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第1.2课《初识智能家居》教学设计
课题 初识智能家居 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：感知与理解智能家居的数据价值，了解如何从智能设备中提取有效信息，并判断其可靠性，利用数据分析改进生活习惯。计算思维：了解智能家居及其常见产品，通过设置智能家居产品的参数，体验控制的一般过程。数字化学习与创新：探索智能家居的跨界融合，将家居设备与健康监测、能源管理结合，提高创新能力。信息社会责任：感受智能家居的便利性，选择低功能耗设备，利用智能算法减少能源消耗（如根据光照自动调节灯光）。
教学重点 了解智能家居及其常见产品，通过设置智能家居产品的参数，体验控制的一般过程。
教学难点 通过设置智能家居产品的参数，体验控制的一般过程，感受智慧家居的便利性。
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1.2课 初识智能家居1.了解智能家居及其常见产品。2.通过设置智能家居产品的参数，体验控制的一般过程。3.感受智能家居的便利性。早晨七点，伴随着“丁零零”的闹铃声响起，窗帘缓缓地自动拉开，清晨的第一缕阳光照射进来。壮壮对着智能音箱喊了一声：“请播放一首提神醒脑的歌曲。”伴随着激昂的旋律，壮壮走出房间，看到扫地机器人正在客厅工作，破壁机中的五谷杂粮热饮已经加工完毕。 课程新知导入。 帮助学生认识智能家居的基本功能。
讲授新课 新知讲解：一、想一想自动拉开的窗帘、主动工作的扫地机器人、自动加工热饮的破壁机。这些都是智能家居产品。你对智能家居的了解有多少 核心技术方面：（1）物联网是基础。（2）无线通信技术，比如WiFi、蓝牙这些。（3）人工智能部分，语音助手和机器学习。应用场景：（1）家庭自动化：智能门锁、摄像头、或者智能灯泡、恒温器。（2）健康方面：智能手环和睡眠监测设备。优缺点方面：（1）优点：便利性和节能性。但成本高。（2）缺点：兼容性问题和隐私安全。小贴士智能家居常见的设备类型举例：智能音箱 智能光控 智能安防设备物联网技术将多种多样的家居产品联结在一起，以满足用户的各种应用需求。在家居场景中，厨房、卫生间、书房、客厅等区域都有大量的智联需求。物联网可以实现任何时间任何地点的人、机、物的互联互通，通过自动感应、语音交互、按键控制、触摸调节等技术为生活提供方便与舒适，让家居生活“随心所动”。灯泡是一种常见的照明器件，它不仅能为人们的生活提供个性化照明，还能通过色彩亮度等的变化营造氛围，调节人们的情绪。智能灯泡作为智能家居中常见的产品，应用场景更加广泛，使用更加便捷、人性化。二、探究探究目标：了解智能灯泡的操控流程。探究准备：智能灯泡及其操作演示视频。探究过程：观看智能灯泡操作演示视频，了解智能灯泡联网及控制的过程，学会控制智能灯泡改变亮度和色彩，设置智能灯泡自动按不同需求开启照明，以及根据不同的情境定制氛围灯。播放视频《智能灯泡安装教程》步骤一：设备选择。下载应用程序，点击右上角“+”添加设备，选择智能灯泡。步骤二：联网。重置灯泡并选择连接网络。步骤三：场景应用选择。根据不同要求，修改灯泡亮度和色彩。常见的智能场景有离家、回家、睡觉、起床、观影、结束观影等。在不同的场景下，可以分别设置智能灯泡的开关、亮度等。(1)当回家时，可以选择将智能灯泡打开，如图1-2-1所示，此时场景触发的条件设置为 回家 。(2)当睡觉时，可以选择将智能灯泡关闭，如图1-2-2所示，此时场景触发的条件设置为 晚安 。(3)当观影时，如图1-2-3所示，可以选择将智能灯泡进行 调节 ，此时场景触发的条件设置为 观影 。图1-2-1 图1-2-2 图1-2-3 探究结果：(1)从物联网工作的三大流程分析，智能灯泡的传输方式是 B智能灯泡的操控过程偏向A 。 A.感知 B.处理与控制(2)智能灯泡的控制分为两大块，一是对 通信模块的设置，也就是设置在什么情况下执行此操作；二是对 智能控制模块 的设置，包括开灯、关灯、调节亮度等。小贴士智能灯泡的应用扩展：领域案例健康与医疗领域（1）昼夜节律调节：通过动态调整色温，改善睡眠质量或倒时差。（2）杀菌消毒：集成UVC-LED的智能灯泡可在无人时自动开启，用于医院、厨房或公共空间的表面消毒。商业与公共空间（1）零售与广告：动态色彩灯吸引顾客注意力。（2）办公场景：根据会议模式自动调节灯光亮度和色调，提升效率。娱乐与沉浸式体验（1）影音游戏联动：与电视/游戏机同步灯光色彩，打造沉浸式场景。（2）主题娱乐：在密室逃脱、主题酒店中，灯光配合剧情解密。三、想一想你能列举出生活中常见的智能家居产品吗？它们在生活中都发挥了哪些作用？思考后填写表 1-2-1。表1-2-1序号智能家居产品作用1智能门锁指纹/人脸/NFC开锁，临时密码分享，撬锁报警，联动摄像头录像。2智能加湿器设定湿度阈值，缺水提醒，支持语音控制。3投影仪语音搜索片源，与其他设备互联，AI画质优化。4智能马桶自动翻盖，座圈加热，健康数据分析（如尿检）。在观看了智能灯泡的操控演示视频之后，壮壮不满足于使用官方应用程序控制灯泡的亮灭，他想自己设计网页来控制灯泡亮灭，并找来一块控制板，如图1-2-4所示。该控制板自带操作系统和编程环境，可用于开发物联网系统各种编程相关的应用。图1-2-4小贴士常见的灯泡亮灭控制板种类：(1)ESP系列（wi-fi/蓝牙）特点：低成本、内置wifi，适合简单的智能灯泡控制。(2)Arduino Uno/Nano特点：简单易用，但无无线功能，需外接模块（如ESP-01wi-fi模块或HC-05蓝牙）。(3)树莓派（Raspbe Pi）特点：运行Linux系统，支持Python/Node.js，适合复杂逻辑。四、做中学远程控制LED灯亮灭1.为控制板载入程序。将控制板与计算机相连接，用编程软件打开程序“网页控制LED.sb3”，先点击“连接远程终端”，再点击“运行”，如图 1-2-5 所示。图1-2-52.输入指令，控制 LED 灯亮灭。打开浏览器，在地址栏输入“10.1.2.3”，输入账号“siot”和密码“dfrobot”。在网页上发送消息，界面如图 1-2-6 所示。图1-2-63.根据操作结果填写表格。在网页上输入“on”“of”“twinkle”并发送消息，可以看到控制板上自带的LED 灯不同的亮灭状态。观察LED灯状态并填写表1-2-2，感受物联网工作流程中的“控制”过程。表1-2-2消息指令控制板LED灯的状态on打开off关闭twinkle闪烁在了解了智能家居的起源与现状，感受到智能家居带来的生活便利之后，你是否也有想要设计并实现的个人智能家居应用？比如，将电磁炉接入物联网，我们就能远程操作，精准控制火候；将空调接入物联网，我们就可以根据温度情况，在到家之前提前开启空调，甚至可以直接设定空调在某种情境下自动打开某种模式。五、讨论请大家展开想象，小组成员开展合作，讨论并填写表1-2-3。表1-2-3智能家具应用应用描述使用情境市面上是否已有类似的应用产品出现如果有，该产品有何特点智能窗帘控制系统这是一个能够通过语音、手机APP、遥控器或定时设置等方式控制窗帘开合的系统。在早晨，用户可以通过语音助手说“早上好”，智能窗帘会缓缓打开，让自然光线逐渐充满房间，帮助用户自然醒来。是小米的智能窗帘电机。Aqara智能窗帘。支持多种控制方式。高度静音设计。具备断电保护功能。智能健康监测床垫这种床垫内置了传感器，可以监测用户的心率、呼吸频率、翻身次数、睡眠时长等数据，并通过配套的APP将这些数据同步给用户。当用户入睡后，床垫会自动开始监测，并在用户进入深度睡眠时调整为最舒适的硬度。是Eight Sleep的智能床垫。Sleep Number的智能床。实时监测睡眠数据，提供详细的睡眠分析报告。支持个性化设置。智能宠物喂食器这是一种能够自动为宠物提供食物和水的设备，用户可以通过手机APP设置定时喂食、控制食物量，甚至通过摄像头和麦克风与宠物互动。可以通过手机APP启动，定时给宠物喂食，并通过摄像头查看宠物的状态，确保宠物得到照顾。是PetSafe智能喂食器。Wifi自动宠物喂食器。支持定时定量喂食，避免宠物过量进食。支持远程控制，用户可以通过手机随时随地管理宠物的饮食。六、阅读智能家居的发展历程19 世纪 70年代，人类进入“电气时代”，建筑和家居空间逐渐转向“自动化”控制。20世纪 80年代，大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化开始兴起。1997年，“未来之屋”面世，它完全按照智能住宅的概念建造，智能化与自动化控制覆盖了住宅的每一个角落不久后，使用嵌入式操作系统的机顶盒将电视接入互联网，并期望以此为切入点，让所有家电上网。随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展，如今，各种各样的智能家居产品在我们日常生活中的应用越来越广泛。智能安防产品近年来，智能安防产品(图1-2-7)逐渐走进公众生活，从智能门锁到智能门铃、智能摄像头再到各种智能传感器(人体传感器、气体泄漏传感器等)，全方位帮助我们随时了解家里以及周边环境情况，如遇异常情况时可自动报警。图1-2-7智能健康产品智能健康产品可以监测日常的身体情况，实现预警提醒、康复治疗建议等。常见的智能健康产品主要有空气净化器、体脂秤、智能手环(图1-2-8)、智能按摩椅、智能水杯等。图1-2-8智能电器智能电器是指所有家居可控制设备的集成，常见的有智能电视、智能冰箱(图1-2-9)智能洗衣机、智能厨房电器、智能扫地机器人等。通过集成控制家用电器，彻底放弃传统的遥控器，仅用手机或者语音等控制。图1-2-9七、课堂练习完成P30-31页课堂练习。八、拓展延伸1.什么是智能家居？智能家居是指通过物联网、自动化控制、人工智能(AI)等技术，将家庭设备(如灯光、家电、安防、温控等)联网并智能化，使其能够自动或远程控制，提升居住的舒适性、安全性和能源效率。利用物联网技术将家电设备联网，实现智能化控制与互动。2.为什么选择智能家居？提高生活便利性：通过智能设备联动，一键完成多项任务，简化生活流程。节能环保：智能调节设备使用，减少不必要的能耗，节约资源。增强家庭安全：实时监控和报警系统，确保家庭安全，防范潜在风险。个性化体验：根据个人习惯和偏好，定制智能场景，提升生活品质。3.智能家居的潜力1.技术创新：新技术的不断涌现，将进一步提升智能家居的功能和体验。2.政策支持：政府可能出台相关政策，促进智能家居产业的发展。3.用户需求增长：消费者对智能化生活的需求不断增加，推动市场发展。4.全球化发展：智能家居市场逐渐全球化，企业将寻求国际发展机会。4.智能家居的发展趋势1.设备深度互联：未来设备将实现更深层次的互联互通，提供无缝的用户体验。2.绿色智能：注重节能环保，实现可持续发展的智能家居解决方案。3.跨界合作：不同行业企业合作创新，推动智能家居多元化发展。4.个性化服务：智能家居将根据用户习惯提供定制化服务，满足不同需求。5.人工智能升级：(1)引入更先进的人工智能技术，提升家居智能化水平。(2)通过机器学习分析用户习惯，实现无感控制。 完成思考题。了解智能家居的基本功能。探索学习智能灯泡的操作过程。完成填空。让学生搜集智能灯泡在生活中的应用范围。完成表格。动手制作智能灯泡。远程控制灯泡亮灭步骤。完成表格。小组讨论完成表格。阅读智能家居的发展历程。完成课堂练习。学习拓展延伸。 通过问题导入引发学生思考。认识本课使用设备的基本功能。培养学生的思维能力。培养学生独立思考的能力。增强学生的观察能力。培养学生独立思考的能力，了解智能家居对生活的应用。引导学生了解智能家居，扩展学生知识点。培养学生动手能力。培养学生独立思考的能力。使学生的创造力和想象力得到发展。培养学生的专注力和扩展学生的理论知识。在课堂练习中强化所学知识内容。对智能家居更进一步的探索。
课堂小结 初识智能家居1.引入新知内容2.了解智能灯泡操作及应用3.阅读智能家居的发展历程4.完成课堂练习5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本课内容，尝试制作智能灯泡。学完本节课，尝试设计一款智能家居应用。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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