资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第13课 门铃通知即时到 教学设计
课题 门铃通知即时到 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】物联系统包括感知层、网络层和应用层，本单元聚焦应用层的功能实现，遵循物联网“大场景、小应用”的特点，以实践探究的方式，引导学生利用所学知识解决真实的间题。本单元围绕物联门锁的功能，通过认识身边的物联系统，了解物联系统中的反馈与控制，利用物联实验设备模拟实现物联门锁功能，在实验平台读取、发送、接收、汇集和使用数据，探索物联系统的功能，体验物联网、大数据及人工智能的关系，进一步理解万物互联为人们生活带来的便捷和影响。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：在实践应用中，熟悉数字平台中技术工具、软件系统的功能与应用，知道数字设备获取数据的方法，理解网络中数据编码、传输和呈现的原理。3. 数字化学习与创新：在学习过程中，了解物联网“大场景”“小应用”的特点，选择恰当的数字设备和数字平台支持学习。4. 信息社会责任：在物联网应用中，了解网络空间中物品标识和虚拟身份的意义，知道数据安全防护的常用方法和策略，保护个人隐私，尊重他人隐私。
重点 物联网中的反馈；远程通知功能实践探索。
难点 物联平台与设备的关联配置。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【情境导入】传统门铃的按钮位于门外，门铃在门内，两者通过线路连接。【播放视频】【问题探究】现在，门铃接入了物联系统，门铃被按下时，不管用户在哪里，只要智能终端连接网络，就能收到门铃通知。【建构】物联门铃正是摆脱了有线的束缚，通过物联网技术实现远程连接与通知。但除了连接，还有个细节：访客按完门铃，怎么知道通知已经发出去了？这个‘回应’在技术上叫什么？今天我们就来解开这两个核心谜题 —— 探究物联门铃的连接与通知流程，认识‘反馈’的作用，还能亲手实现远程通知功能！ 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、物联系统中的反馈【学习探究】在物联系统中，反馈就是针对现实世界采取行动的过程。可用于反馈的设备被称为输出设备。反馈的方式主要有可视化、通知等方式。1. 可视化反馈。用户通过智能终端的屏幕能够查看物联网服务提供的各种信息，进而作出决策。例如，可视化反馈可以帮助用户更好地规划行程、提供实时导航指引、推荐附近停车场等。2. 通知反馈。系统能实时检测物品的状态，并通知相应设备，设备根据预先设定的规则提醒用户。例如，当有人按门铃时，系统会把“有人按门铃”的信息传送到智能终端，智能终端以声音、文字消息等形式提醒用户。【合作探究】以通知的形式反馈是物联门锁的一个重要功能。小组讨论，尝试描述“门铃按、通知到”的工作过程。【物联门锁的工作过程】家中门铃：
门铃按下 → 获取按键状态数据 → 通过网络发布至主题用户终端：
从主题中接收数据 → 终端显示“有人按门铃”通知【学习活动】二、分析门铃远程通知功能【学习探究】门铃远程通知功能由输入、计算和输出三个模块组成。输入模块是门铃端，作为发布者；输出模块是用户端，作为订阅者；计算模块是 MQTT 服务器，作为连接两者的桥梁，实现对输入和输出模块的控制。【学习活动】三、实践探究【模拟实现远程通知功能】【实现效果】客人按下门铃（按键传感器）后，主人可以在主控板显示屏看到通知。分解模块，设计算法。输入模块（门铃端）：采集按键状态数据，发布主题消息 硬件：按键传感器 主控板 计算模块（物联网服务平台）：搭建本地MQTT服务器硬件：具有热点功能的计算机输出模块（用户端）：订阅主题消息，显示通知 硬件：主控板 搭建实验环境，模拟实现功能。1. 将按门铃信息发布至MQTT服务器（1）连接无线网络。（2）搭建本地MQTT服务器，获取服务器地址 、端口号、用户名和密码。（3）门铃端：当按键传感器被按下，向 MQTT服务器的主题“Door/Bell”发送消息“有人按门铃”。2. 从MQTT服务器订阅按门铃的信息并显示（1）连接无线网络。（2）在 MQTT服务器中订阅主题“Door/Bell”。（3）用户端：当从主题“Door/Bell”收到消息时，屏幕显示“有人按门铃”。小组合作，完善代码，运行验证功能。 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】还可以采用哪些方式来实现对用户的通知？分别使用哪些执行器？尝试修改程序实现。 自主探究 引导学生进行深层次的思考和讨论，激发对物联网底层技术的探索兴趣。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共30张PPT)
（义务教育版）八年级
全一册
第13课
门铃通知即时到
学习目标
激趣导入
学习活动
思考-讨论
实践探究
课堂小结
拓展-提升
单元主题
单元主题
单元名称 课名称 核心内容
第三单元 简单物联功能实践 第11课　物联功能细分解 物联系统分为感知层、网络层和应用层，物联门锁系统的功能分解
第12课　刷卡开锁易实现 刷卡开锁功能实践探索
第13课　门铃通知即时到 物联网中的反馈，远程通知功能实践探索
第14课　远程控制更便捷 物联网中的控制，远程控制功能实践探索
第15课　面容钥匙显智能 人脸识别探究，人脸识别开锁功能实践探索
学习目标
激趣导入
【问题情境】
传统门铃的按钮位于门外，门铃在门内，两者通过线路连接。
模拟传统门铃
激趣导入
【问题探究】
物联门锁（门铃）要实现远程通知，该如何连接呢？
现在，门铃接入了物联系统，门铃被按下时，不管用户在哪里，只要智能终端连接网络，就能收到门铃通知。
激趣导入
【建构】
物联门铃正是摆脱了有线的束缚，通过物联网技术实现远程连接与通知。但除了连接，还有个细节：访客按完门铃，怎么知道通知已经发出去了？这个‘回应’在技术上叫什么？今天我们就来解开这两个核心谜题 —— 探究物联门铃的连接与通知流程，认识‘反馈’的作用，还能亲手实现远程通知功能！
学习活动
学习活动
物联系统中的反馈
一
学习活动
一、物联系统中的反馈
在物联系统中，反馈就是针对现实世界采取行动的过程。可用于反馈的设备被称为输出设备。
学习活动
一、物联系统中的反馈
反馈的方式主要有可视化、通知等方式。
1. 可视化反馈。用户通过智能终端的屏幕能够查看物联网服务提供的各种信息，进而作出决策。例如，可视化反馈可以帮助用户更好地规划行程、提供实时导航指引、推荐附近停车场等。
2. 通知反馈。系统能实时检测物品的状态，并通知相应设备，设备根据预先设定的规则提醒用户。例如，当有人按门铃时，系统会把“有人按门铃”的信息传送到智能终端，智能终端以声音、文字消息等形式提醒用户。
学习活动
一、物联系统中的反馈
以通知的形式反馈是物联门锁的一个重要功能。小组讨论，尝试描述“门铃按、通知到”的工作过程。
感知层
应用层
网络层
学习活动
【物联门锁的工作过程】
家中门铃：
门铃按下 → 获取按键状态数据 → 通过网络发布至主题
用户终端：
从主题中接收数据 → 终端显示“有人按门铃”通知
总结：
远程通知可以使用MQTT。
门铃按下是触发条件。
用户终端是输出设备，可以显示通知内容。
学习活动
分析门铃远程通知功能
二
学习活动
二、分析门铃远程通知功能
门铃远程通知功能由输入、计算和输出三个模块组成。
学习活动
二、分析门铃远程通知功能
门铃远程通知功能由输入、计算和输出三个模块组成。
模块 硬件 功能
输入模块 主控板、按键传感器 采集门铃状态数据，并发布消息至MQTT服务器相应主题。
计算模块 具备移动热点功能的计算机 搭建MQTT服务器，设置主题，实现发布与订阅功能。
输出模块 主控板、显示设备 订阅 MQTT服务器相应主题，收到数据后以通知形式提醒用户。
学习活动
二、分析门铃远程通知功能
输入模块是门铃端，作为发布者；输出模块是用户端，作为订阅者；计算模块是 MQTT 服务器，作为连接两者的桥梁，实现对输入和输出模块的控制。
学习活动
实践探究
三
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【实现效果】
客人按下门铃（按键传感器）后，主人可以在主控板显示屏看到通知。
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【分解模块，设计算法】
输入模块（门铃端）：采集按键状态数据，发布主题消息
硬件：按键传感器 主控板
计算模块（物联网服务平台）：搭建本地MQTT服务器
硬件：具有热点功能的计算机
输出模块（用户端）：订阅主题消息，显示通知
硬件：主控板
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
MQTT服务器
接收
数据
模块一
模块二
发送
数据
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
1. 将按门铃信息发布至MQTT服务器
（1）连接无线网络。
（2）搭建本地MQTT服务器，获取服务器地址 、端口号、用户名和密码。
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
（3）门铃端：当按键传感器被按下，向 MQTT服务器的主题“Door/Bell”发送消息“有人按门铃”。
按键传感器
模拟门铃
P0
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
2. 从MQTT服务器订阅按门铃的信息并显示
（1）连接无线网络。
（2）在 MQTT服务器中订阅主题“Door/Bell”。
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
2. 从MQTT服务器订阅按门铃的信息并显示
（3）用户端：当从主题“Door/Bell”收到消息时，屏幕显示“有人按门铃”。
学习活动
三、实践探究
【模拟实现远程通知功能】
【小组合作，完善代码，运行验证功能】
主控板B
订阅MQTT主题消息，
通知用户
主控板A
采集和处理门铃状态数据，发布MQTT主题消息
按键传感器
模拟门铃
P0
有人按
门铃
课堂小结
拓展-提升
还可以采用哪些方式来实现对用户的通知？分别使用哪些执行器？尝试修改程序实现。
蜂鸣器
RGB灯传感器
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑