人教版2024新版八年級全一冊信息技術(shù)第14課 遠(yuǎn)程控制更便捷 教學(xué)設(shè)計

第第頁人教版(2024新版）\o"八年級全一冊"八年級全一冊信息技術(shù)第三單元\o"第2單元萬物互聯(lián)有協(xié)議"

\o"第3單元簡單物聯(lián)功能實踐"簡單物聯(lián)功能實踐第14課遠(yuǎn)程控制更便捷教學(xué)設(shè)計一、學(xué)情分析學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中對信息科技有了一定的了解，具備基本的計算機(jī)操作技能。這個階段的學(xué)生對新鮮科技充滿好奇，樂于探索新事物。但對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制概念可能較為陌生，需要通過具體的實例和實踐活動來加深理解。二、教材分析本單元主題為簡單物聯(lián)功能實踐，第十四課聚焦遠(yuǎn)程控制的便捷性。通過認(rèn)識物聯(lián)系統(tǒng)中的控制以及分析遠(yuǎn)程控制開鎖功能，讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際生活中的應(yīng)用，感受科技帶來的便利。三、核心素養(yǎng)教育目標(biāo)1.信息意識：培養(yǎng)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的敏感度，認(rèn)識到遠(yuǎn)程控制在生活中的重要性。2.計算思維：引導(dǎo)學(xué)生分析遠(yuǎn)程控制的工作原理和流程，提高問題解決能力。3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：鼓勵學(xué)生探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用場景，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。4.信息社會責(zé)任：增強(qiáng)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)安全的認(rèn)識，培養(yǎng)正確使用科技的責(zé)任感。四、教學(xué)重點與難點教學(xué)重點1.掌握物聯(lián)系統(tǒng)中控制實現(xiàn)的過程。2.理解反饋與控制的關(guān)系。3.學(xué)會遠(yuǎn)程控制開鎖功能的模擬實現(xiàn)。教學(xué)難點1.深入理解反饋在控制中的作用。2.解決遠(yuǎn)程控制開鎖功能模擬實現(xiàn)中遇到的問題。五、教學(xué)準(zhǔn)備1.準(zhǔn)備物聯(lián)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的演示設(shè)備，如智能門鎖、手機(jī)APP、傳感器等。2.制作PPT課件，展示物聯(lián)系統(tǒng)中控制的過程、反饋與控制的關(guān)系以及遠(yuǎn)程控制開鎖的原理。3.設(shè)計一些與物聯(lián)系統(tǒng)控制和遠(yuǎn)程控制開鎖相關(guān)的問題卡片，用于課堂互動。4.搭建遠(yuǎn)程控制開鎖功能的模擬實驗平臺，包括電腦、編程軟件和相關(guān)硬件設(shè)備。六、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課師：同學(xué)們，在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，我們可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程控制家里的各種設(shè)備，比如智能燈、智能窗簾等。那么，大家有沒有想過，這種遠(yuǎn)程控制是如何實現(xiàn)的呢？在物聯(lián)系統(tǒng)中，控制又是怎樣實現(xiàn)的呢？今天，我們就一起來探索物聯(lián)系統(tǒng)中的控制以及遠(yuǎn)程控制更便捷的奧秘。（展示一些遠(yuǎn)程控制的場景圖片，如遠(yuǎn)程控制智能家居設(shè)備、遠(yuǎn)程控制汽車等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。）（二）新課講解1.物聯(lián)系統(tǒng)中的控制（1）控制的定義師：在物聯(lián)系統(tǒng)中，控制是指通過對系統(tǒng)輸入的調(diào)整，使系統(tǒng)的輸出達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)?？刂频倪^程通常包括測量系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、與預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行比較、根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)整等步驟。（展示控制的概念圖，讓學(xué)生直觀地了解控制的定義。）（2）物聯(lián)系統(tǒng)中控制的實現(xiàn)過程傳感器采集數(shù)據(jù)：物聯(lián)系統(tǒng)中的傳感器負(fù)責(zé)采集各種數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、光照強(qiáng)度、位置等。這些數(shù)據(jù)反映了系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸：傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行?，如服?wù)器、網(wǎng)關(guān)等。數(shù)據(jù)分析與處理：控制中心對傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，與預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行比較，判斷系統(tǒng)是否需要進(jìn)行調(diào)整。生成控制指令：如果系統(tǒng)需要進(jìn)行調(diào)整，控制中心會生成相應(yīng)的控制指令。指令傳輸與執(zhí)行：控制指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綀?zhí)行器，如電機(jī)、閥門等。執(zhí)行器根據(jù)控制指令進(jìn)行操作，實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。（通過示意圖和動畫演示，詳細(xì)講解物聯(lián)系統(tǒng)中控制的實現(xiàn)過程。）2.反饋與控制的關(guān)系（1）反饋的概念師：反饋是指系統(tǒng)將輸出的結(jié)果返回給輸入部分，以影響系統(tǒng)的下一步操作。在物聯(lián)系統(tǒng)中，反饋通常是通過傳感器采集系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行倪M(jìn)行分析和處理。（展示反饋的概念圖，讓學(xué)生直觀地了解反饋的概念。）（2）反饋在控制中的作用提供系統(tǒng)狀態(tài)信息：反饋可以讓控制中心了解系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，為控制決策提供依據(jù)。檢測系統(tǒng)誤差：通過將系統(tǒng)的輸出與預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行比較，反饋可以檢測出系統(tǒng)的誤差。調(diào)整控制策略：根據(jù)反饋信息，控制中心可以調(diào)整控制策略，使系統(tǒng)的輸出更接近預(yù)期目標(biāo)。提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：反饋可以使系統(tǒng)對外部干擾和內(nèi)部變化具有一定的適應(yīng)性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（通過具體的例子，如溫度控制系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等，講解反饋在控制中的作用。）（3）反饋與控制的閉環(huán)系統(tǒng)師：在物聯(lián)系統(tǒng)中，反饋與控制通常構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出不僅受到輸入的影響，還受到系統(tǒng)自身輸出的反饋影響。閉環(huán)系統(tǒng)可以不斷地調(diào)整控制策略，使系統(tǒng)的輸出更接近預(yù)期目標(biāo)，提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。（展示閉環(huán)系統(tǒng)的示意圖，讓學(xué)生直觀地了解反饋與控制的閉環(huán)系統(tǒng)。）3.遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實現(xiàn)（1）遠(yuǎn)程控制開鎖的原理師：遠(yuǎn)程控制開鎖通常是通過手機(jī)APP等終端設(shè)備向物聯(lián)系統(tǒng)發(fā)送開鎖指令，物聯(lián)系統(tǒng)接收到指令后，通過控制中心生成相應(yīng)的控制信號，傳輸?shù)介T鎖執(zhí)行器，實現(xiàn)開鎖操作。在這個過程中，反饋機(jī)制也起著重要的作用，比如門鎖的狀態(tài)反饋、開鎖成功與否的反饋等。（展示遠(yuǎn)程控制開鎖的原理圖，讓學(xué)生直觀地了解遠(yuǎn)程控制開鎖的原理。）（2）遠(yuǎn)程控制開鎖的實現(xiàn)步驟手機(jī)APP發(fā)送開鎖指令：用戶通過手機(jī)APP輸入開鎖密碼或使用指紋識別等方式，向物聯(lián)系統(tǒng)發(fā)送開鎖指令。指令傳輸與驗證：開鎖指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)轿锫?lián)系統(tǒng)的控制中心，控制中心對指令進(jìn)行驗證，確保指令的合法性。生成控制信號：如果指令驗證通過，控制中心會生成相應(yīng)的控制信號，傳輸?shù)介T鎖執(zhí)行器。門鎖執(zhí)行開鎖操作：門鎖執(zhí)行器根據(jù)控制信號進(jìn)行操作，實現(xiàn)開鎖。狀態(tài)反饋：門鎖的狀態(tài)傳感器會將門鎖的當(dāng)前狀態(tài)反饋給控制中心，控制中心再將狀態(tài)信息反饋給手機(jī)APP，讓用戶了解開鎖的結(jié)果。（通過示意圖和動畫演示，詳細(xì)講解遠(yuǎn)程控制開鎖的實現(xiàn)步驟。）（三）鞏固練習(xí)1.控制與反饋知識問答（1）將學(xué)生分成若干小組，每個小組推選一名代表。（2）教師準(zhǔn)備一些與物聯(lián)系統(tǒng)中控制和反饋相關(guān)的問題，如控制的實現(xiàn)過程、反饋的作用、閉環(huán)系統(tǒng)的特點等。（3）每個小組的代表依次回答問題，答對一題得一分，答錯一題扣一分。（4）最后得分最高的小組獲勝，教師給予獎勵。（通過知識問答的方式，鞏固學(xué)生對物聯(lián)系統(tǒng)中控制和反饋的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和競爭意識。）2.遠(yuǎn)程控制開鎖功能模擬實驗（1）教師介紹遠(yuǎn)程控制開鎖功能模擬實驗的平臺和設(shè)備，包括電腦、編程軟件、模擬門鎖、傳感器等。（2）學(xué)生分成小組，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制開鎖功能模擬實驗。每個小組的任務(wù)是使用編程軟件和模擬設(shè)備，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖的功能，并記錄實驗過程和結(jié)果。（3）學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行實驗和討論，遇到問題可以向教師請教。教師巡視指導(dǎo)，及時解決學(xué)生在實驗中遇到的問題。（4）實驗完成后，每個小組展示自己的實驗結(jié)果，并介紹實驗過程中遇到的問題和解決方法。（5）教師對每個小組的實驗結(jié)果進(jìn)行評價，總結(jié)實驗中的重點和難點，以及學(xué)生在實驗中表現(xiàn)出的優(yōu)點和不足之處。（通過模擬實驗的方式，讓學(xué)生親身體驗遠(yuǎn)程控制開鎖的功能實現(xiàn)過程，提高學(xué)生的實踐操作能力和問題解決能力。）3.物聯(lián)系統(tǒng)控制創(chuàng)意設(shè)計（1）教師提出一個物聯(lián)系統(tǒng)控制的創(chuàng)意設(shè)計任務(wù)，如設(shè)計一個智能溫室控制系統(tǒng)、智能交通信號燈控制系統(tǒng)等。（2）學(xué)生分成小組，進(jìn)行物聯(lián)系統(tǒng)控制創(chuàng)意設(shè)計。每個小組可以根據(jù)自己的創(chuàng)意和需求，選擇一個物聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行控制設(shè)計，并繪制系統(tǒng)架構(gòu)圖和編寫設(shè)計說明。（3）學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行討論和設(shè)計，充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。教師巡視指導(dǎo)，為學(xué)生提供必要的幫助和建議。（4）設(shè)計完成后，每個小組展示自己的設(shè)計方案，并向其他小組和教師介紹設(shè)計的思路、功能和創(chuàng)新點。（5）其他小組的學(xué)生對展示的設(shè)計方案進(jìn)行評價，提出自己的意見和建議。教師對每個小組的設(shè)計方案進(jìn)行點評，評選出最佳設(shè)計方案。（通過創(chuàng)意設(shè)計的方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，讓學(xué)生將所學(xué)的物聯(lián)系統(tǒng)控制知識應(yīng)用到實際問題中。）（四）課堂小結(jié)師：同學(xué)們，今天我們一起學(xué)習(xí)了物聯(lián)系統(tǒng)中的控制實現(xiàn)過程、反饋與控制的關(guān)系以及遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實現(xiàn)。通過學(xué)習(xí)，我們了解了物聯(lián)系統(tǒng)中控制的重要性，掌握了反饋在控制中的作用，學(xué)會了遠(yuǎn)程控制開鎖的原理和實現(xiàn)方法。希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)和生活中，能夠關(guān)注物聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展，積極探索物聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用，為推動物聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。（五）作業(yè)布置1.查閱資料，了解更多關(guān)于物聯(lián)系統(tǒng)中控制和反饋的應(yīng)用案例，并選擇一個自己感興趣的案例進(jìn)行分析，寫一篇短文。2.思考如何利用物聯(lián)系統(tǒng)的控制和反饋功能，解決生活中的實際問題，提出一個創(chuàng)意方案，并撰寫方案說明。七、板書設(shè)計1.物聯(lián)系統(tǒng)中的控制2.反饋與控制的關(guān)系3.遠(yuǎn)程控制開鎖功能實現(xiàn)八、課后反思在本節(jié)課的教學(xué)中，通過多種教學(xué)方法的運(yùn)用，如講解、演示、實驗、討論等，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度。在新課講解環(huán)節(jié)，對物聯(lián)系統(tǒng)中的控制實現(xiàn)過程、反饋與控制的關(guān)系以及遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的講解，使學(xué)生對本節(jié)課的內(nèi)容有了較為全面的認(rèn)識。在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，通過知識問答、模擬實驗和創(chuàng)意設(shè)計等活動，鞏固了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握，提高了學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新思維能力。然而，在教學(xué)過程中也存在一些不足之處。例如，在講解反饋與控制的關(guān)系時，由于內(nèi)容比較抽象，部分學(xué)生理解起來有一定的難度。在今后的教學(xué)中，可以多采