项目2 远程浇水精准养护———物联网远程控制 教学设计 一、项目分析 本项目是“实现智能绿植养护”的第二课时，物联网技术是智能社会的重要组成部分，信息科技新课程标准对物联网教学提出了具体要求：要求学生设计并搭建简易物联网系统，实现数据采集，实时传输，简单控制并进行适当反馈或控制。本项目的主要内容是以需要满足一些植物个性供水需求，实现精准养护为真实问题情境，设计主题式关联项目，将知识建构、原理深化、思维发展融入项目之中，引导学生搭建物联网系统，实现设备与设备远程通信，感知理解物联网应用中通过 MQTT 服务提供数据通信与传输服务，模拟用户端和控制端的工作原理。 二、学情分析 本节课的教学对象是八年级学生，他们好奇心强，具备一定的观察能力、分析能力和自主探究学习能力，他们对生活中的真实情境充满兴趣，愿意从实际问题出发进行学习和探究。通过上一节课的学习，他们已经知道了如何选择合适的传感器来传输数据控制水泵实现自动浇水，但对于物联网设备传输数据的过程、原理以及方法还没有具体认识，因此可以在教师的指导帮助下进行合理的项目学习，帮助学生通过实践和探索，理解物联网的基本原理和功能。 三、教学目标 1．素养目标 （1）能发现植物供水需求面临的问题，建立利用物联网等技术解决问题的意识。 （2）能逐步分解“远程控制浇水”的过程，分析方法，通过 MQTT 服务提供数据通信与传输服务，模拟用户端和控制端，完成精准养护。 2．项目目标 通过实践，体验物联网在解决“远程控制浇水”问题中的作用，感受物联网对生活的影响与价值。 四、教学重难点 1．教学重点 （1）能逐步分解“远程控制浇水”的过程，分析方法，模拟实现用户端和控制端传输信息，完成精准养护。 （2）理解与迁移“接收与发送”的基本原理。 2．教学难点 理解与迁移“接收与发送”的基本原理。 五、教学策略 采用项目式学习和合作学习相结合的策略，鼓励学生分组讨论、协作解决问题。 六、教学准备 本实验教学活动，教师可以准备如下图所示的实验器材，搭建远程控制浇水系统，选择一台计算机加载 MQTT 服务，用来提供数据通信与传输服务，准备好编程软件 Mind+，通过软件进行图形化编程实现远程浇水功能。 七、评价建议 评价维度 评价内容 评价等级 过程性评价 能积极发表自己的看法、听取同伴发言，思考问题 能主动投入学习，参与小组合作，学习效果明显 能够分解远程控制浇水的过程 模拟远程控制浇水系统，完成活动 总结性评价 能够完成远程控制浇水系统的搭建 能够完成远程控制浇水系统代码的设计 能够完成远程控制浇水，实现精准养护 八、学习流程 以提出需求、项目分析、实验探究、解决问题、实现目标为主线，设计实验流程，引导学生深入理解物联网通信协议及其特点，设计并完成远程控制浇水系统，提升他们的综合实践能力和创新能力。 05 03 04 发散思维促创新启发性教学 凝练升华育价值问题驱动 项 目总结 问题情境激活力情境教学 02 循环探究构新知启发性教学 项 目分析 梯度任务提素养任务驱动 项 目实践 项 目拓展 项 目导入 九、教学过程 教学环节 学生活动 教师活动 设计意图 项目情境明确目标 1．创设情境 上节课同学们解决了浇水不及时造成植物枯萎的问题，设计了能够感受土壤湿度自动控制浇水的装置。那么我们的装置能不能收获好评呢？接下来请看我们小记者走访劳动基地发回来的采访视频吧。 视频中，小记者们发现了新的问题，有的班的铜钱草长得很旺盛，有的却很一般，这是怎么回事呢？通过询问生物老师，知道铜钱草就是“水罐子”，浇水越多长得越旺盛，对于这种特殊供水要求的植物，我们如何实现精准养护呢？ 学习过程：思考、讨论，聚焦情境问题。 2． 明确目标 如何让自动浇水 ... ...
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