资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
《2.2制作简易噪声监测系统模型》教学设计
教学内容分析
本节课是2022年电子工业出版社出版的八年级上册第二单元第2课。本节课分为三个活动：“简易噪声监测系统模型的感知层”“简易噪声监测系统模型的网络层”“简易噪声监测系统模型的应用层”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。
教学目标及核心素养指向
1、认识并了解简易噪声监测系统模型的感知层、网络层、应用层（信息意识、计算思维） 2、了解简易噪声监测系统模型的感知层、网络层、应用层的构造（信息意识、计算思维、数字化学习与创新） 3、根据课本指引的过程，实现制作简易噪声监测系统模型（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 认识并了解简易噪声监测系统模型的感知层 认识并了解简易噪声监测系统模型的网络层 认识并了解简易噪声监测系统模型的应用层 设计原因：了解简易噪声监测系统模型的构造是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。 教学难点： 根据课本指引的过程，实现制作简易噪声监测系统模型 设计原因：能进行制作简易噪声监测系统模型在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。
教学过程
1、情境导入（3分钟）
教师活动 学生活动
情境引入：马宁所在的班级最近试行“无人监管自习”措施，上自习课时，无须老师值守，同学们自觉保持安静上自习课。刚开始执行时，马宁和同学们发现，虽然老师不在身边，但是教室里一旦出现说话声，老师马上就能发觉，清楚地知道同学们说话的时间点并及时进行干预。原来教室里有一套基于物联网的简易噪声监测系统模型。 噪声是一种环境污染物，且在时间和空间上具有瞬时性的特点，不便于人工监测。使用基于物联网的简易噪声监测系统模型基本能够解决人工监测噪声不便的问题。在不同地点设置噪声监测点，并将每个噪声监测点采集到的数据传送至监测终端平台，即可得到每个监测点的噪声数据并进行处理。 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问
设计意图： 激发学生对制作简易噪声监测系统模型的学习兴趣并快速进入学习状态。
2、新知讲授（35分钟）
教师活动 学生活动
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层 知识讲解 感知层是物联网的眼睛和耳朵，一般由可以采集数据的集成电子设备或传感器模块构成。某街道建筑施工中使用了如图2.2.2所示的噪声监测系统设备，在这个简易噪声监测系统模型的监测设备中集成了声音传感器模块、可视化模块、GPS模块等，其中，声音传感器模块和GPS模块作为感知设备，用来获取噪声的声强、频率等数据信息和噪声源的位置信息。 智能开发板上集成了众多的传感器，其中有可以检测周围声音数据的声音传感器,要制作简易的噪声监测系统模型，可以将智能开发板置于教室内，用智能开发板上的声音传感器采集噪声数据，并编写相应的程序。如图2.2.3所示为智能开发板上的声音传感器，通过编写重复打印声音传感器获取数值的程序，可以看到它采集的当前声音的数据。 活动2：简易噪声监测系统模型的网络层 知识讲解 网络层是物联网的神经中枢,物联网主要通过通信网络进行数据传输，如互联网、有线和无线通信网等，该层负责将感知层获取的数据安全可靠地传输到应用层。 如图所示的噪声监测设备中，集成了用于通信的模块，可以使设备连接到互联网或无线通信网，从而将监测设备采集到的噪声数据传输到噪声监测平台，便于管理人员进行实时监测与统计。 智能开发板上集成了连接无线通信网络的Wi-Fi模块，可以将智能开发板连接当前无线网络，实现将噪声数据传输到噪声监测平台的简单物联网应用。 如图所示，通过编写连接当前Wi-Fi的程序，可以将作为声监测设备的智能开发板连接到网络，并可以在控制台看到Wi-Fi连接成功后的反馈信息。 网络层是物联网的神经中枢,物联网主要通过通信网络进行数据传输，如互联网、有线和无线通信网等，该层负责将感知层获取的数据安全可靠地传输到应用层。 如图2.2.4所示的噪声监测设备中，集成了用于通信的模块，可以使设备连接到互联网或无线通信网，从而将监测设备采集到的噪声数据传输到噪声监测平台，便于管理人员进行实时监测与统计。 活动3：简易噪声监测系统模型的应用层 知识讲解 物联网应用层的核心功能包括两个方面:一是“数据”处理，应用层需要完成数据的管理和处理;二是“应用”，应用层需要将这些数据与需要的应用相结合，最终服务于人或智能设备。 在应用层出现了许多物联网平台，当设备通过网络连接到物联网平台后，平台就可以实现人与物联网设备的连接与交互。简易噪声监测系统模型的应用层，主要是用噪声监测平台将感知层获得并由网络层传输的数据清晰地呈现给用户，方便用户进行查看和管理，如图2.2.6所示为某工地扬尘噪声监测平台显示的噪声数据。 制作小型简易噪声监测系统模型，除了需要有感知噪声的监测设备、传输数据的网络，还需要有能给用户呈现数据的物联网平台。本课采用SIoT 物联网平台作为接收噪声数据的物联网平台，为管理者提供与展示噪声数据信息。 首先，在编程软件中的“扩展-添加”项中选择“网络应用”子项，在界面的右侧找到“SIoT”模块并加载，如图2.2.7所示。然后在编程软件中的“SIoT”模块上方单击“启动SIot服务器”，即可在本地计算机上搭建一个物联网平台，如图2.2.8所示，自动弹出的平台界面可暂时设置最小化。接着编写相关程序,让智能开发板作为噪声监测设备连接SIoT物联网平台，并发送噪声数据，如图2.2.9所示。智能开发板连接网络后，填写平台相关参数，使得智能开发板与SIoT物联网平台进行连接，并设定一个项目/主题(mPython/001)，将采集到的声音(噪声)值，每隔一秒通过网络发送到平台的相关主题中。将程序刷入智能开发板后,打开SIoT物联网平台,输入账号和密码后，即可看到设定好的项目ID“mPython”，如图2.2.10所示。依次单击“查看设备列表”“查看消息”选项，即可看到发送的噪声数据，勾选“自动刷新消息”可以实时查看噪声数据 在SIoT物联网平台上还可以将采集到的噪声数据下载到本地计算机中，便于对数据进行管理。在图2.2.11所示界面中选择开始时间与结束时间，依次单击“查询”→“导出查询结果”按钮，即可将噪声数据的Excel表格下载到本地计算机。 连接 SloT 物联网平台相关参数的设置 1.启动 SIOT 服务器后，会在本地计算机中建立一个 SIOT物联网平台。 2.在编写程序时，连接物联网平台要填写客户端ID，可以给设备拟定一个客户端 ID，如“abc”，如图 2.2.12所示。注意同一物联网平台下的客户端 ID不可重复。 3.要将智能开发板连接 SIOT 物联网平台，需要启动本地计算机的 SIOT物联网平台，为此要将本地计算机的 IP 地址填写到创建 SIOT 连接的指令中，便于之后智能开发板通过IP地址找到对应的SIOT 物联网平台，顺利进行数据传输，编程软件中默认的IP地址即为本地计算机的 IP 地址，如图 2.2.12。 学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 活动1：简易噪声监测系统模型的感知层 实践探究 请同学们思考，如果要检测居住环境中可能存在的问题，应使用哪些感知设备。 活动2：简易噪声监测系统模型的网络层 活动3：简易噪声监测系统模型的应用层 项目活动 马宁想要通过手中的一些设备与材料,制作一个小型的物联网应用--简易噪声监测系统模型，能够实时监测教室的噪声数据，并将噪声数据上传到物联网平台上，方便实时观察数据，进行数据收集与管理。 活动内容 1.对此项应用，我提出的方案是什么？ 2.要制作教室简易噪声监测系统模型,需要用到哪些设备 3.使用设备与相关材料搭建教室简易噪声监测系统模型，并进行调试与记录。经过测试，一天内教室的噪声值在( )范围内。 4.使用简易噪声监测系统模型，每时每刻的声音都会被上传到平台上，这样做会出现大量冗余数据占用平台资源的情况，请调整程序，使得声音值超过1000后再向平台发送噪声数据
设计意图: 培养学生独立思考的能力，提高核心素养。
3、课堂小结（7分钟）
教师活动 学生活动
总结本课内容： 活动1：简易噪声监测系统模型的感知层 活动2：简易噪声监测系统模型的网络层 活动3：简易噪声监测系统模型的应用层 学生一同回答并梳理知识
设计意图： 帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共31张PPT)
情境导入：
本单元项目式 主题：探究 和制作简易噪声监测系统模型
马宁所在的班级最近试行“无人监管自习”措施，上自习课时，无须老师值守，同学们自觉保持安静上自习课。
刚开始执行时，马宁和同学们发现，虽然老师不在身边，但是教室里一旦出现说话声，老师马上就能发觉，清楚地知道同学们说话的时间点并及时进行干预。原来教室里有一套基于物联网的简易噪声监测系统模型。
噪声是一种环境污染物，且在时间和空间上具有瞬时性的特点，不便于人工监测。
使用基于物联网的简易噪声监测系统模型基本能够解决人工监测噪声不便的问题。
在不同地点设置噪声监测点，并将每个噪声监测点采集到的数据传送至监测终端平台，即可得到每个监测点的噪声数据并进行处理。
《2.2制作简易噪声监测系统模型》
2023年电子工业出版社 八年级上册
-第2单元 物联网的基本原理 -
珠珠老师
信息科技 课件
2022新版课标内容
1
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
2
活动2：简易噪声监测系统模型的网络层
3
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
《目录》
信息科技
01
简易噪声监测系统模型
的感知层
活动1
01.知识点讲解
感知层是物联网的眼睛和耳朵，一般由可以采集数据的集成电子设备或传感器模块构成。
某街道建筑施工中使用了如图2.2.2所示的噪声监测系统设备，在这个简易噪声监测系统模型的监测设备中集成了声音传感器模块、可视化模块、GPS模块等，
其中，声音传感器模块和GPS模块作为感知设备，用来获取噪声的声强、频率等数据信息和噪声源的位置信息。
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
01
01.知识点讲解
智能开发板上集成了众多的传感器，其中有可以检测周围声音数据的声音传感器,要制作简易的噪声监测系统模型，可以将智能开发板置于教室内，用智能开发板上的声音传感器采集噪声数据，并编写相应的程序。
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
01
01.知识点讲解
如图2.2.3所示为智能开发板上的声音传感器，通过编写重复打印声音传感器获取数值的程序，可以看到它采集的当前声音的数据。
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
01
01.知识点讲解
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
01
请同学们思考，如果要检测居住环境中可能存在的问题，应使用哪些感知设备。
实践探究
02
简易噪声监测系统模型
的网络层
活动2
01.知识点讲解
网络层是物联网的神经中枢,物联网主要通过通信网络进行数据传输，如互联网、有线和无线通信网等，该层负责将感知层获取的数据安全可靠地传输到应用层。
如图2.2.4所示的噪声监测设备中，集成了用于通信的模块，可以使设备连接到互联网或无线通信网，从而将监测设备采集到的噪声数据传输到噪声监测平台，便于管理人员进行实时监测与统计。
活动2：简易噪声监测系统模型的网络层
02
01.知识点讲解
智能开发板上集成了连接无线通信网络的Wi-Fi模块，可以将智能开发板连接当前无线网络，实现将噪声数据传输到噪声监测平台的简单物联网应用。
如图 2.2.5所示，通过编写连接当前Wi-Fi的程序，可以将作为声监测设备的智能开发板连接到网络，并可以在控制台看到Wi-Fi连接成功后的反馈信息。
活动2：简易噪声监测系统模型的网络层
02
01.知识点讲解
网络层是物联网的神经中枢,物联网主要通过通信网络进行数据传输，如互联网、有线和无线通信网等，该层负责将感知层获取的数据安全可靠地传输到应用层。
如图2.2.4所示的噪声监测设备中，集成了用于通信的模块，可以使设备连接到互联网或无线通信网，从而将监测设备采集到的噪声数据传输到噪声监测平台，便于管理人员进行实时监测与统计。
活动2：简易噪声监测系统模型的网络层
02
03
简易噪声监测系统模型
的应用层
活动3
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
物联网应用层的核心功能包括两个方面:
一是“数据”处理，应用层需要完成数据的管理和处理;
二是“应用”，应用层需要将这些数据与需要的应用相结合，
最终服务于人或智能设备。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
在应用层出现了许多物联网平台，当设备通过网络连接到物联网平台后，平台就可以实现人与物联网设备的连接与交互。简易噪声监测系统模型的应用层，主要是用噪声监测平台将感知层获得并由网络层传输的数据清晰地呈现给用户，方便用户进行查看和管理，如图2.2.6所示为某工地扬尘噪声监测平台显示的噪声数据。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
制作小型简易噪声监测系统模型，除了需要有感知噪声的监测设备、传输数据的网络，还需要有能给用户呈现数据的物联网平台。本课采用SIoT 物联网平台作为接收噪声数据的物联网平台，为管理者提供与展示噪声数据信息。
首先，在编程软件中的“扩展-添加”项中选择“网络应用”子项，在界面的右侧找到“SIoT”模块并加载，如图2.2.7所示。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
然后在编程软件中的“SIoT”模块上方单击“启动SIot服务器”，即可在本地计算机上搭建一个物联网平台，如图2.2.8所示，自动弹出的平台界面可暂时设置最小化。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
接着编写相关程序,让智能开发板作为噪声监测设备连接SIoT物联网平台，并发送噪声数据，如图2.2.9所示。
智能开发板连接网络后，填写平台相关参数，使得智能开发板与SIoT物联网平台进行连接，并设定一个项目/主题(mPython/001)，将采集到的声音(噪声)值，每隔一秒通过网络发送到平台的相关主题中。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
将程序刷入智能开发板后,打开SIoT物联网平台,输入账号和密码后，即可看到设定好的项目ID“mPython”，如图2.2.10所示。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
依次单击“查看设备列表”“查看消息”选项，即可看到发送的噪声数据，勾选“自动刷新消息”可以实时查看噪声数据，如图2.2.11所示
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
在SIoT物联网平台上还可以将采集到的噪声数据下载到本地计算机中，便于对数据进行管理。在图2.2.11所示界面中选择开始时间与结束时间，依次单击“查询”→“导出查询结果”按钮，即可将噪声数据的Excel表格下载到本地计算机。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
连接 SloT 物联网平台相关参数的设置
1.启动 SIOT 服务器后，会在本地计算机中建立一个 SIOT物联网平台。
2.在编写程序时，连接物联网平台要填写客户端ID，可以给设备拟定一个客户端 ID，如“abc”，如图 2.2.12所示。注意同一物联网平台下的客户端 ID不可重复。
01.知识点讲解
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
03
连接 SloT 物联网平台相关参数的设置
3.要将智能开发板连接 SIOT 物联网平台，需要启动本地计算机的 SIOT物联网平台，为此要将本地计算机的 IP 地址填写到创建 SIOT 连接的指令中，便
于之后智能开发板通过IP地址找到对应的SIOT 物联网平台，顺利进行数据传输，编程软件中默认的IP地址即为本地计算机的 IP 地址，如图 2.2.12。
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：制作简易噪声监测系统模型
马宁想要通过手中的一些设备与材料,制作一个小型的物联网应用--简易噪声监测系统模型，能够实时监测教室的噪声数据，并将噪声数据上传到物联网平台上，方便实时观察数据，进行数据收集与管理。
活动内容
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：制作简易噪声监测系统模型
1.对此项应用，我提出的方案是什么？
活动内容
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：制作简易噪声监测系统模型
2.要制作教室简易噪声监测系统模型,需要用到哪些设备
活动内容
感知层 网格层 应用层
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：制作简易噪声监测系统模型
3.使用设备与相关材料搭建教室简易噪声监测系统模型，并进行调试与记录。经过测试，一天内教室的噪声值在( )范围内。
4.使用简易噪声监测系统模型，每时每刻的声音都会被上传到平台上，这样做会出现大量冗余数据占用平台资源的情况，请调整程序，使得声音值超过1000后再向平台发送噪声数据
活动内容
《总结》
信息科技
1
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
2
活动2：简易噪声监测系统模型的网络层
3
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年电子工业出版社 八年级上册(共1张PPT)
学习单
1
活动1：简易噪声监测系统模型的感知层
班级：8年__班
组别：______
2
活动2：简易噪声监测系统模型的网络层
3
活动3：简易噪声监测系统模型的应用层
请同学们思考，如果要检测居住环境中可能存在的问题，应使用哪些感知设备。
实践探究
思考与讨论
思考与讨论
网络层负责的内容是什么？
通过手中的一些设备与材料,制作一个小型的物联网应用--简易噪声监测系统模型，能够实时监测教室的噪声数据，并将噪声数据上传到物联网平台上，方便实时观察数据，进行数据收集与管理。中小学教育资源及组卷应用平台
《2.2制作简易噪声监测系统模型》作业设计
作业分析
作业类型 R基础型作业 R探究型作业 实践型作业 跨学科综合作业
作业类别 R课时作业 单元作业 学期作业
应用场景 课前预习 R课中练习 课后作业
作业对象 R全体学生作业 学生根据情况可选作业
设计思路 通过比较、综合、拓展，巩固本节课知识点，举一反三，让学生自主探究，掌握新知，沟通交流，提升协作能力。
作业内容
【难度等级：★★】 1.可以通过______________方式连接指定的物联网平台或设备。 【难度等级：★★】 2设置“教室简易噪声监测系统模型”程序中的服务器IP地址和设备ID，尝试将两块智能开发板连接同一个物联网平台，实现同时监测两个教室噪声数据的功能。 【难度等级：★★★★★】 3.生活中还有许多的小型物联网应用系统，用来实时观察与统计数据，请你使用智能开发板上的众多传感器，结合SIoT物联网平台，自己设计与制作一个小型的物联网应用系统模型。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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