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高中信息技术教学设计案例：“探究智能花卉养护系统 ——了解物联网”

来源：花匠小妙招时间：2024-11-08 21:56

        王欣茹
        牡丹江师范学院教育科学学院    黑龙江牡丹江 157000
一、【课标内容】
        1.了解人、信息技术和社会的关系，认识信息系统在社会中的作用，合理使用信息系统解决生活、学习中的问题，理解信息安全对当今社会的影响，安全、守法地应用信息系统。
        2.知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感与控制机制。
二、【教学目标】
        1.知识与技能目标
        （1）能掌握物联网的概念
        （2）能描述智能花卉养护系统工作原理。
        （3）能够说出什么是传感器。
        2.过程与方法目标
        （1）通过智能花卉养护系统原理的学习培养学生认真细致的学习态度和信息意识
        （2）通过对物联网的学习，从中了解信息系统与外部世界的连接方式，培养学生的计算思维。
        （3）通过了解传感器知道信息系统与外部世界的连接方式，培养学生的信息意识。
        3.情感态度与价值观目标
        （1）利用所学知识解决生活中问题，培养学生学习热情与信息意识。
        （2）通过发现问题解决问题的过程培养学生合作精神，增强学生的求知欲和对学习计算机的热情
三、【学情分析】
        1.学生的特点：
        　高中一年级的学生，已经初步具备了一定的自学能力，对知识应用和迁移能力已经比较强。这一阶段的学生逻辑思维是比较成熟的，而且这个年龄段的学生思维也是比较活跃，能够和同学一起来进行一些问题的探讨、交流。他们有着广阔的视野、强烈的使命感，关注信息技术在生活及其周边的影响。
        2.学习者原有知识基础：
        　规划并搭建数字家庭系统的网络——组建小型信息系统网络 .
配置并测试数字家庭系统网络——了解网络参数配置
四、【教学重点与难点】
        1.教学重点：物联网的概念
        2.教学难点：智能花卉养护系统工作原理
五、【设计理念】
        1.教学内容
        （1）根据智能花盆探究其工作原理并初步了解物联网的概念。
        （2）根据采集花卉种植数据了解传感器的概念及其种类。
（3）根据智能花卉养护系统自动控制功能了解智能家居，探究物联网起源,了解物联网的应用。
        2.教学方法
        　讲授法，演示法，任务驱动法，课堂讨论法
六、【教学准备】
        ppt课件、投影仪计算机
七、【教学过程设计】
        （一）导入新课（5分钟）
        导语：师：同学们看这些盆栽是不是很好看那么在生活中养过花吗？大家养花时一定遇到过不知道何时浇水何时施肥的问题吧。我们都知道现在是互联网时代越来越多的智能系统出现在生活中，其实现在也可以实现“让花说话”智能养花（教师放映智能花盆PPT）比如这款智能花盆，可以通过指示灯告诉我们是否需要浇水或者施肥，那么它的工作原理是什么呢？今天我们就来通过探究智能花卉养护系统来了解物联网。（引导提出智能花卉养护系统话题，导入新课。）
学生思考：生活中养花遇到的问题。

（二）讲授新课（30分钟）
1.物联网概念的学习
师：老师问大家一个问题同学们听过物联网吗？我听到了两种答案，有的同学说听过，有的同学没听过，那么老师再问大家，同学们听过互联网吗？

               生：听说过
        师：大家都说听过。那有哪位同学回答一下互联网的概念
        生：回答概念
        师：同学回答的非常好，互联网就是计算机与计算机相连的网络，如果说互联网连接的是计算机那么物联网连接的就是世间万物（教师ppt放映物联网概念）我们一起看一下物联网的定义。
        师：根据国际电信联盟的定义，物联网主要解决物品与物品、人与物品、人与人之间的互连。其实物联网就是互联网延伸扩展而进一步得到的网络，不同的是向互联网上传数据的是计算机，而向物联网上传数据的是各种物体。

        生活中有许多物联网应用的案例，比如共享单车，还有智能家居也是是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，实现远控制定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金，智能安防应用的也是物联网技术，传统安防对人员的依赖性比较大，还非常耗费人力，而智能安防能够通过设备实现智能判断，节约人力资源其实物联网的应用领域还有很多，这里老师就给大家留一个任务，课后查找资料，物联网还有哪些应用领域。
        1.探究智能花卉养护系统工作原理
        师：学习完物联网我们接着来探究一下智能花盆的工作原理，老师给大家看一下这张原理图。（教师放映原理图）

        师：请同学们按我们课前分的小组讨论一下，结合刚才物联网的概念描述一下智能花卉养护系统的工作原理。刚才老师观察了一下同学们讨论的非常好，每个人都能积极参与进来，老师总结一下其实智能花盆就是依托物联网，将花卉种植养护提示推送给用户的。那么同学们发现这个问题了吗？我们是怎样让“花朵说话”实现种植数据的采集的呢？这些物理信号是通过什么转化电信号传输到物联网络中的呢？我们知道人类感知世界靠我们的感官，那么物体靠什么呢？
        　　学生自学生思考：花卉信息如何传送至移动端？怎样让“花朵说话”是否缺水，是否需要光照。
        师：其实物体的感官就是传感器。（传感器概念的讲解，教师展示传感器图片。）

        　师：我们可以看到这个花盆中有温度传感器，光照传感器以及肥力传感器。传感器根据字面意思“感”是感知外界非电量信号并转换为电信号。“传”是什么意思呢?
        生：就是把电量信号传输给电子电路。
        师：其实它是一种检测装置，能感知被测量物体或环境的信息，并能将感知到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。简而言之它是可以将植物的物理信息转换为电信号的一种装置。可以说传感器的存在和发展，让物体有了感官，传感器是物联网的基础，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器，因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官，常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器相当于人类的视觉，声敏传感器相当于人类的听觉，气敏传感器相当于人类的嗅觉，化学传感器相当于人类的味觉，压敏、温敏、流体传感器相当于人类的触觉。

        （三）总结回顾（10分钟）
        　师：这节课我们了解了智能花卉养护系统是如何工作的？.什么是物联网？什么是传感器？传感器有哪些种类？
学生回答：1.什么是物联网？
                　2.智能花卉养护系统是如何工作的？
                　　3.什么是传感器？

        通过本堂课的学习希望同学们更加了解当下的信息社会。同学们下课。

（四）作业布置：阅读教材P88-P89查资料余下通信技术。

八、【评价设计】
        1．过程性评价。过程性评价注重对学生学习过程的关注，教师在本课教学中设计了一系列具有很好激发学生的学习动机问题，每一次的提问都是为下一步做好了铺垫，避免无效问题。并且每次学生的发言和展示都及时进行了嘉奖和补充整理，从而帮助学生一步步完善自己的知识结构。
        2．发展性评价。以往的评价都是以学生掌握多少知识而进行教学评价，发展性评价立足于对于学生整体发展而言进行评价，而并不是局限于一个、具体的方面，从学生整体的发展来进行全面、发展性的评价对于学生来说是极为有益的，发展性评价更能够促进学生的长远发展。
九、【案例评析】
        本案例主要有以下几点特点：
        1.生动的PPT展示
直观性的教学道具、ppt的应用，给了学生很好的参考素材，是有效的教学手段。
        2.教学建议
        （1）ppt要由教师准备，内容完整、动画流畅。
        （2）对课标、教材要实现进行精细研读，明确教学的目标，构思合适的教学方式。适应本学段学生身心发展特点。
        （3）视频、图示要精心挑选，知识点要符合事实。
        （4）引导学生探究学习→激发学习兴趣→引导学生进行深度探索→引导学生探究新的解决方法→对应用题问题进行总结。
         3.案例思路
        图片引入—引起兴趣—激发学习动机。将学生放在主体地位，讨论、探索、研究为主、教师为辅，最后总结归纳。