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第四单元第四课：温湿度远程检测警报练习题
一、选择题（共5题）
（容易）1. 【系统原理】 本课的温湿度远程监测报警系统与第二单元的“灯光警报呼叫器”最主要的区别是什么？
A. 使用了更多的传感器
B. 使用了Wi Fi网络
C. 报警是自动判断触发的，而不是按钮触发
D. 编程语言不同
答案：C
解析：教材“聚焦”部分明确指出，第二单元的警报是按钮触发的，而本课系统旨在实现自动判断与警报触发，这是两者最本质的区别。
（容易）2. 【触发条件】 在温湿度远程监测报警系统中，报警触发的条件是？
A. 当温湿度数据被传感器采集到时
B. 当用户按下按钮时
C. 当温湿度数据超出预设阈值时
D. 当系统通电时
答案：C
解析：教材“探索”部分说明，系统通过设定温湿度参数的阈值，让程序在每次获得数据后自动判断当前状态是否达到预警条件，即数据超出阈值时触发报警。
（中等）3. 【逻辑运算】 在编程中，要表达“温度 t 在25℃到35℃之间”这一条件，正确的逻辑表达式是？
A. t > 25 and t < 35
B. t >= 25 or t <= 35
C. t >= 25 and t <= 35
D. t > 25 or t < 35
答案：C
解析：教材“实践”部分以环境温度数据 t 为例，说明使用“与”命令表示“温度值大于等于25℃且小于等于35℃的状态”，即“25≤t≤35”，因此正确表达式是 t ≥ 25 且 t ≤ 35，需使用“与”（and）运算连接。
（中等）4. 【程序结构】 为了使温湿度监测报警系统能够持续工作，在编程中必须使用哪种控制结构？
A. 顺序结构
B. 分支结构（选择结构）
C. 循环结构
D. 函数
答案：C
解析：教材“探索”部分强调，监测报警设备需要在通电状态下持续运行，以便立即发出警报，这就要求数据监测环节必须实现不间断的实时监测，而编程中需要通过循环结构来完成。
（较难）5. 【综合应用】 根据教材中湖南蔬菜大棚白天的温湿度阈值（温度25~35℃，湿度70~90%），下列哪个逻辑表达式可以正确判断环境处于“正常”状态？（设 t 为温度，h 为湿度）
A. (t >= 25 and t <= 35) or (h >= 70 and h <= 90)
B. (t >= 25 or t <= 35) and (h >= 70 or h <= 90)
C. (t >= 25 and t <= 35) and (h >= 70 and h <= 90)
D. (t >= 25 or t <= 35) or (h >= 70 or h <= 90)
答案：C
解析：“正常”状态要求温度 同时 满足在25~35℃之间 并且 湿度 同时 满足在70~90%之间，因此温度条件和湿度条件都必须成立，且每个条件本身是一个范围判断（需使用“与”运算）。选项C用“与”连接两个范围条件，符合要求；选项A用“或”连接，意味着只要温度或湿度一个在范围内就算正常，错误；选项B和D中的条件使用了“或”来判断范围，逻辑错误（例如 t>=25 or t<=35 永远为真）。
二、判断题（共5题）
本课的温湿度远程监测报警系统必须连接互联网才能工作。
答案：错
解析：系统可以通过Wi Fi连接本地物联网平台（如教材中使用的SIoT平台），不一定需要连接公共互联网。教材实践部分是在局域网内完成数据传输和报警的。
在编写报警程序时，使用“如果…那么…否则…”积木块体现了程序的分支结构。
答案：对
解析：教材“探索”部分指出，自动判断与警报触发需要借助分支结构（选择结构）来完成，“如果…那么…否则…”正是实现分支结构的典型编程命令。
逻辑运算中的“与”运算表示两个条件中只要有一个成立，结果就成立。
答案：错
解析：教材“实践”部分说明，“与”命令表示两个条件必须同时成立，结果才成立。只要有一个条件不成立，结果就不成立。“或”运算才是有一个成立就成立。
监测报警系统只需要在检测到异常时运行一次即可，不需要持续监测。
答案：错
解析：教材“探索”部分强调，任何监测和报警设备都不会在一次工作后就失效，它们需要在通电状态下持续运行，以便在监测到数据异常时立即发出警报，因此必须通过循环结构实现不间断的实时监测。
在硬件连接上，要实现声音报警，必须额外连接一个蜂鸣器模块。
答案：错
解析：教材“实践”部分的“连接硬件”中明确写道：“如需声音报警，可直接利用主控板自带的蜂鸣器功能，无须额外添加硬件设备。”因此，声音报警可以直接利用主控板自带功能实现。(共16张PPT)
第四单元第四课
温湿度远程
监测警报
本节课学习目标
信息意识
理解自动报警系统在智能化生活中的价值，认识到 预设阈值 是物联网智能化的关键。
计算思维
掌握 分支结构 进行条件判断，学会用 逻辑运算 构建复杂条件。
数字化学习与创新
在已有系统上集成报警功能，掌握 循环结构 实现不间断监测。
信息社会责任
体会智能报警在保障农业生产安全中的作用，思考数据积累对科学决策的价值。
从手动到自动：生活中的智能警报
现象回顾
水烧开 → 鸣笛提醒
倒车接近 → 嘀嘀提示
烟雾超标 → 声光报警
核心提问
这些设备如何在“关键时刻”
自动发出警报？
对比与引出
第二单元：手动按钮触发
本课目标：
自动判断触发
系统大脑：阈值 + 循环
1. 关键设计
设定阈值 (如温度 25-35℃)，程序自动比较。
2. 编程实现
借助分支结构判断，根据结果决定是否报警。
3. 持续监测
使用循环结构，设定合理监测频率，实现不间断运行。
寻找身边的“智能哨兵”
活动引导：列举智能设备报警方式 (至少3种)
手机低电量提醒
如果 电量低于20% ，就 弹出提示 。
手环久坐提醒
如果 久坐1小时 ，就 震动提醒 。
烟雾报警器
如果 烟雾浓度超标 ，就 发出鸣响 。
设计我们的报警系统
任务：请根据教材提示，补充完整以下设计表格。
设计项目 你的设计方案
要监测的数据 温度, 湿度
选用的数据传输技术 Wi-Fi
物联网平台 SIoT平台
温湿度阈值（白天） 温度 25℃~35℃, 湿度 70%~90%
报警的方式与效果 LED闪烁, 蜂鸣器鸣响
真实需求：湖南大棚
背景：湖南永州是蔬菜出口主要城市。
农业大棚蔬菜对温湿度的要求（白天）：
温度：25℃ ~ 35℃
湿度：70% ~ 90%
设计任务：数据判断逻辑
1. “正常”的条件： 温度正常 并且 湿度正常
2. 如何用编程逻辑表达“并且”？
→ 需要使用逻辑运算中的 “与”运算 。
硬件准备与连接
1. 硬件准备 (新增)
LED灯 (1个) - 用于灯光报警
蜂鸣器 - 使用主控板自带功能
2. 硬件连接
将LED灯接入主控板指定数字接口，并检查所有连接是否牢固。
让程序学会“逻辑思考”
“与”运算
所有条件同时满足，结果才为真。
例: `t ≥ 25` 与 `t ≤ 35`
“或”运算
只要有一个条件满足，结果就为真。
例: `t < 25` 或 `t > 35`
“非”运算
对条件取反。
例: 非 `(25 ≤ t ≤ 35)`
本课应用：表达“温度t在25到35度之间”，必须使用 “与” 运算。
编写报警判断程序
1
建立循环：使用 `重复执行` 积木，实现不间断监测。
2
获取数据：读取温湿度传感器数值。
3
条件判断：使用 `如果...那么...` 和 “与”运算 组合条件。
4
执行动作：条件为真则提示正常，为假则触发 声光报警 。
系统联调与验证
操作步骤
将程序上传至主控板。
观察传感器初始读数，确认Wi-Fi连接正常。
触发报警测试：用手温加热或哈气。
观察现象：LED闪烁，蜂鸣器鸣响。
成功标准
系统能根据真实环境数据，
自动、准确地触发声光报警。
智能家居设计师
思考：将系统搬回家，为卧室设计报警程序。
1. 阈值调整
人体舒适温度约 18-26℃ ，湿度约 40%-60% 。
2. 友好报警
手机推送、音箱语音、床头灯变色等。
3. 设备联动
异常时自动打开空调或加湿器。
数据分析师视角：数据背后的价值
长期积累的温湿度数据，通过分析和可视化，能带来哪些好处？
优化生产：找出最佳灌溉、通风时间。
趋势预测：预测病虫害风险，提前预防。
科学决策：为品种改良、模式调整提供支持。
关联分析：研究环境数据与产量、品质的关系。
核心知识总结与难点解析
重点知识
系统原理：阈值 + 自动判断。
编程关键： 分支结构 , 逻辑运算(与) , 循环结构 。
系统搭建：完成“感知-判断-报警”闭环。
难点解析
逻辑理解：“与”运算要求同时满足。
程序结构：正确嵌套循环、分支、逻辑运算。
调试思维：分段检查硬件、网络和程序逻辑。
课后思考与实践
基础巩固
整理本节课的算法流程图和程序思路。
思考：如何实现昼夜不同阈值？
实践探究
修改程序，用 “或”运算 实现任一超标即报警。
生活观察
观察身边的智能报警设备，分析其“触发条件”。
温湿度远程监测报警系统
让设备拥有“判断力”，让生活更加智能安全
感知
→
判断
→
报警
善于观察，勤于思考，动手创造，你就是未来的智能设计师！教学教案设计
总第 17 课时
课 题 名 称 温湿度远程监测报警
学习目标 （包含学科核心素养） 信息意识：能认识到自动报警是物联网系统智能化的关键，理解通过预设阈值对数据进行自动判断与预警的价值。 计算思维：能运用“分支结构”和“逻辑运算”（与、或、非）来设计并实现根据温湿度阈值自动触发报警的程序逻辑。 数字化学习与创新：能在已有远程监测系统基础上，创新性地集成灯光、声音等报警方式，动手搭建完整的温湿度远程监测报警系统。 信息社会责任：能意识到智能报警系统在保障生产安全（如农业大棚）与生活安全中的作用，并思考其长期数据积累对科学管理的意义。
问 题 类 型 学生问题 报警系统怎么知道什么时候该报警？它是自己判断的吗？ 除了亮灯和响警报，还能用什么方式提醒我们？ 如果我想让它在温度“太高”或者“太低”时都报警，程序该怎么写？
学科问题 在编程中，如何利用“分支结构”和“逻辑运算”来实现“当温度在25℃到35℃之间且湿度在70%到90%之间视为正常，否则报警”这一判断逻辑？ 对比第二单元的“按钮触发报警”和本课的“自动阈值报警”，两者的系统设计和工作原理有什么本质不同？ 为了实现不间断监测，程序必须采用“循环结构”。在确保实时性的同时，应如何合理设置监测频率（循环间隔）以平衡系统负载和响应速度？
教师问题 1.在我们的报警系统设计中，你认为“实时显示数据”和“只在异常时报警”两种方式，在什么场景下各有优势？你选择哪种？为什么？ 2.如果这个系统不仅要用于大棚，还想用于你的卧室来监测睡眠环境，报警的阈值和方式应该做哪些调整？这体现了系统设计中的什么原则？
问题系统 （星号标出核心问题） 1.在编程中，如何利用“分支结构”和“逻辑运算”来实现“当温度在25℃到35℃之间且湿度在70%到90%之间视为正常，否则报警”这一判断逻辑？ 2.对比第二单元的“按钮触发报警”和本课的“自动阈值报警”，两者的系统设计和工作原理有什么本质不同？ 3.为了实现不间断监测，程序必须采用“循环结构”。在确保实时性的同时，应如何合理设置监测频率（循环间隔）以平衡系统负载和响应速度？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 情境创设：教师播放三段无声短视频： 水壶水开，鸣笛响起 汽车倒车接近障碍物，发出“嘀嘀”声 烟雾报警器红灯闪烁并发出警报声 【核心活动】 “聚焦”讨论： 教师提问：“这些设备为什么能自动报警？它们怎么知道‘该报警了’？” 引导学生回顾第二单元“灯光警报呼叫器”是按钮触发，而本课要实现自动判断触发。 演示实验： 教师展示上节课的温湿度监测系统，现场调节传感器环境（如用手温加热），当数值超过预设阈值时，主控板上的LED灯自动亮起。 关键提问：“系统是怎么‘思考’并做出报警决定的？” 学（自主探究）： 任务驱动：【任务一：“探索”与“议一议”——生活中的智能报警】 学生阅读教材“探索”前两段，自主思考： 自动报警的核心是什么？（预设阈值 + 程序判断） 与按钮触发相比，优势在哪里？（更便捷、高效、智能） “议一议”分组讨论（3分钟）： 列举3种你知道的智能设备报警方式（如：手机电量低于20%提示、智能手环久坐提醒）。 它们报警的“条件”是什么？（用“如果…就…”的句式描述，如“如果电量<20%，就弹出充电提示”）。 【任务二：“写一写”——明确系统设计蓝图】 学生独立填写教材第2页的“写一写”表格，明确系统设计的所有要素： 项目我的设计（根据教材提示填写）要监测的数据（温度）、（湿度）选用的数据传输技术（Wi-Fi）物联网平台（SIoT平台）是否显示实时数据（是 或 否，自选并简述理由）温湿度阈值（白天）温度（25~35℃）、湿度（70%~90%）报警方式与效果（灯光闪烁）、（蜂鸣器鸣响）监测频率（例如：每5秒1次）物联网编程环境（Python图形化编程平台）
探（合作探究）： 【项目情境】 “我们是‘永州智慧蔬菜出口基地’的技术支援小组，需要为基地大棚设计一套白天的温湿度自动报警系统。” 【阶段一：合作“设计”——完成算法流程图】 分析设计需求：阅读教材“设计”部分湖南蔬菜大棚的白天阈值（温度25~35℃，湿度70~90%）。 合作“写一写”： 小组讨论判断逻辑：“正常”的条件是什么？（温度同时满足≥25℃ 且 ≤35℃；湿度同时满足≥70% 且 ≤90%）。 在任务单上补充完成教材的算法流程图。关键点： 判断框（菱形）：条件应表述为“25≤温度≤35 且 70≤湿度≤90”。 输出框：“正常”或“异常”。 报警框：触发灯光或声音。 【阶段二：合作“实践”——硬件连接与编程】 硬件升级（对应教材实践1、2）： 在上一课系统（主控板、DHT11传感器）基础上，添加1个LED灯到指定接口（用于灯光报警）。 确认主控板自带蜂鸣器可用（用于声音报警）。 编程实现（对应教材实践3）： 核心挑战：用图形化编程的“逻辑运算”积木（“与”“或”“非”），搭建出判断条件。 教师提供关键积木提示：如果 [条件] 那么，[与]运算积木。 合作编程任务： A同学：搭建“温度在25~35℃之间”的判断条件。 B同学：搭建“湿度在70~90%之间”的判断条件。 C同学：使用“与”积木将两者组合成总的“正常条件”。 D同学：在“否则”分支中，添加控制LED闪烁和蜂鸣器鸣叫的积木。 循环监测：将整个判断结构放入重复执行积木中，并设置延时（监测频率）。 系统联调与测试： 使用吹风机温和加热（或哈气加湿）传感器，观察是否在超出阈值时自动触发声光报警。 在SIoT平台查看，异常数据是否被特殊标记或触发平台提示。 四（课堂检测）： 1.【选择题】 本课温湿度报警系统与第二单元的“灯光警报呼叫器”最主要的区别在于？ A. 使用了更多的传感器。 B. 报警方式是自动判断触发，而非按钮触发。 C. 使用了Wi-Fi网络。 D. 编程语言不同。 答案：B 解析：教材“聚焦”与“探索”开篇即对比指出，本课核心是实现自动判断触发报警。 2.在编程中，要表达“温度t在25到35度之间”这个条件，应使用哪种逻辑运算组合？ A. t>25 或 t<35 B. t>25 与 t<35 C. t≥25 或 t≤35 D. t≥25 与 t≤35 答案：D 解析：“之间”表示需要同时满足大于等于下限且小于等于上限，必须使用“与”运算。 3.为了使监测系统持续工作，需要在程序中使用的控制结构是？ A. 顺序结构 B. 分支结构（选择结构） C. 循环结构 D. 模块化结构 答案：C 解析：教材“探索”部分明确指出，需要“不间断的实时监测”，这必须通过循环结构来实现。 五、拓（知识拓展）： 情境：【拓展任务一：智能家居设计师】 思考教材“拓展”第一问：如果为你的卧室设计温湿度监测报警程序： 阈值如何调整？（人体舒适温度约18-26℃，湿度约40%-60%） 报警方式如何更人性化？（如：手机推送消息、床头灯渐变色彩） 可应用在哪些设备？（智能空调、加湿器联动）
板 书 设 计 温湿度远程监测报警
温湿度远程监测报警 手动触发 → 自动判断（智能） 核心：阈值 + 判断（分支结构） 设计：阈值（25-35℃，70-90%）→ 逻辑（与） 实践：传感器+LED/蜂鸣器 → 编程（如果…与…） 感知 → 网络 → 应用 （监测）（传输）（报警+数据）
教 学 反 思
情境驱动有效，但逻辑理解仍需铺垫。以“智能报警体验馆”和生活实例导入，成功激发兴趣并建立了新旧知识（手动vs自动报警）的联系。但在合作探究中，部分学生对“与”运算同时满足两个条件的理解存在困难，未来需在探究前增加更直观的数值区间判断练习。 角色化合作降低了编程复杂度，但硬件调试时间预估不足。通过将流程图补全、逻辑判断、报警功能编程分解为不同角色任务，有效分散了难点，促进了协作。然而，各小组硬件连接与网络配置耗时差异大，导致部分小组编程验证时间紧张，今后需预留更灵活的弹性时间或安排“技术支援小组”。
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