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温湿度传感器 教学设计
课题 温湿度传感器 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
教材分析 本课《温湿度传感器》是江西科学技术出版社信息科技八年级上册第二单元《生活中的万物互联》的关键内容，旨在通过介绍温湿度传感器的工作原理、串口通信的可视化显示以及通过程序获取环境温湿度的方法，引导学生深入理解物联网技术中的传感器应用。本课内容实用性强，有助于学生掌握物联网技术的基础知识，为后续的创新实践打下基础。
学习目标 信息意识：学生将深入理解温湿度传感器在物联网技术中的重要性，认识到传感器在环境监测、智能家居等领域的应用价值，提升对传感器技术信息的敏感度和关注度。计算思维：学生将掌握温湿度传感器的工作原理，理解传感器如何将环境参数转换为电信号进行传输和处理。同时，学生将学习串口通信原理，理解数据在传感器与计算机之间的传输过程，培养逻辑思维和问题解决能力。数字化学习与创新：学生将学会利用编程工具和资源，通过编写代码实现温湿度传感器的数据采集和可视化显示。通过动手实践，学生将提升数字化学习和创新能力，能够灵活运用所学知识解决实际问题，为物联网项目的创新设计提供技术支持。信息社会责任：学生将认识到在使用温湿度传感器等物联网技术时，需要遵守相关的法律法规和道德规范，尊重他人的隐私和权益。同时，学生将学会在数据处理和传输过程中保护数据安全，确保物联网技术的合法、安全、可靠应用。
重点 通过学习,了解温湿度传感器的工作原理及使用；认识串口打印的可视化显示。
难点 掌握通过程序使传感器获取环境温湿度的方法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过多媒体展示不同环境下的温湿度图片或视频，如沙漠、雨林、家庭等，引导学生观察并思考不同环境下的温湿度差异。提问：“你们知道这些环境下的温湿度是如何被测量出来的吗？”引发学生好奇心和探究欲。引出课题：“今天我们将学习一种能够测量环境温湿度的重要工具——温湿度传感器。” 观看图片或视频，感受不同环境下的温湿度差异。思考并回答教师的问题，积极参与讨论。明确本节课的学习目标。 创设情境，激发学生的学习兴趣。引导学生思考，明确学习方向。
讲授新课 环节一：温湿度传感器的工作原理引入概念：首先，通过展示不同类型的温湿度传感器实物或图片，介绍温湿度传感器在日常生活中的应用场景，如智能家居、气象站等。解释温湿度对于人们生活的影响，激发学生兴趣。理论讲解：详细解析温湿度传感器的内部构造及其工作原理。例如，可以使用DHT11作为例子，说明其是如何利用电阻变化来测量温度和湿度的。强调关键部件的作用，比如感湿元件如何随环境湿度的变化而改变阻值。3. 互动环节：组织一次小组讨论，让学生探讨如果他们自己设计一个简单的温湿度监测系统会考虑哪些因素？鼓励学生们提出自己的想法，并分享给全班同学。知识点内容扩充：在此过程中，不仅限于技术层面的知识传递，还应融入物理基础，比如热力学基本定律以及物质与环境之间的能量交换方式。此外，还可以简要介绍一些常见的温湿度单位转换方法，帮助学生建立更全面的理解框架。环节二：认识串口打印与可视化显示1. 演示实验：事先准备一套完整的硬件设备（如Arduino板加上DHT11传感器），现场连接并运行一个简单程序，实时显示当前教室内的温湿度数据到电脑屏幕上。2. 代码解读：向学生展示用于读取传感器数据并向计算机发送信息的基本代码片段。逐行解释每部分代码的功能，特别是关于串行通信的部分。3. 实践操作：指导学生尝试修改代码中的某些参数，观察输出结果的变化。例如调整刷新频率或者改变数据显示格式等。知识点内容扩充：深入探讨串行通信协议（如UART）的工作机制，包括波特率、起始位、停止位等概念。同时，也可提及更多高级功能，比如利用图形界面库实现更加直观的数据展示形式。环节三：编程实现传感器数据获取准备工作：确保每位学生都有机会接触实际的开发环境。分发必要的材料，如微控制器板、传感器模块及连线工具。逐步指导：从最基础的电路搭建开始教起，直到编写能够成功读取温湿度数据的完整程序为止。强调每一步骤的重要性，尤其是调试技巧。3. 个性化项目：鼓励学生根据个人兴趣设计一个小项目，比如创建一个小型天气站模型，要求能够准确报告周围环境条件。知识点内容扩充：除了基本的编程技能外，还应该教授一些软件工程的最佳实践，比如版本控制、错误处理策略等。同时，也可以引入物联网平台的相关知识，让学生了解到如何将本地收集到的数据上传至云端进行进一步分析。环节四：实践操作与问题解决组织学生分组进行实践操作，每组分配一个温湿度传感器和相应的设备。引导学生按照前面的讲解和演示，自己编写程序并测试获取温湿度数据。巡回指导，帮助学生解决实践中遇到的问题。 观察温湿度传感器的实物或图片，了解其基本结构和部件。认真听讲，理解温湿度传感器的工作原理。观看动画视频，加深理解。认真听讲，理解串口通信的基本概念。观察教师演示，了解串口打印数据的可视化显示过程。尝试识别串口打印数据的格式和内容。认真听讲，理解编程的基本原理和步骤。观察教师演示，了解如何通过程序获取温湿度数据。尝试在代码模板的基础上，编写自己的程序，并运行测试。分组进行实践操作，相互协作完成任务。尝试编写程序并测试获取温湿度数据。 帮助学生建立对温湿度传感器的初步认识。通过直观展示和动画视频，加深对工作原理的理解。帮助学生理解串口通信在数据传输中的应用。掌握串口打印数据的可视化显示方法。培养学生的编程能力和实践能力。掌握通过程序获取环境温湿度数据的方法。通过实践操作巩固所学知识。培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
课堂练习 提供一些与本节课内容相关的练习题，如编写一个简单的程序来读取温湿度传感器的数据并显示出来。巡回指导，帮助学生解决练习中的问题。 认真完成练习题，巩固所学知识。遇到问题及时请教教师或同伴。 通过课堂练习巩固所学知识。提高学生的编程能力和问题解决能力。
课堂小结 回顾本节课的学习内容，包括温湿度传感器的基本概念、工作原理、串口打印的可视化显示以及通过程序获取环境温湿度的方法等。总结本节课的学习重点和难点，提醒学生注意。布置课后作业，如编写一个完整的程序来实现温湿度数据的实时监测和记录。 认真听讲，回顾本节课的学习内容。记录教师总结的重点和难点。接受课后作业，并计划如何完成。 帮助学生巩固所学知识，明确学习重点和难点。通过课后作业进一步巩固和提高。
板书 温湿度传感器一、项目情境二、项目准备三、项目实施
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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