第第頁人教版（2024）八年級全一冊信息科技第14課《遠(yuǎn)程控制更便捷》教案第1課時：遠(yuǎn)程控制的“核心邏輯”——反饋與控制關(guān)系認(rèn)知一、課時基本信息學(xué)科：信息科技年級：八年級課時主題：遠(yuǎn)程控制的“核心邏輯”——反饋與控制關(guān)系認(rèn)知課時時長：45分鐘對應(yīng)教材內(nèi)容：第三單元第14課14.1認(rèn)識物聯(lián)系統(tǒng)中的控制、14.2分析遠(yuǎn)程控制開鎖功能（模塊分析部分）新課標(biāo)核心素養(yǎng)對接：聚焦“信息意識”與“數(shù)字思維”，通過火車站驗(yàn)票系統(tǒng)等場景，理解反饋與控制的依存關(guān)系，區(qū)分人工控制與自動控制，拆解遠(yuǎn)程控制開鎖的三大模塊，培養(yǎng)系統(tǒng)分析與邏輯關(guān)聯(lián)能力。二、課時教學(xué)目標(biāo)（一）核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識：能準(zhǔn)確說出物聯(lián)系統(tǒng)中“控制”的定義及反饋與控制的核心關(guān)系，識別人工控制與自動控制的典型特征并列舉2個生活實(shí)例，感知控制技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用價值。數(shù)字思維：能以“數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)”為線索，完整梳理火車站驗(yàn)票系統(tǒng)的“采集—分析—反饋—控制”流程，精準(zhǔn)拆解遠(yuǎn)程控制開鎖的三大模塊及硬件組成，建立“模塊分工協(xié)作”的系統(tǒng)思維。信息社會責(zé)任：在技術(shù)分析中認(rèn)識控制技術(shù)對生活便捷性的提升作用，在遠(yuǎn)程控制開鎖場景討論中初步形成安全防范意識，樹立“技術(shù)服務(wù)生活且需兼顧安全”的理念。（二）知識與技能目標(biāo)掌握物聯(lián)系統(tǒng)中“控制”的定義，理解“反饋是控制的觸發(fā)條件，控制是反饋的應(yīng)用結(jié)果”的核心關(guān)系，能準(zhǔn)確區(qū)分人工控制與自動控制。能完整描述火車站驗(yàn)票系統(tǒng)的工作流程，解釋各環(huán)節(jié)中反饋與控制的具體體現(xiàn)。能獨(dú)立分析遠(yuǎn)程控制開鎖的輸入、計(jì)算、輸出三大模塊，明確各模塊的硬件組成及核心職責(zé)，完成模塊功能分析表。（三）過程與方法目標(biāo)通過“場景導(dǎo)入—案例分析—概念提煉—模塊拆解”的遞進(jìn)式探究，掌握物聯(lián)系統(tǒng)控制功能的分析方法。學(xué)會用流程圖、表格等工具梳理知識，通過小組合作深化對復(fù)雜系統(tǒng)的理解，提升協(xié)作探究與語言表達(dá)能力。（四）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)感受控制技術(shù)在遠(yuǎn)程交互領(lǐng)域的應(yīng)用價值，激發(fā)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探索興趣。培養(yǎng)“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的系統(tǒng)化思考習(xí)慣，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)分析技術(shù)細(xì)節(jié)的態(tài)度。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.反饋與控制的核心關(guān)系；2.人工控制與自動控制的區(qū)分；3.遠(yuǎn)程控制開鎖三大模塊的拆解及硬件組成。1.用驗(yàn)票系統(tǒng)分步拆解反饋與控制的關(guān)聯(lián)；2.對比掃地機(jī)器人“啟動”與“路徑規(guī)劃”實(shí)例區(qū)分控制類型；3.展示模塊拆解圖，標(biāo)注硬件并匹配功能。教學(xué)難點(diǎn)1.理解“反饋是控制的觸發(fā)條件”的邏輯關(guān)系；2.精準(zhǔn)對應(yīng)遠(yuǎn)程控制開鎖流程與三大模塊的關(guān)聯(lián)。1.用“燃?xì)鉄睂?shí)例模擬反饋與控制的互動過程；2.設(shè)計(jì)“流程—模塊”匹配任務(wù)單，小組互助完成對應(yīng)。四、課時教學(xué)準(zhǔn)備素材準(zhǔn)備：火車站驗(yàn)票系統(tǒng)視頻、掃地機(jī)器人工作視頻、反饋與控制關(guān)系示意圖、人工與自動控制對比表、遠(yuǎn)程控制開鎖模塊拆解圖、模塊功能分析表模板。工具準(zhǔn)備：多媒體課件、白板、馬克筆、小組討論記錄表、主控板、按鍵傳感器、舵機(jī)實(shí)物（輔助認(rèn)知硬件）。前置任務(wù)：回顧第13課MQTT服務(wù)器“發(fā)布—訂閱”模式，觀察家中1種遠(yuǎn)程控制設(shè)備（如智能燈、掃地機(jī)器人），記錄其控制方式及觸發(fā)條件。五、課時教學(xué)過程（一）情境導(dǎo)入：控制技術(shù)的“生活印記”（5分鐘）教學(xué)活動：教師講解兩段場景——第一段：火車站乘客刷身份證人臉識別后閘機(jī)打開；第二段：用戶用手機(jī)APP啟動掃地機(jī)器人，機(jī)器人自主避開障礙物清掃。提問：“閘機(jī)為什么會自動打開？掃地機(jī)器人為什么能自主清掃？這兩個場景中，‘指令’或‘信號’是如何轉(zhuǎn)化為設(shè)備動作的？”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)“反饋”“數(shù)據(jù)處理”“控制”等關(guān)鍵詞，引出本課主題：“今天我們就來揭開物聯(lián)系統(tǒng)中遠(yuǎn)程控制的神秘面紗，探究反饋與控制的核心關(guān)系?！痹O(shè)計(jì)意圖：用生活化的典型場景制造認(rèn)知懸念，通過具象案例關(guān)聯(lián)抽象概念，自然銜接前置知識與本課核心內(nèi)容，激發(fā)探究欲。（二）探究新知一：控制的“觸發(fā)密碼”——反饋與控制的關(guān)系（12分鐘）概念辨析：什么是“控制”？：

教師結(jié)合驗(yàn)票系統(tǒng)視頻提問：“當(dāng)乘客刷身份證后，閘機(jī)從‘關(guān)閉’到‘打開’的狀態(tài)變化，體現(xiàn)了系統(tǒng)的什么能力？”引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：“在物聯(lián)系統(tǒng)中，控制是指系統(tǒng)基于采集的數(shù)據(jù)，通過分析處理后調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)的過程，比如閘機(jī)的開關(guān)、機(jī)器人的啟停?！焙诵年P(guān)系：反饋是控制的“前提”：

教師分步拆解驗(yàn)票系統(tǒng)流程，結(jié)合示意圖講解：“控制的實(shí)現(xiàn)離不開反饋，我們以驗(yàn)票系統(tǒng)為例，梳理‘反饋—控制’的鏈條：第一步，傳感器采集乘客身份證信息和人臉數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)采集）；第二步，服務(wù)器分析數(shù)據(jù)，判斷是否匹配并生成‘允許通過’或‘禁止通過’的結(jié)果（反饋）；第三步，閘機(jī)根據(jù)‘允許通過’的反饋結(jié)果執(zhí)行‘打開’動作（控制）?？梢?，反饋是控制的觸發(fā)條件，控制是反饋的最終執(zhí)行結(jié)果，二者密不可分?！毙〗M任務(wù)：用“燃?xì)鉄睂?shí)例，3人小組討論“反饋”與“控制”的具體體現(xiàn)，教師巡視指導(dǎo)，隨后小組分享：“人觀察到水沸騰（反饋），手動關(guān)掉燃?xì)忾_關(guān)（控制）。”設(shè)計(jì)意圖：通過視頻拆解和實(shí)例討論，從“具象場景”到“抽象概念”再到“關(guān)系提煉”，層層遞進(jìn)突破“反饋與控制關(guān)系”這一重點(diǎn)，避免抽象講解。（三）探究新知二：控制的“兩種形態(tài)”——人工控制與自動控制（10分鐘）類型區(qū)分：控制的“自主與否”：

教師播放掃地機(jī)器人工作視頻，提問：“用戶用手機(jī)啟動機(jī)器人和機(jī)器人自主避障，這兩種控制方式有什么不同？”引導(dǎo)學(xué)生對比總結(jié)兩種控制類型：

人工控制：“需要人直接或間接發(fā)送指令，系統(tǒng)根據(jù)指令執(zhí)行控制，比如用手機(jī)啟動掃地機(jī)器人、用遙控器開空調(diào)，人的干預(yù)是關(guān)鍵。”自動控制：“系統(tǒng)無需人干預(yù)，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則分析數(shù)據(jù)后自動執(zhí)行控制，比如掃地機(jī)器人根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)自主避障、智能電飯煲煮飯完成后自動保溫?！睂?shí)例鞏固：控制類型匹配：

發(fā)放“控制類型匹配表”，學(xué)生獨(dú)立完成后小組核對，教師點(diǎn)評：

生活場景控制類型判斷依據(jù)用APP遠(yuǎn)程開關(guān)家里的燈人工控制需要人發(fā)送APP指令煙霧報(bào)警器檢測到煙霧后自動報(bào)警自動控制無需人干預(yù)，傳感器觸發(fā)報(bào)警智能窗簾根據(jù)光線強(qiáng)度自動開合自動控制光線傳感器數(shù)據(jù)觸發(fā)開合動作設(shè)計(jì)意圖：用同一設(shè)備的不同控制場景對比，清晰區(qū)分兩種類型的核心差異；匹配表任務(wù)讓學(xué)生主動關(guān)聯(lián)知識與生活，落實(shí)“信息意識”素養(yǎng)。（四）探究新知三：遠(yuǎn)程控制開鎖的“模塊密碼”（13分鐘）場景聚焦：遠(yuǎn)程控制開鎖的“需求分析”：

教師提問：“我們要實(shí)現(xiàn)‘按下按鍵—遠(yuǎn)程控制門鎖打開’的功能，需要解決哪些問題？最終要達(dá)到什么效果？”引導(dǎo)學(xué)生明確核心需求：“采集按鍵數(shù)據(jù)→遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)→控制門鎖動作”，為本課模塊拆解鋪墊。模塊拆解：三大模塊的“分工協(xié)作”：

教師展示遠(yuǎn)程控制開鎖系統(tǒng)拆解圖，結(jié)合教材表14.1，提問：“要完成‘?dāng)?shù)據(jù)采集—傳輸—控制’，需要哪些硬件協(xié)同工作？這些硬件可以分成幾類？”引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)三大核心模塊：

輸入模塊：“負(fù)責(zé)采集控制指令數(shù)據(jù)，就像系統(tǒng)的‘眼睛和耳朵’，由主控板和按鍵傳感器組成，按下按鍵就相當(dāng)于發(fā)送‘開鎖’指令。”計(jì)算模塊：“負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，相當(dāng)于系統(tǒng)的‘中轉(zhuǎn)站’，由具備熱點(diǎn)功能的計(jì)算機(jī)搭建MQTT服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)指令的發(fā)布與訂閱。”輸出模塊：“負(fù)責(zé)執(zhí)行控制動作，相當(dāng)于系統(tǒng)的‘手和腳’，由主控板和舵機(jī)組成，收到指令后舵機(jī)轉(zhuǎn)動模擬開鎖?！毙〗M任務(wù)：模塊功能分析：

發(fā)放“遠(yuǎn)程控制開鎖模塊功能分析表”，4人小組結(jié)合實(shí)物和拆解圖完成填寫，教師巡視指導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注“實(shí)現(xiàn)思路”的合理性：

模塊名稱核心硬件核心職責(zé)實(shí)現(xiàn)思路輸入模塊主控板、按鍵傳感器采集按鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)按鍵按下后，主控板采集數(shù)據(jù)并發(fā)布至MQTT服務(wù)器計(jì)算模塊具備熱點(diǎn)功能的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)搭建MQTT服務(wù)器，接收發(fā)布消息并推送給訂閱者輸出模塊主控板、舵機(jī)執(zhí)行開鎖動作訂閱服務(wù)器消息，收到指令后控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動設(shè)計(jì)意圖：從需求分析切入，用“感官與肢體”類比模塊功能，降低拆解難度；小組合作填寫分析表，深化對模塊分工的理解，落實(shí)教材14.2模塊分析的重點(diǎn)內(nèi)容。（五）課堂小結(jié)+作業(yè)布置（5分鐘）小結(jié)：思維導(dǎo)圖整合：師生共同繪制思維導(dǎo)圖，核心分支為“核心概念（控制、反饋）—核心關(guān)系（反饋觸發(fā)控制）—控制類型（人工+自動）—系統(tǒng)組成（三大模塊）”，強(qiáng)化知識結(jié)構(gòu)化。分層作業(yè)：

基礎(chǔ)作業(yè)：完善模塊功能分析表，背誦三大模塊的硬件組成及核心職責(zé)；舉例說明生活中1個人工控制和1個自動控制場景，標(biāo)注反饋與控制的體現(xiàn)。拓展作業(yè)：結(jié)合前置任務(wù)觀察的遠(yuǎn)程控制設(shè)備，分析其三大模塊的具體體現(xiàn)，寫出簡要分析報(bào)告。預(yù)習(xí)作業(yè)：閱讀教材學(xué)習(xí)活動2內(nèi)容，思考“要模擬實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖，MQTT服務(wù)器需要創(chuàng)建什么主題？發(fā)布端和訂閱端的核心代碼邏輯是什么？”。設(shè)計(jì)意圖：思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系；基礎(chǔ)作業(yè)鞏固核心知識，拓展作業(yè)引導(dǎo)技術(shù)遷移，預(yù)習(xí)作業(yè)為下節(jié)課實(shí)操鋪墊。六、課時板書設(shè)計(jì)第1課時：遠(yuǎn)程控制的“核心邏輯”——反饋與控制關(guān)系認(rèn)知

一、核心概念

1.控制：調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)的過程（如閘機(jī)開關(guān)）

2.反饋：控制的觸發(fā)條件（如驗(yàn)票匹配結(jié)果）

二、核心關(guān)系：反饋→控制（密不可分）

三、控制類型

1.人工控制：需人發(fā)指令（手機(jī)啟機(jī)器人）

2.自動控制：系統(tǒng)自主執(zhí)行（機(jī)器人避障）

四、遠(yuǎn)程控制開鎖系統(tǒng)：三大模塊

1.輸入模塊：主控板+按鍵（采集數(shù)據(jù)，發(fā)布者）

2.計(jì)算模塊：計(jì)算機(jī)（MQTT服務(wù)器，中轉(zhuǎn)）

3.輸出模塊：主控板+舵機(jī)（執(zhí)行動作，訂閱者）

課時二：遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)現(xiàn)與安全拓展一、教學(xué)目標(biāo)核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識：通過遠(yuǎn)程開鎖硬件搭建、編程實(shí)現(xiàn)與故障排查，感知“硬件連接規(guī)范性”“代碼邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性”“服務(wù)器配置正確性”對控制功能實(shí)現(xiàn)的影響，建立“實(shí)操驗(yàn)證理論”的認(rèn)知意識。數(shù)字思維：通過MQTT發(fā)布-訂閱代碼設(shè)計(jì)、故障定位與安全功能開發(fā)，培養(yǎng)邏輯推理與問題解決能力，形成“需求分析→硬件搭建→編程實(shí)現(xiàn)→安全優(yōu)化”的思維鏈條。技術(shù)應(yīng)用：能規(guī)范連接按鍵傳感器、舵機(jī)與兩臺主控板，能配置SIoT本地MQTT服務(wù)器，能修改發(fā)布-訂閱代碼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，能排查常見故障并設(shè)計(jì)“密碼驗(yàn)證”安全拓展功能。社會責(zé)任：結(jié)合密碼驗(yàn)證、權(quán)限管理等安全設(shè)計(jì)，理解物聯(lián)系統(tǒng)的安全核心價值，樹立“技術(shù)創(chuàng)新必須以安全為前提”的理念。具體目標(biāo)能對照電路圖完成按鍵傳感器與主控板A、舵機(jī)與主控板B的硬件連接，能排除“接錯引腳”“接觸不良”等基礎(chǔ)問題。能搭建SIoT本地MQTT服務(wù)器，配置熱點(diǎn)、主題“Door/Lock”及賬號密碼，能驗(yàn)證服務(wù)器與兩臺主控板的連接狀態(tài)。能修改發(fā)布端與訂閱端代碼，實(shí)現(xiàn)“按下按鍵→服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)指令→舵機(jī)轉(zhuǎn)動開鎖”核心功能，能記錄3種以上常見故障及解決方法。能設(shè)計(jì)“密碼驗(yàn)證”安全功能，修改代碼實(shí)現(xiàn)“輸入正確密碼后才執(zhí)行開鎖”，能闡述安全設(shè)計(jì)的必要性。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：按鍵傳感器與舵機(jī)的硬件連接規(guī)范；SIoT服務(wù)器配置與設(shè)備連接；發(fā)布-訂閱代碼的修改與實(shí)現(xiàn)；常見故障排查技巧；“密碼驗(yàn)證”安全功能設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：確保兩臺主控板與服務(wù)器連接的穩(wěn)定性；理解發(fā)布端“采集按鍵狀態(tài)→發(fā)布指令”與訂閱端“接收指令→控制舵機(jī)”的代碼邏輯關(guān)聯(lián)；密碼驗(yàn)證功能中“指令與密碼匹配”的代碼實(shí)現(xiàn)。三、教學(xué)流程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖評價方式復(fù)習(xí)導(dǎo)入（5分鐘）1.快速提問：“物聯(lián)系統(tǒng)的兩種控制類型是什么？遠(yuǎn)程開鎖的三大模塊分別是什么？服務(wù)器的作用像什么？”；2.問題聚焦：展示硬件套件（兩臺主控板、按鍵傳感器、舵機(jī)、計(jì)算機(jī)），提問：“如何連接這些硬件？如何配置服務(wù)器？代碼要實(shí)現(xiàn)什么邏輯才能讓舵機(jī)收到指令開鎖？”；3.任務(wù)發(fā)布：“今天分三步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)——搭建硬件與服務(wù)器、編寫發(fā)布訂閱代碼、升級安全功能”；4.引出課題：“遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)現(xiàn)與安全拓展”。1.回顧舊知，準(zhǔn)確回答控制類型、模塊及服務(wù)器作用；2.觀察硬件套件，思考“引腳連接”“服務(wù)器配置”“代碼邏輯”等關(guān)鍵問題；3.明確本節(jié)課核心任務(wù)：硬件搭建、服務(wù)器配置、代碼實(shí)現(xiàn)、安全拓展；4.激發(fā)實(shí)操興趣，做好動手準(zhǔn)備。復(fù)習(xí)舊知建立實(shí)操理論基礎(chǔ)，問題聚焦直指核心難點(diǎn)，任務(wù)發(fā)布明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)實(shí)操動力復(fù)習(xí)評價：隨機(jī)提問3名學(xué)生回顧核心知識；觀察評價：評價學(xué)生對硬件套件的興趣與準(zhǔn)備狀態(tài)。探究一：硬件與服務(wù)器搭建——“筑牢控制基礎(chǔ)”（10分鐘）1.硬件連接指導(dǎo)：①提供《硬件連接電路圖》，演示：按鍵傳感器連接主控板A（pin0接口，VCC接5V、GND接GND）；舵機(jī)連接主控板B（pin1接口，VCC接5V、GND接GND）；②重點(diǎn)提醒：“舵機(jī)信號線接指定引腳，VCC與GND勿反接，避免燒毀組件”；2.服務(wù)器配置指導(dǎo)：①分步演示SIoT搭建：打開軟件→設(shè)置熱點(diǎn)名稱密碼→創(chuàng)建主題“Door/Lock”→設(shè)置賬號密碼；②驗(yàn)證方法：兩臺主控板分別連接熱點(diǎn)，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)通暢；3.分組任務(wù)：①連接硬件并舉手待查；②配置服務(wù)器，記錄熱點(diǎn)信息與主題；4.檢查反饋：逐組檢查硬件連接與服務(wù)器配置，解決“熱點(diǎn)連接失敗”“引腳接錯”等問題。1.觀看演示，記錄硬件引腳對應(yīng)關(guān)系（按鍵→A板pin0，舵機(jī)→B板pin1）；2.小組合作連接硬件，一人操作一人檢查電源極性；3.按照步驟配置SIoT服務(wù)器，記錄“熱點(diǎn)名稱、主題、賬號密碼”關(guān)鍵信息；4.完成后舉手待查，修正教師指出的連接或配置問題。分步演示降低搭建難度，關(guān)鍵提醒規(guī)避安全風(fēng)險，逐組檢查確?；A(chǔ)環(huán)節(jié)正確，為控制功能實(shí)現(xiàn)鋪墊操作評價：巡視記錄硬件連接規(guī)范性與服務(wù)器配置速度；安全評價：評價是否遵守“先斷電再連接”的規(guī)范。探究二：發(fā)布與訂閱代碼實(shí)現(xiàn)——“打通控制鏈路”（15分鐘）1.代碼講解：①提供基礎(chǔ)代碼模板（發(fā)布端A、訂閱端B），拆解邏輯：發(fā)布端“初始化→連熱點(diǎn)→連服務(wù)器→讀按鍵→發(fā)‘open’指令”；訂閱端“初始化→連熱點(diǎn)→連服務(wù)器→訂閱主題→收指令→控舵機(jī)”；②關(guān)鍵代碼：發(fā)布端按鍵讀取bt=button(0)、指令發(fā)布mqttclient.publish(topic="Door/Lock",content="open")；訂閱端消息接收mqttclient.received(topic="Door/Lock",callback=receivedfunction)、舵機(jī)控制servo(1).angle(180)；2.分組編程：①修改代碼：填寫熱點(diǎn)信息、賬號密碼；②燒錄測試：A板燒錄發(fā)布代碼，B板燒錄訂閱代碼，按下按鍵測試舵機(jī)是否轉(zhuǎn)動；3.故障排查：提供《故障排查手冊》，針對“舵機(jī)不轉(zhuǎn)”“服務(wù)器無指令”“連不上服務(wù)器”等問題給出排查步驟。1.結(jié)合模板與講解，理解發(fā)布訂閱代碼的控制邏輯，標(biāo)注關(guān)鍵參數(shù)；2.小組合作修改代碼，準(zhǔn)確填寫服務(wù)器配置信息；3.燒錄代碼后測試，記錄“按下按鍵→B板舵機(jī)轉(zhuǎn)動180°開鎖”的效果；4.遇到問題如“舵機(jī)不轉(zhuǎn)”，對照手冊排查“指令是否收到”“舵機(jī)引腳是否接對”，修正后重測；5.填寫《實(shí)操問題記錄表》，記錄問題與解決方法。代碼模板降低編程難度，關(guān)鍵講解聚焦控制邏輯，實(shí)操測試驗(yàn)證鏈路通暢，故障手冊培養(yǎng)問題解決能力代碼評價：檢查代碼中配置信息與關(guān)鍵邏輯的準(zhǔn)確性；操作評價：記錄功能實(shí)現(xiàn)成功率；作品評價：批改《實(shí)操問題記錄表》。探究三：安全拓展——“筑牢控制防線”（10分鐘）1.安全設(shè)問：“現(xiàn)在任何人按下按鍵都能開鎖，存在什么風(fēng)險？如何讓只有授權(quán)的人才能控制開鎖？”；2.方案引導(dǎo)：“在指令中添加密碼，只有收到‘指令+正確密碼’才執(zhí)行開鎖，比如發(fā)布‘open#1234’，訂閱端驗(yàn)證密碼‘1234’正確才開鎖”；3.拓展講解：①代碼修改思路：發(fā)布端發(fā)送帶密碼的指令，訂閱端拆分指令驗(yàn)證密碼；②示范代碼：發(fā)布端mqttclient.publish(topic="Door/Lock",content="open#1234")；訂閱端拆分msg_list=msg.split("#")、密碼驗(yàn)證ifmsg_list[0]=="open"andmsg_list[1]=="1234":；4.分組升級：①修改代碼添加密碼驗(yàn)證功能；②測試“正確密碼開鎖、錯誤密碼不開鎖”效果；5.成果展示：邀請2-3組演示，分享安全設(shè)計(jì)思路。1.思考風(fēng)險問題，認(rèn)同“密碼驗(yàn)證”的必要性；2.理解“指令+密碼”的雙重驗(yàn)證邏輯，學(xué)習(xí)字符串拆分方法；3.小組合作修改代碼，在發(fā)布端添加密碼，訂閱端添加驗(yàn)證邏輯；4.測試效果，確?！鞍l(fā)送‘open#1234’舵機(jī)轉(zhuǎn)動，發(fā)送‘open#4321’無動作”；5.上臺演示，闡述“密碼驗(yàn)證能防止非法控制”的設(shè)計(jì)價值。問題引導(dǎo)強(qiáng)化安全意識，方案示范降低拓展難度，分組升級強(qiáng)化代碼應(yīng)用，成果展示提升表達(dá)能力創(chuàng)新評價：從“安全功能實(shí)現(xiàn)性、代碼規(guī)范性”評分；表達(dá)評價：評價上臺演示的清晰度與安全思路闡述邏輯性。價值升華與總結(jié)（5分鐘）1.故障復(fù)盤：“回顧實(shí)操中遇到的問題，哪些是硬件連接問題？哪些是代碼邏輯問題？解決的關(guān)鍵思路是什么？”；2.安全討論：“除了密碼驗(yàn)證，遠(yuǎn)程控制開鎖還能通過哪些方式提升安全性？（如人臉識別、臨時授權(quán)）”；3.單元總結(jié)：梳理“控制認(rèn)知→硬件搭建→服務(wù)器配置→代碼實(shí)現(xiàn)→安全優(yōu)化”的物聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)路徑；4.課后任務(wù)：“設(shè)計(jì)‘限時授權(quán)’功能，思考如何讓密碼在10分鐘內(nèi)有效，超時后無法開鎖”。1.復(fù)盤問題，總結(jié)“硬件查引腳、代碼查邏輯、通信查服務(wù)器”的排查方法；2.討論安全方案，提出“添加人臉識別、設(shè)置使用次數(shù)”等思路；3.繪制單元學(xué)習(xí)路徑圖，整合物聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)的核心步驟；4.記錄課后任務(wù)，思考“計(jì)時函數(shù)、權(quán)限失效邏輯”等關(guān)鍵要點(diǎn)。故障復(fù)盤強(qiáng)化問題解決能力，安全討論升華核心素養(yǎng)，單元總結(jié)構(gòu)建知識體系，課后任務(wù)延伸學(xué)習(xí)深度思維評價：抽查學(xué)習(xí)路徑圖的完整性；課堂評價：評價安全討論的參與度與觀點(diǎn)合理性。四、學(xué)生活動設(shè)計(jì)硬件與服務(wù)器搭建競速賽：全班分為小組，教師發(fā)布“開始搭建”指令，小組完成“按鍵傳感器連接A板+舵機(jī)連接B板+SIoT服務(wù)器配置+兩臺主控板連熱點(diǎn)”，最先完成且連接正確的小組獲“搭建能手”稱號，教師現(xiàn)場點(diǎn)評規(guī)范度（評價維度：連接準(zhǔn)確性、配置速度、規(guī)范程度）。故障排查挑戰(zhàn)賽：教師預(yù)設(shè)3個常見故障（如“發(fā)布端按鍵接錯引腳”“訂閱端舵機(jī)接口錯誤”“代碼中主題名稱拼寫錯誤”），小組抽取故障場景，在5分鐘內(nèi)排查并修復(fù)，成功實(shí)現(xiàn)開鎖功能的小組獲“排查高手”稱號（評價維度：故障定位準(zhǔn)確性、修復(fù)速度、方法合理性）。安全方案設(shè)計(jì)路演：小組完善“密碼驗(yàn)證”功能，設(shè)計(jì)“密碼錯誤時發(fā)送報(bào)警通知”拓展，制作方案海報(bào)，進(jìn)行2分鐘路演，闡述“安全風(fēng)險-設(shè)計(jì)思路-代碼修改-實(shí)現(xiàn)效果”，全班投票評選“最佳安全方案”（評價維度：安全性、可行性、表達(dá)清晰度）。五、評價方式（教學(xué)評一體化）評價維度評價內(nèi)容評價方式評價主體知識認(rèn)知硬件連接原理、SIoT配置方法、發(fā)布訂閱代碼控制邏輯的掌握程度電路圖批改、代碼檢查、課堂提問教師技能應(yīng)用硬件連接規(guī)范性、服務(wù)器配置準(zhǔn)確性、代碼修改能力、故障排查能力、安全功能實(shí)現(xiàn)效果搭建競速賽評分、故障排查挑戰(zhàn)評分、代碼與功能測試評價教師、小組互評創(chuàng)新思維安全功能設(shè)計(jì)的實(shí)用性、代碼優(yōu)化的合理性、故障解決的創(chuàng)新性安全方案路演評分、拓展功能評價、問題記錄表創(chuàng)新方法評價教師、全班互評社會責(zé)任信息安全意識、硬件操作安全規(guī)范、小組協(xié)作中的責(zé)任擔(dān)當(dāng)安全操作觀察記錄、安全討論評價、小組互評表教師、小組互評六、板書設(shè)計(jì)課時二：遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)現(xiàn)與安全拓展

一、核心任務(wù)：基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)+安全升級

二、步驟一：硬件搭建（關(guān)鍵：引腳對應(yīng)）

1.控制端（A板）：按鍵傳感器→pin0（VCC→5V、GND→GND）

2.執(zhí)行端（B板）：舵機(jī)→pin1（信號→pin1、VCC→5V、GND→GND）

（提醒：舵機(jī)信號線接指定引腳，電源勿反接）

三、步驟二：服務(wù)器配置（核心：通信橋梁）

1.打開SIoT→設(shè)置熱點(diǎn)名稱密碼→創(chuàng)建主題（Door/Lock）

2.配置賬號密碼→兩臺主控板連接熱點(diǎn)

四、步驟三：代碼實(shí)現(xiàn)（核心：指令控制）

1.發(fā)布端（A板）關(guān)鍵代碼：

bt=button(0)

ifbt.status()==1:

mqttclient.publish("Door/Lock","open")#發(fā)布開鎖指令

2.訂閱端（B板）關(guān)鍵代碼：

defreceivedfunction():