资源简介

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第3课《校园数字气象站实时传输》教学设计
课题 校园数字气象站实时传输 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级下
核心素养目标 信息意识：能够利用物联网平台接收温湿度、风速等传感器的数据，理解物联网设备联网时的安全风险，主动关注数据传输中的隐私保护问题。计算思维：通过移动终端实现对校园气象的实时监控和反馈控制，能设计简单条件判断算法实现自动控制。数字化学习与创新：探究校园数字气象站的实时传输过程，尝试优化现有气象站功能，能对校园数字气象站整体联调测试、运行维护。信息社会责任：能够读取物联网平台数据，理解物联网设备过度采集数据的危害，形成用技术解决环保问题的意识。
教学重点 掌握智能终端与移动终端在数据存储、传输、显示与控制中的角色划分，明确二者协作逻辑关系。能正确连接气象传感器、舵机与主控板，编写条件判断（如风速阈值）和执行动作的代码。理解传感器数据如何通过Wi-Fi传输，初步应用AI预警算法实现设备异常自动判断功能。
教学难点 智能终端与移动终端的网络连接差异（如局域网直连 vs 互联网访问）。编写包含数据订阅、中断响应（如大风报警）和多设备联动的程序时易出现逻辑断层。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.聚焦传感器将采集的气象数据（如温度、湿度）通过无线网络（Wi-Fi/4G）发送到云服务器，手机APP再从服务器实时获取数据并显示，就像“传感器→云端→手机”之间架起了一座电子桥梁！2.探索播放视频《校园气象站设备有哪些》。 学生记录家中使用的无线设备，并分享其用途。观看视频 通过调查，帮助学生了解无线传输技术在实际生活中的应用。了解气象站的组成
讲授新课 新知讲解：一、探索 主控板能存数据和显示天气信息。为了远程查看和控制设备（比如开关窗），需要两块主控板分工——一个作为移动终端：连上网，像手机一样实时看数据、点按钮控制设备。一个作为智能终端：负责和移动终端“对话”，把数据快速传给它。二、议一议智能终端和移动终端的异同。相同点都是“控制中心”：都能处理气象数据（比如温度、湿度）。团队合作：智能终端负责传数据给移动终端，移动终端负责显示和控制。需要网络：两者通过Wi-Fi或4G“对话”。不同点任务：智能终端存数据、传数据；移动终端显示数据、远程控制。联网：智能终端只需连接移动终端；移动终端必须连互联网。操作：智能终端自动工作；移动终端需要人操作。三、做一做校园气象站开关窗流程智能终端当“安全小卫士”：提前设定“大风危险值”（比如风速超过10米/秒），就像给手机设闹钟！自动报警：传感器检测到大风，智能终端立刻用Wi-Fi给手机发警报：“大风来啦！快关窗！”手机当“指挥官”：你点一下“关窗”按钮，指令传回智能终端。智能终端“动手干活”：智能终端启动小马达（舵机），咔嚓——窗户自动关上！四、实践1.准备硬件：主控板x1、舵机x1、雨量传感器x1、气象仪x1。2.连接硬件。3.编写程序。（1）“智能终端”主控板重点程序截图。（2）“移动终端”主控板重点程序截图。4.运行调试。运行调试是否实现了气象数据订阅，能否收到大风预警，能否通过计算机端访问智能终端获取气象数据。下图所示为实时的风向数据。五、拓展延伸人工智能在物联网中的初级应用设备异常预警系统：通过AI分析传感器数据（如温度波动），自动识别设备故障风险并提前预警。环境自适应控制：AI学习用户习惯（如开关灯时间），动态调整设备运行模式以节省能耗。能源管理与可持续技术初探智能电网动态调节：利用物联网实时监控用电量，自动平衡不同区域的电力分配以减少浪费。可再生能源优化调度：通过算法协调太阳能、风能等清洁能源的存储与使用时段，提升能源利用率。硬件与软件的协同工作原理嵌入式系统指令交互：硬件传感器采集数据（如光照强度）后，由软件算法判断是否触发遮光帘动作。通信协议动态适配：软件自动识别不同硬件（如Wi-Fi模块/蓝牙设备）的通信规则，实现跨设备协作。 一、探索学生分组设计一个系统图，展示主控板之间的通讯流程。二、议一议分组讨论并总结，为什么两者需要通过网络合作。三、做一做补充完整校园气象站开关窗的系统流程图。四、实践指导学生根据图示将所有硬件正确连接。五、拓展延伸讨论人工智能在物联网中的初级应用。 一、探索通过绘制系统图，帮助学生理解移动终端和智能终端的合作机制。二、议一议通过讨论帮助学生学生理解网络在智能终端和移动终端通讯中的必要性。三、做一做通过绘图，让学生理解智能终端和手机如何协同完成开关窗任务。四、实践通过动手连接硬件，帮助学生理解设备之间的物理连接。五、拓展延伸通过讨论人工智能在物联网中的初级应用，帮助学生了解AI技术如何提高设备智能化和自动化水平。
课堂小结 校园数字气象站实时传输1、进行新知引入2、设计气象时间传输方案3、搭建数字气象站传输层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 1、简述校园气象站自动关窗的工作流程。 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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