资源简介

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第14课 远程控制更便捷 教学设计
课题 远程控制更便捷 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 物联网中的控制，远程控制功能实践探索。
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 【角色代入】同学们，今天我们先来做一个‘不在场证明’的小调查。请问，现在坐在教室里的你，有没有可能，在不离开座位的情况下，瞬间完成以下任何一件事？【问题探究】没错！手机就是我们的‘遥控神器’。但请大家深入思考一个核心问题：我的手指只是在手机屏幕上轻轻一点，这个‘点击’的动作，是经过了怎样的‘奇幻漂流’，最终变成了千里之外一个物理设备的动作的？【建构】今天，我们就要像侦探一样，深入物联网系统的内部，去破解这个‘远程控制’的谜案。我们将认识它的原理、分析它的流程，并亲自模拟实现一次‘隔空开锁’的神奇操作！ 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、物联系统中的控制【学习探究】物联系统中的反馈与控制密不可分，控制是基于反馈的数据调整设备或者系统的工作状态。以火车站的验票系统为例，当乘客在闸机上刷身份证并注视摄像头时，系统采集乘客的身份数据，通过网络传输到验票服务器；验票服务器进行分析后，作出是否允许乘客通过闸机的决策，反馈给闸机系统；闸机系统根据反馈数据判断是否打开闸机。在物联系统中，控制通常分为人工控制和自动控制。人工控制是由人直接或间接利用计算机、智能终端等联网设备发送指令，实现对远程设备的控制。自动控制是指物联系统对采集到的数据进行分析和处理，根据设定的控制规则将决策反馈给设备，无须人直接干预就能控制设备的运转。【思考-讨论】你还见过哪些远程控制的案例？它们是如何实现控制的？【学习活动】二、分析远程控制开锁功能【合作探究】1. 远程控制开锁属于人工控制？还是自动控制？2. 系统是如何工作的？使用手动控制实现对门锁的控制，实现过程如下：分析远程控制开锁功能，完成方案设计。【例】【学习活动】三、实践探究【模拟实现远程控制开锁功能】【实现效果】远程按下门锁开关键后，舵机转动，门锁打开。【分解模块，设计算法】【搭建实验环境，模拟实现功能】1. 将控制信息发布至MQTT服务器（1）连接无线网络。（2）当主控板 A 获取到按键被按下的数据时，向 MQTT 服务器的主题“Door/Lock”发送消息“open”，主要代码如图所示。2. 利用订阅控制舵机（1）连接无线网络。（2）在MQTT 服务器中订阅主题“Door/Lock”，如果收到的消息是“open”，控制舵机执行旋转动作模拟门锁的打开过程，主要代码如图所示。（3）把程序烧录到主控板B。【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 【深入思考】远程控制开锁功能存在哪些安全隐患？ 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28张PPT)
（义务教育版）八年级
全一册
第14课
远程控制更便捷
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
【角色代入】
同学们，今天我们先来做一个‘不在场证明’的小调查。请问，现在坐在教室里的你，有没有可能，在不离开座位的情况下，瞬间完成以下任何一件事？
为一位即将到访你家的朋友打开门锁？
让家里的空调提前为你制造一个舒适空间？
激趣导入
【问题探究】
这个指令在路上会不会迷路？它安全吗？
没错！手机就是我们的‘遥控神器’。但请大家深入思考一个核心问题：我的手指只是在手机屏幕上轻轻一点，这个‘点击’的动作，是经过了怎样的‘奇幻漂流’，最终变成了千里之外一个物理设备的动作的？
激趣导入
【建构】
【破解“隔空开锁”的奥秘】
今天，我们就要像侦探一样，深入物联网系统的内部，去破解这个‘远程控制’的谜案。我们将认识它的原理、分析它的流程，并亲自模拟实现一次‘隔空开锁’的神奇操作！
学习活动
学习活动
物联系统中的控制
一
学习活动
一、物联系统中的控制
物联系统中的反馈与控制密不可分，控制是基于反馈的数据调整设备或者系统的工作状态。
以火车站的验票系统为例，当乘客在闸机上刷身份证并注视摄像头时，系统采集乘客的身份数据，通过网络传输到验票服务器；验票服务器进行分析后，作出是否允许乘客通过闸机的决策，反馈给闸机系统；闸机系统根据反馈数据判断是否打开闸机。
学习活动
一、物联系统中的控制
在物联系统中，控制通常分为人工控制和自动控制。
人工控制是由人直接或间接利用计算机、智能终端等联网设备发送指令，实现对远程设备的控制。
设置开启和清洁模式
人工控制
学习活动
一、物联系统中的控制
在物联系统中，控制通常分为人工控制和自动控制。
自动控制是指物联系统对采集到的数据进行分析和处理，根据设定的控制规则将决策反馈给设备，无须人直接干预就能控制设备的运转。
感知环境数据
规划路线
避开障碍清扫
自动控制
学习活动
【思考-讨论】
你还见过哪些远程控制的案例？它们是如何实现控制的？
学习活动
分析远程控制开锁功能
二
学习活动
二、分析远程控制开锁功能
1. 远程控制开锁属于人工控制？还是自动控制？
2. 系统是如何工作的？
学习活动
二、分析远程控制开锁功能
使用手动控制实现对门锁的控制，实现过程如下：
学习活动
二、分析远程控制开锁功能
分析远程控制开锁功能，完成方案设计。
模块 硬件 功能
输入模块
计算模块
输出模块
学习活动
二、分析远程控制开锁功能
分析远程控制开锁功能，完成方案设计。
模块 硬件 功能
输入模块 主控板、按键传感器 采集按键状态数据，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、舵机 订阅 MQTT 服务器相应主题，收到消息后控制舵机转动
学习活动
实践探究
三
实践探究
【模拟实现远程控制开锁功能】
【实现效果】
远程按下门锁开关键后，舵机转动，门锁打开。
实践探究
【模拟实现远程控制开锁功能】
【分解模块，设计算法】
按下按键
发送数据
收到数据
控制门锁
模块一：用户端
模块二：门锁端
发布主题
Door/Lock
订阅主题
Door/Lock
实践探究
【模拟实现远程控制开锁功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
1. 将控制信息发布至MQTT服务器
（1）连接无线网络。
（2）当主控板 A 获取到按键被按下的数据时，向 MQTT 服务器的主题“Door/Lock”发送消息“open”，主要代码如图所示。
实践探究
【模拟实现远程控制开锁功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
2. 利用订阅控制舵机
（1）连接无线网络。
（2）在MQTT 服务器中订阅主题“Door/Lock”，如果收到的消息是“open”，控制舵机执行旋转动作模拟门锁的打开过程，主要代码如图所示。
（3）把程序烧录到主控板B。
实践探究
【模拟实现远程控制开锁功能】
【小组合作，完善代码，运行验证功能】
主控板B
主控板A
已经发送
开门指令
控制开锁
舵机
课堂小结
拓展-提升
远程控制开锁功能存在哪些安全隐患？
【深入思考】
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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