课题 高级功能的实现 课型 新授 课时 1 课标要求分析 本课属于物联网与数字生活内容模块，要求学生能够搭建简单物联网系统，感知网络通信不稳定等现实问题；学会运用程序分支、异常处理机制设计容错方案；理解本地存储、离线模式保障数据可靠采集，树立数据安全意识，能够结合实际场景优化物联网系统。 教材分析 本课隶属于八年级跨学科主题《设计校园气象数据采集系统》单元，是校园气象站物联网项目综合实践提升课。在前序课程完成传感器采集、WiFi 联网、云平台数据上传、时钟读取等基础功能之上，本课面向真实场景下网络中断等故障问题，学习网络连通检测、异常捕获、离线本地存储、屏幕状态可视化等容错实现方案，完成物联网系统从理想环境运行向复杂现实场景稳定运行的进阶。本课既是 MicroPython 编程、物联网通信知识的综合应用，渗透工程设计思想，落实 2022 版信息科技新课标 “物联网与数字生活” 学习要求，为后续嵌入式创新实践奠定基础。 学情分析 八年级学生已经掌握 MicroPython 基础语法、ESP32 无线联网、传感器数据读取、LCD 屏幕基础显示；可以实现基础气象数据上传。 存在不足：缺少工程思维，没有考虑网络中断等真实故障场景；不理解异常捕获、文件本地存储的实用价值；缺少系统调试、方案优化的实践经验。 教学目标 1.信息意识 认识物联网项目运行中网络中断、服务器故障等真实问题，理解离线本地存储的意义；能根据设备运行状态区分在线 / 离线模式，主动思考如何保障数据不丢失，建立可靠采集的数据意识。 2. 计算思维 能梳理网络检测、状态判断、数据上传 / 本地保存的业务流程； 学会使用try…except异常处理捕获网络通信错误； 运用分支结构实现在线上传云平台、离线写入闪存文件的双模式逻辑； 读懂流程图，把现实工程需求抽象为程序逻辑。 3. 数字化学习与创新 能够修改、调试参考代码，实现网络状态检测、离线数据存储功能； 结合 2004 LCD 屏幕优化显示界面，区分在线 / 离线设备状态； 尝试设计测试方案，模拟断网环境验证离线模式功能，迭代优化物联网采集系统。 4. 信息社会责任 理解气象监测数据的实用价值，明白数据丢失会影响观测分析；认识嵌入式设备存储空间限制，养成合理存储、规范记录数据的习惯；体会工程技术中 “容错设计” 解决现实问题的技术思想。 教学重点 和难点 教学重点 1.无线网络、云平台连通性检测方法； 2.try-except异常处理语句作用； 3.在线 / 离线双模式逻辑：联网上传云平台，断网本地闪存保存 CSV 数据。 教学难点 1.把业务流程图转化为完整分支程序； 2.文件读写open()三种打开模式（r/w/a）理解与正确使用； 3.综合调试：网络切换场景下，程序自动切换两种工作模式。 教法、学法 教法： 情境教学法、项目式教学法、任务驱动法、讲授点拨法 学法： 小组合作探究法、自主归纳法、实践建模法、迁移运用法 教学准备 多媒体课件、任务单 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 一、情景导入 展示课本问题情境：校园气象站依靠无线网络采集数据，如果施工、检修导致网络断开，数据丢失怎么办？ 提出两个方案：①云平台补救 ②微控制器本地保存。组织学生讨论哪个方案更可靠，引出课题：《高级功能的实现 ——— 离线容错与本地存储》 传授新知 新知探究 1：网络状态检测 讲解两层网络检测： 第一层：wlan.isconnected() 检测 WiFi 是否连接； 第二层：访问云服务器，状态码判断互联网是否可用。 演示参考代码，讲解try…except作用：通信出错时防止程序崩溃。 梳理判断逻辑：WiFi 正常≠互联网可用，必须访问服务器验证。 新知探究 2：在线/离线模式与本地文件存储 1.展示系统流程图，带领学生梳理完整逻辑； 2.讲解 MicroPython 文件操作： open()参数 r（读）、w ... ...
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