí)際需求，數(shù)據(jù)越精準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)越專業(yè)，算法越科學(xué)）。學(xué)生對照“文物適宜環(huán)境參考表”，確認(rèn)本組流程圖中閾值的合理性，若有偏差及時調(diào)整。設(shè)計(jì)意圖：強(qiáng)化“需求→標(biāo)準(zhǔn)→算法”的邏輯關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生體會技術(shù)設(shè)計(jì)的專業(yè)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，深化“技術(shù)服務(wù)文化保護(hù)”的認(rèn)知。（五）課堂小結(jié)+作業(yè)布置（2分鐘）小結(jié)：算法設(shè)計(jì)“三步法”：師生共同梳理：“1.定閾值（依據(jù)文物專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）；2.列規(guī)則（條件→決策）；3.優(yōu)邏輯（分層梳理畫流程）”，強(qiáng)調(diào)：“算法的核心是‘用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)決策，用清晰邏輯保障精準(zhǔn)’。”分層作業(yè)：

基礎(chǔ)作業(yè)：1.完善本組“規(guī)則表”和“流程圖”，標(biāo)注數(shù)據(jù)來源（如“溫度數(shù)據(jù)來自溫濕度傳感器”）；2.用1分鐘視頻講解本組算法邏輯。拓展作業(yè)：1.為算法增加“文物類型切換”功能（如切換青銅器/織繡，自動調(diào)整閾值），補(bǔ)充規(guī)則表；2.調(diào)查博物館其他監(jiān)測需求（如煙霧監(jiān)測），嘗試增加對應(yīng)規(guī)則。預(yù)習(xí)作業(yè)：閱讀教材21.2實(shí)踐部分，思考“如何用硬件和代碼實(shí)現(xiàn)我們設(shè)計(jì)的算法？”，記錄“傳感器”“執(zhí)行器”等術(shù)語疑問。設(shè)計(jì)意圖：基礎(chǔ)作業(yè)鞏固設(shè)計(jì)成果，拓展作業(yè)提升遷移能力，預(yù)習(xí)作業(yè)為下節(jié)課“系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)”鋪墊，形成“設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)”銜接。六、課時板書設(shè)計(jì)第1課時：讓監(jiān)測“有邏輯”——博物館環(huán)境監(jiān)測算法的設(shè)計(jì)

一、核心問題：算法怎么設(shè)計(jì)？邏輯怎么梳理？

二、算法三大要素

1.數(shù)據(jù)依據(jù)：溫濕度（核心）、光照、文物類型（輔助）

2.判斷規(guī)則：條件→決策（如溫度＞22℃→報(bào)警）

3.執(zhí)行決策：報(bào)警/提示/正常

三、算法設(shè)計(jì)三步法

1.定閾值：依文物專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如書畫18-22℃）

2.列規(guī)則：填“條件—決策”表（核心→輔助）

3.優(yōu)邏輯：畫流程圖（分層判斷，避沖突）

四、關(guān)鍵思維：專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，清晰邏輯保精準(zhǔn)第2課時：讓監(jiān)測“能落地”——監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與整合一、課時基本信息學(xué)科：信息科技年級：八年級課時主題：讓監(jiān)測“能落地”——監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與整合課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第五單元第21課21.2博物館環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)踐（硬件搭建、數(shù)據(jù)采集、反饋控制環(huán)節(jié)）新課標(biāo)核心素養(yǎng)對接：聚焦“實(shí)踐創(chuàng)新”與“工程思維”，以博物館環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為載體，掌握傳感器數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行器控制的硬件連接和代碼編寫方法，完成系統(tǒng)整合與測試，培養(yǎng)“設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—調(diào)試”的工程思維和文化傳承意識。二、課時教學(xué)目標(biāo)（一）核心素養(yǎng)目標(biāo)實(shí)踐創(chuàng)新：能根據(jù)上節(jié)課的算法流程圖編寫分支結(jié)構(gòu)代碼，能獨(dú)立連接溫濕度傳感器、LED報(bào)警燈（執(zhí)行器）與主控板，能通過代碼實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集—算法決策—報(bào)警提示”的閉環(huán)；能提出系統(tǒng)功能擴(kuò)展方案。工程思維：能識別系統(tǒng)整合中的常見問題（接線錯誤、代碼邏輯漏洞），能通過“硬件檢查—代碼調(diào)試—動態(tài)測試”流程排查問題；培養(yǎng)“分階段測試、逐步整合”的工程習(xí)慣。信息社會責(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)作中分工配合，體會“技術(shù)落地”對文物保護(hù)的實(shí)際價(jià)值，增強(qiáng)文化責(zé)任感。（二）知識與技能目標(biāo)掌握系統(tǒng)核心組件知識：區(qū)分傳感器（溫濕度傳感器，輸入設(shè)備）與執(zhí)行器（LED燈，輸出設(shè)備）；掌握兩者與主控板的連接方法（如傳感器接模擬引腳、LED接數(shù)字引腳）。掌握核心代碼編寫：能編寫數(shù)據(jù)采集代碼（讀取傳感器數(shù)值）、分支判斷代碼（匹配算法規(guī)則）、執(zhí)行器控制代碼（LED亮滅報(bào)警），能調(diào)試簡單代碼邏輯錯誤。掌握系統(tǒng)整合步驟：硬件連接→代碼整合→系統(tǒng)測試→問題調(diào)試，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集—決策—報(bào)警”的完整閉環(huán)。（三）過程與方法目標(biāo)通過“硬件連接—代碼編寫—系統(tǒng)整合—調(diào)試優(yōu)化”的任務(wù)驅(qū)動流程，掌握物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本方法，提升實(shí)操和問題解決能力。通過“小組分工—成果展示—問題復(fù)盤”的合作模式，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工程復(fù)盤能力。（四）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受從“算法設(shè)計(jì)”到“系統(tǒng)落地”的完整過程，體會“理論指導(dǎo)實(shí)踐”的技術(shù)價(jià)值，增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新的成就感和文物保護(hù)的使命感。培養(yǎng)“嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致”的工程習(xí)慣，在硬件連接、代碼編寫和測試中注重細(xì)節(jié)，提升技術(shù)素養(yǎng)。三、課時教學(xué)重難點(diǎn)類別內(nèi)容突破策略教學(xué)重點(diǎn)1.傳感器、執(zhí)行器與主控板的正確連接；2.數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行器控制的代碼編寫；3.系統(tǒng)整合與基礎(chǔ)測試。1.提供“彩色接線示意圖”（標(biāo)注引腳和正負(fù)極）；2.給出“代碼模板”（標(biāo)注需修改的閾值和引腳）；3.設(shè)計(jì)“整合步驟卡”，明確操作要點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)1.系統(tǒng)調(diào)試中的問題排查（如LED不亮是接線還是代碼問題）；2.傳感器數(shù)值與實(shí)際環(huán)境的對應(yīng)轉(zhuǎn)換（如模擬值轉(zhuǎn)溫濕度）。1.提供“問題排查流程圖”（先硬件后軟件）；2.采用“分段測試法”（先測采集、再測決策、最后測報(bào)警）；3.培訓(xùn)“硬件/代碼小師傅”協(xié)助排查。四、課時教學(xué)準(zhǔn)備素材準(zhǔn)備：接線示意圖、代碼模板、整合步驟卡、問題排查流程圖、系統(tǒng)測試清單、傳感器數(shù)值轉(zhuǎn)換表、優(yōu)秀系統(tǒng)案例視頻、文物監(jiān)測系統(tǒng)說明書模板。工具準(zhǔn)備：多媒體課件、白板、每組一套硬件（主控板、溫濕度傳感器、LED燈、杜邦線、電源）、編程軟件（如Mind+）、實(shí)物投影、萬用表、絕緣膠帶、小組分工表（接線員、程序員、測試員）。前置任務(wù)：1.回顧第1課時的算法流程圖，用自然語言寫“代碼執(zhí)行步驟”（如“第一步：讀溫濕度數(shù)據(jù)”）；2.觀看“主控板接線安全”視頻，記錄3個安全要點(diǎn)；3.安裝編程軟件，熟悉“引腳選擇”功能。教師準(zhǔn)備：提前調(diào)試所有硬件；制作“接線+代碼”演示視頻；準(zhǔn)備備用硬件；培訓(xùn)4名“小師傅”（2名硬件、2名代碼）；劃分“調(diào)試區(qū)”和“展示區(qū)”。五、課時教學(xué)過程（一）回顧導(dǎo)入：算法“怎么變成監(jiān)測系統(tǒng)”？（5分鐘）教學(xué)活動：教師回顧舊知：“上節(jié)課我們?yōu)椴┪镳^設(shè)計(jì)了監(jiān)測算法，明確了‘溫度＞22℃→報(bào)警’等規(guī)則，但這只是‘設(shè)計(jì)圖’。怎么讓傳感器真的采集數(shù)據(jù)、LED燈真的報(bào)警？今天我們完成兩件事：一是連接硬件‘搭骨架’，二是編寫代碼‘注靈魂’，讓監(jiān)測系統(tǒng)真正落地守護(hù)文物?！闭故灸繕?biāo)：“1.硬件連接；2.代碼編寫；3.系統(tǒng)整合測試?！痹O(shè)計(jì)意圖：用“設(shè)計(jì)圖→實(shí)物”的比喻銜接舊知，明確本節(jié)課實(shí)操核心，結(jié)合“守護(hù)文物”的目標(biāo)激發(fā)學(xué)生動手動力。（二）核心探究一：硬件連接——系統(tǒng)“搭骨架”（10分鐘）環(huán)節(jié)1：組件認(rèn)知——誰是“輸入”誰是“輸出”？（2分鐘）：教師展示硬件：主控板、溫濕度傳感器、LED燈，提問：“上節(jié)課設(shè)計(jì)的算法中，需要‘知道環(huán)境數(shù)據(jù)’和‘發(fā)出報(bào)警’，對應(yīng)這些硬件，誰是‘輸入信息的設(shè)備’？誰是‘執(zhí)行動作的設(shè)備’？”（傳感器是輸入，LED是執(zhí)行器）。教師講解：“傳感器是‘?dāng)?shù)據(jù)采集員’（輸入設(shè)備），執(zhí)行器是‘動作執(zhí)行者’（輸出設(shè)備），主控板是‘指揮官’，三者配合形成系統(tǒng)。”學(xué)生快速分類硬件，教師確認(rèn)。環(huán)節(jié)2：硬件接線——安全“接到位”（8分鐘）：教師強(qiáng)調(diào)安全準(zhǔn)則：“接線前必須斷電！接完請小師傅檢查！”用實(shí)物投影結(jié)合示意圖演示：①傳感器接線：VCC接5V、GND接GND、AO接A0引腳；②LED燈接線：正極接D13引腳、負(fù)極接GND（串聯(lián)電阻）；③檢查：用萬用表測通斷。學(xué)生分組接線：按“接線員→小師傅檢查→教師復(fù)檢”流程操作，“硬件小師傅”巡回指導(dǎo)，重點(diǎn)檢查正負(fù)極是否接反。通電測試：復(fù)檢通過的小組運(yùn)行“簡易代碼”（讀取傳感器數(shù)值），觀察是否正常顯示，若異常由小師傅協(xié)助排查。設(shè)計(jì)意圖：先明確組件角色，再強(qiáng)調(diào)安全操作，用“示意圖+演示”降低接線難度，“三級檢查”確保硬件正確，為后續(xù)調(diào)試排除隱患。（三）核心探究二：代碼編寫——系統(tǒng)“注靈魂”（15分鐘）環(huán)節(jié)1：代碼框架——算法“轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)”（5分鐘）：教師引導(dǎo)：“算法的‘條件判斷’對應(yīng)代碼中的‘分支結(jié)構(gòu)’（如果…就…）?！贝蜷_編程軟件演示框架：①初始化：啟動時設(shè)置A0為模擬輸入、D13為數(shù)字輸出；②循環(huán)執(zhí)行：拖拽“重復(fù)執(zhí)行”塊（確保持續(xù)監(jiān)測）；③讀取數(shù)據(jù)：添加“讀取A0引腳值”塊，命名為“傳感器數(shù)值”。學(xué)生分組搭建框架，“代碼小師傅”協(xié)助檢查引腳選擇是否正確。環(huán)節(jié)2：核心代碼——規(guī)則“變指令”（7分鐘）：教師發(fā)放“代碼模板”，結(jié)合上節(jié)課算法流程圖演示編寫：

//傳感器數(shù)值轉(zhuǎn)實(shí)際溫度（參考轉(zhuǎn)換表）

inttempValue=analogRead(A0);

floattemp=(tempValue-200)/10.0;//簡化轉(zhuǎn)換公式

//分支判斷（匹配算法規(guī)則）

if(temp>22||temp<18){

digitalWrite(13,HIGH);//LED亮報(bào)警

}else{

digitalWrite(13,LOW);//LED滅

}

教師重點(diǎn)講解：“傳感器數(shù)值需轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度，這是代碼與現(xiàn)實(shí)環(huán)境關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵；digitalWrite(13,HIGH)是控制LED亮的核心指令?！睂W(xué)生分組編寫代碼：結(jié)合本組算法閾值修改代碼（如有的組閾值為15-20℃），小師傅指導(dǎo)解決“轉(zhuǎn)換公式錯誤”“引腳號寫錯”等問題。環(huán)節(jié)3：分段測試——指令“沒問題”（3分鐘）：學(xué)生按“三段測試法”調(diào)試：①測采集：捏傳感器模擬溫度變化，看數(shù)值是否波動；②測決策：修改代碼讓LED顯示判斷結(jié)果，驗(yàn)證邏輯；③測執(zhí)行：模擬超閾值場景，看LED是否亮。測試通過的小組舉手，未通過的由小師傅協(xié)助。設(shè)計(jì)意圖：從“框架→核心代碼→分段測試”層層遞進(jìn)，用模板降低難度，分段測試避免問題疊加，確保代碼邏輯正確。（四）核心探究三：系統(tǒng)整合與測試——閉環(huán)“真落地”（13分鐘）環(huán)節(jié)1：系統(tǒng)整合——硬件軟件“合為一”（5分鐘）：教師講解：“整合就是把‘采集→決策→執(zhí)行’串聯(lián)成閉環(huán)，要確保硬件牢固、代碼完整、供電穩(wěn)定?！卑l(fā)放“整合步驟卡”。學(xué)生分組整合：①硬件加固：用膠帶固定接線；②軟件整合：將“數(shù)據(jù)采集+轉(zhuǎn)換+判斷+執(zhí)行”代碼整合到循環(huán)中；③電源檢查：確保供電充足。小師傅聯(lián)合巡查，協(xié)助解決“整合后數(shù)值異?！钡葐栴}。環(huán)節(jié)2：系統(tǒng)測試——實(shí)戰(zhàn)“驗(yàn)效果”（6分鐘）：教師發(fā)放“測試清單”：測試項(xiàng)目測試方法合格標(biāo)準(zhǔn)硬件檢查通電觀察指示燈所有組件指示燈正常數(shù)據(jù)采集用手捂熱傳感器溫度數(shù)值上升決策執(zhí)行模擬超閾值（捂熱到23℃）LED亮；溫度正常后滅學(xué)生分組測試：按清單逐項(xiàng)操作，記錄結(jié)果，遇問題對照“排查流程圖”：“LED不亮→查接線→查代碼→查電源”。教師巡視，重點(diǎn)協(xié)助解決“穩(wěn)定性問題”（如接觸不良）和“邏輯錯誤”（如閾值寫反）。環(huán)節(jié)3：成果展示——閉環(huán)“秀出來”（2分鐘）：選取2組測試合格的小組展示：“用手捂熱傳感器→屏幕顯示溫度23℃→LED亮報(bào)警→手移開溫度下降→LED滅”。展示組講解：“我們遇到的問題是LED常亮，后來發(fā)現(xiàn)代碼中閾值寫反了，修改后就好了?！苯處燑c(diǎn)評：“系統(tǒng)落地不僅要實(shí)現(xiàn)功能，更要會排查問題，這就是工程思維的價(jià)值?！?/p>