第第頁人教版（2024）八年級(jí)全一冊信息科技第9課《互聯(lián)協(xié)議仍沿用》教案課程名稱：第9課互聯(lián)協(xié)議仍沿用年級(jí)：八年級(jí)課時(shí)：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識(shí)與技能1.能夠描述HTTP通信的基本過程，明確其在物聯(lián)系統(tǒng)中主動(dòng)輪詢的局限性。2.能夠使用API獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，掌握通過HTTP協(xié)議發(fā)起請(qǐng)求、解析JSON/XML數(shù)據(jù)的方法。過程與方法1.通過分析物聯(lián)音箱數(shù)據(jù)獲取場景，培養(yǎng)從生活中抽象技術(shù)原理的能力。2.通過實(shí)踐操作主控板調(diào)用API，提升數(shù)字化工具應(yīng)用能力和問題解決能力。情感態(tài)度價(jià)值觀1.激發(fā)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的探索興趣，感受傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的銜接與差異。2.培養(yǎng)系統(tǒng)思維和技術(shù)批判意識(shí)，體會(huì)協(xié)議設(shè)計(jì)需平衡功能與設(shè)備特性（如低功耗）。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.理解HTTP協(xié)議在物聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用流程（請(qǐng)求-響應(yīng)模型）。2.能使用API獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)并解析，如天氣、新聞等實(shí)時(shí)信息。教學(xué)難點(diǎn)1.從物聯(lián)設(shè)備需求出發(fā)，分析HTTP協(xié)議的局限性（如高能耗、實(shí)時(shí)性不足）。2.解析JSON/XML數(shù)據(jù)格式，提取關(guān)鍵信息（如日期、溫度）并應(yīng)用于物聯(lián)設(shè)備。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（5分鐘）師：生活中，當(dāng)我們與物聯(lián)音箱對(duì)話時(shí)，例如詢問物聯(lián)音箱“今天天氣情況如何？”物聯(lián)音箱都能根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行回復(fù)。那大家知道物聯(lián)音箱是如何獲取天氣信息的嗎？生：思考并回答。師：其實(shí)物聯(lián)音箱針對(duì)提問從互聯(lián)網(wǎng)中獲取天氣數(shù)據(jù)，今天我們就來學(xué)習(xí)如何從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)。師：本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)有：探索互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，體驗(yàn)獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，探討互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的局限性。師：本節(jié)課我們將圍繞下面幾個(gè)問題展開：物聯(lián)系統(tǒng)如何從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)？如何利用HTTP獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)？問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)法知識(shí)點(diǎn)一：探索互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)（5分鐘）師：在日常生活里，互聯(lián)網(wǎng)為人們提供了豐富的數(shù)據(jù)，例如旅游、交通信息、智能安防信息、健康信息等，這些數(shù)據(jù)對(duì)物聯(lián)設(shè)備非常重要，比如汽車借助互聯(lián)網(wǎng)獲取旅游及交通信息規(guī)劃路線，智能安防監(jiān)控依托網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，智能穿戴設(shè)備利用健康等數(shù)據(jù)輔助用戶管理生活。講授法學(xué)習(xí)活動(dòng)1：物聯(lián)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)（5分鐘）師：首先我們來探索生活中的物聯(lián)設(shè)備，思考這些設(shè)備能從互聯(lián)網(wǎng)中獲取哪些數(shù)據(jù)。師：例如手機(jī)，可以從互聯(lián)網(wǎng)中獲取天氣預(yù)報(bào)、新聞、社交媒體通知等。智能手環(huán)，可以從互聯(lián)網(wǎng)中獲取運(yùn)動(dòng)建議。智能汽車可以從互聯(lián)網(wǎng)中獲取交通路況數(shù)據(jù)。案例教學(xué)法、小組討論法知識(shí)點(diǎn)二：體驗(yàn)獲取物聯(lián)網(wǎng)數(shù)（5分鐘）師：設(shè)備是如何獲取互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的呢？通常，互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器會(huì)通過提供API（應(yīng)用程序接口），使得外部設(shè)備或程序能夠訪問這些數(shù)據(jù)資源。在物聯(lián)系統(tǒng)中，物聯(lián)設(shè)備會(huì)先向服務(wù)器API接口發(fā)起HTTP請(qǐng)求，服務(wù)器響應(yīng)GTTP請(qǐng)求并返回結(jié)果。講授法學(xué)習(xí)活動(dòng)2：利用HTTP獲取互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)（10分鐘）師：下面我們來嘗試獲取互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，包括獲取應(yīng)用程序接口（API）的網(wǎng)址、發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、解析返回結(jié)果。師：本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備是1塊主控板。師：首先我們可以通過上網(wǎng)搜索獲取所需要的API網(wǎng)址。這里以蘇寧（Suning）提供的系統(tǒng)時(shí)間接口為例，該接口用于返回服務(wù)器當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間，包括日期和時(shí)間。師：下面開始編寫調(diào)用接口的程序：連接WiFi。填寫API的網(wǎng)址并發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，獲取API返回的數(shù)據(jù)。解析返回結(jié)果：API返回的數(shù)據(jù)一般為XML或JSON格式的字符串，可以通過ujson庫將其解析為字典數(shù)據(jù)類型，并從中提取日期數(shù)據(jù)。師：程序代碼如圖所示。師：將程序下載到主控板中。師：最后進(jìn)行功能演示。當(dāng)主控板屏幕顯示日期時(shí)間數(shù)據(jù)（2025-04-0823:11:29），這表明成功通過HTTP協(xié)議從互聯(lián)網(wǎng)獲取到了數(shù)據(jù)。對(duì)比分析法、圖示講解法知識(shí)點(diǎn)三：探討互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的局限性（5分鐘）師：剛剛體驗(yàn)了通過HTTP協(xié)議從互聯(lián)網(wǎng)獲數(shù)據(jù)，但是該方式也存在局限性，因?yàn)镠TTP協(xié)議需要設(shè)備主動(dòng)輪詢服務(wù)器獲取指令，不僅消耗物聯(lián)設(shè)備的有限資源，還使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能耗高、服務(wù)器壓力大，不適合實(shí)時(shí)性要求高的物聯(lián)網(wǎng)場景。師：在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用中，物聯(lián)通信協(xié)議需要滿足“低功耗”、“低帶寬”、“低延時(shí)”、“兼容性”、“可靠性”等特點(diǎn)。因?yàn)槲锫?lián)設(shè)備是電池供電，低功耗可以延長電池壽命；物聯(lián)設(shè)備所使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬可能受限，所以“低帶寬”的特點(diǎn)能夠保證設(shè)備即使是在低帶寬條件下也能高效工作；“低延時(shí)”是因?yàn)楹芏嘣O(shè)備如自動(dòng)駕駛汽車、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等需要有快速響應(yīng)功能；“兼容性”和“可靠性”，保證物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的多種設(shè)備都能夠工作，而且是安全有效地工作。講授法拓展深化，回歸生活（5分鐘分鐘）師：我們可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索引擎等工具搜索免費(fèi)的API并將接口功能、URL等數(shù)據(jù)整理成表。另外還可以嘗試通過調(diào)用主控板的urequests庫發(fā)起HTTP請(qǐng)求來訪問這些API，并將對(duì)應(yīng)的接口返回?cái)?shù)據(jù)顯示在主控板上。師：下表中我們整理了一些數(shù)據(jù)獲取的API接口網(wǎng)址，以及對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求方式和認(rèn)證方式，大家可以嘗試使用。自主探究法、創(chuàng)新應(yīng)用法課后作業(yè)（2分鐘）師：請(qǐng)同學(xué)們完成課后作業(yè)：使用提供的天氣API，編寫程序讓主控板獲取天氣數(shù)據(jù)并顯示。課堂小結(jié)與評(píng)價(jià)（3分鐘）師：回顧本節(jié)課，我們認(rèn)識(shí)了互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的多樣性，學(xué)習(xí)了利用API獲取互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的方法。還分析了HTTP在物聯(lián)場景中應(yīng)用的局限性。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：部分學(xué)生對(duì)JSON數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理解困難，需更多可視化示例（如將JSON轉(zhuǎn)換為表格）。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定導(dǎo)致API請(qǐng)求失敗，影響實(shí)操進(jìn)度，需提前測試備用網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生對(duì)協(xié)議局限性的抽象理解不足，可通過模擬實(shí)驗(yàn)（如高頻HTTP請(qǐng)求導(dǎo)致