中小学教育资源及组卷应用平台 第4.11课《物联网系统的开发流程》教学设计 课题 物联网系统的开发流程 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 八年级 核心素养目标 信息意识：主动感知物联网系统开发需求，理解 “需求分析 - 系统设计 - 开发验证 - 应用维护” 全流程价值，关注数据安全与维护需求。计算思维：理解分析物联网系统的开发流程，培养系统化解决问题能力。数字化学习与创新：学习用表格、框图梳理需求、借工具理解代码，提升物联网系统设计与开发实践能力。 信息社会责任：重视用户身份信息加密、权限安全管理，理解物联网系统应用维护中的安全与责任，规范系统开发与使用。 教学重点 物联网系统开发流程及各阶段核心任务。 教学难点 系统设计中三层结构的理解与实际应用。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第4.11课 物联网系统的开发流程1、单元引入第四单元：简易物联网系统设计与实现了解了物联网的基本原理与工作过程之后，同学们是否想要设计一个物联网系统呢？如何根据待解决的实际问题搭建物联网系统的模型？组成物联网系统的设备种类较多，如何进行系统架构设计和技术选型？如何根据实际需求选择合适的硬件设备来搭建物联网系统？设计物联网系统时，需要遵循哪些原则？2、观看视频3、学习目标（1）了解物联网系统设计的一般过程。（2）掌握简易物联网系统设计、搭建的方法。（3）学会使用物联网开发板实现简单的开关控制和数据读取。（4）培养使用信息科技工具解决问题的能力。（5）初步体验自主可控技术在物联网中的应用。（6）组建基于物联网平台的LED灯控制系统，经历完整的物联网项目设计开发过程，提升利用物联网技术解决实际问题的能力。4、单元主题围绕智能家居和智慧校园主题，同学们有的想要远程开关灯具，有的想要监测门窗的开关状态，还有的想让教室能够自动通风……如何设计、搭建这样的物联网系统呢 在本单元的学习中，让我们开启物联网系统的设计、搭建之旅吧！（详细内容见教材p76页）5、问题情境学校教室钥匙管理存在多位老师使用同一或多间教室时取钥不便的难题，同学们想开发智能门禁系统，而物联网系统开发需经历需求分析、系统设计、开发验证、应用维护等关键阶段。 （详细内容见教材p77页） 课程新知导入。学习本单元及本课学习目标。 帮助学生初步理解本课研究内容。帮助学生学习更有目标性。 讲授新课 新知讲解：实践探究物联网系统开发需先做需求分析以明确任务和设计要点，接着确定系统硬件、软件、网络等结构，完成整体方案设计，再在开发验证阶段构建模型与原型并优化，保证系统满足用户需求。 （详细内容见教材p78页）一、需求分析应用场景不同，其功能设计也有所不同：家庭门禁系统：需识别家庭成员、防非法入侵，兼具智能监控、对讲功能。办公楼宇门禁系统：要实现门禁设备管理、人员通行权限管理、进出记录管理及智能考勤。校园门禁系统：需达成门禁设备管理、人员通行权限管理和一卡通服务。（详细内容见教材p78页）试一试同学们决定设计一种用于校园管理的智能门禁系统，请小组讨论，这套系统需要实现哪些功能呢 试着完成表4-1。表4-1校园智能门禁系统功能需求表功能具体说明人员通行权限管理赋予教职工、学生等不同类别人员不同的通行权限，权限不符时进行提示认证管理支持人脸识别和刷卡认证模式进出记录管理自动记录人员进出时间、地点等信息，可查询、导出相关记录二、系统设计明确了设计目标之后，可以从物联网的三层结构（感知层，网络层，应用层）角度明确具体设计方案。查一查根据校园智能门禁系统功能需求表补充表4-2的内容。表4-2 智能门禁系统的结构与功能结构功能感知层人脸识别、刷卡认证、紧急按钮触发网络层连接局域网、数据传输与指 ... ...
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