第10課 物物互通有新徑 教學設計 2024-2025學年人教版（2024）初中信息技術八年級全一冊

教案備課教師：備課日期：年月日課題第10課物物互通有新徑課型：新課授課時間年月日共1課時第1課時學科核心素養(yǎng)目標1.信息意識：培養(yǎng)學生對物聯(lián)網(wǎng)技術的興趣和敏感度，認識到MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性。2.計算思維：通過MQTT通信機制的學習，培養(yǎng)學生的邏輯思維和問題解決能力。3.數(shù)字化學習與創(chuàng)新：掌握利用物聯(lián)網(wǎng)服務平臺實現(xiàn)訂閱功能的方法，能夠創(chuàng)新性地應用所學知識解決實際問題。4.信息社會責任：在使用MQTT協(xié)議時，引導學生遵守相關法律法規(guī)和倫理道德，確保信息安全和隱私保護。教學重點MQTT通信機制的理解，發(fā)布者、訂閱者和服務器之間的關系。教學難點利用物聯(lián)網(wǎng)服務平臺實現(xiàn)MQTT訂閱功能的實際操作。教法學法教法：情境教學法、案例教學法、任務驅(qū)動法、直觀演示法。學法：觀察思考、小組討論、動手實踐、自主探究。教具學具準備具備上網(wǎng)條件的信息科技實驗室、多媒體課件、安裝MQTT客戶端軟件（如MQTTExplorer）和物聯(lián)網(wǎng)服務平臺（如阿里云IoT平臺）的訪問權限、MQTT通信機制示意圖、生活實例視頻等。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖新課導入活動1：播放一段智能家居控制的視頻，展示通過MQTT協(xié)議實現(xiàn)的遠程控制功能。提問：同學們，你們知道這段視頻中的智能家居設備是如何實現(xiàn)遠程控制的嗎？引導學生思考并分享自己的見解，激發(fā)學生興趣?；顒?：1.觀看視頻，集中注意力。2.積極思考并舉手回答教師的問題，提出自己的猜想或疑問。通過生活實例引入，讓學生感受到MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的實際應用，激發(fā)學習興趣。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖新知探究應用提升一、新知探究1.了解MQTT通信機制活動2：①使用PPT展示MQTT協(xié)議的基本概念，包括發(fā)布者、訂閱者和服務器之間的關系。②通過動畫演示MQTT通信過程，解釋消息如何從發(fā)布者發(fā)送到服務器，再由服務器轉(zhuǎn)發(fā)給訂閱者。提問：MQTT協(xié)議中的發(fā)布者、訂閱者和服務器分別扮演什么角色？疑難解答：①教師預設問題，如“MQTT協(xié)議相比HTTP協(xié)議有哪些優(yōu)勢？并邀請學生回答。.針對學生的疑問進行解答，確保每位學生都能理解MQTT通信機制。2.體驗物聯(lián)網(wǎng)服務平臺活動3：①演示如何使用MQTT客戶端軟件（如MQTTExplorer）連接到物聯(lián)網(wǎng)服務平臺（如阿里云IoT平臺）。②展示如何創(chuàng)建主題、發(fā)布消息和訂閱消息的具體操作步驟。布置任務：請各小組使用MQTT客戶端軟件，嘗試訂閱一個主題并接收消息。”二、應用提升游戲名稱：MQTT通信挑戰(zhàn)賽游戲規(guī)則：1.各小組選擇一個感興趣的主題（如天氣、新聞、交通等），在物聯(lián)網(wǎng)服務平臺上創(chuàng)建該主題。2.小組內(nèi)部分工合作，一部分成員作為發(fā)布者發(fā)布消息到該主題，另一部分成員作為訂閱者接收消息。3.小組間進行展示和分享，評委（教師或?qū)W生代表）根據(jù)消息的實時性、準確性和創(chuàng)意性進行打分?；顒?：1.提供必要的指導和幫助，確保學生能夠順利完成任務。2.巡視各小組，觀察學生的實踐過程，提供及時的反饋和建議。3.邀請完成任務的小組進行展示，組織評委進行打分和點評?；顒?：1.觀看PPT和動畫，認真聽講并做好筆記。2.小組討論MQTT通信機制，每組選一名代表分享討論結果?；顒?：1.跟隨教師的演示，在MQTT客戶端軟件中嘗試連接物聯(lián)網(wǎng)服務平臺。2..小組合作完成任務，分工明確，相互協(xié)作。3..遇到問題及時舉手提問，教師巡回指導?；顒?：1.小組合作完成任務，分工明確，相互協(xié)作。2.編寫代碼（如使用Python腳本）或利用MQTT客戶端軟件實現(xiàn)消息的發(fā)布和訂閱。3.準備展示材料，包括PPT、視頻或?qū)嵨镅菔镜取?.積極參與展示和分享環(huán)節(jié)，接受評委的點評和建議。1.教師觀察學生的操作過程，記錄學生在實踐中的問題和困難。2.對學生的操作進行點評，指出優(yōu)點和不足，提出改進建議。根據(jù)評委的打分結果，評選出“最佳通信小組”和“最具創(chuàng)意主題獎”等獎項，并給予相應的獎勵或表彰。課堂小結活動6：1.總結本課知識點，強調(diào)MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性及其通信機制。2.回顧“MQTT通信挑戰(zhàn)賽”中的精彩瞬間和亮點，表揚學生的努力和成果。3.引導學生思考MQTT協(xié)議在其他領域的應用前景和可能面臨的挑戰(zhàn)。拓展升華：1.鼓勵學生保持對物聯(lián)網(wǎng)技術的興趣和探索精神，積極關注MQTT協(xié)議及相關技術的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢。2.提醒學生注意信息安全和隱私保護的重要性，在使用MQTT協(xié)議時要遵守相關法律法規(guī)和道德規(guī)范。結束語：同學們，今天的課程讓我們深入了解了MQTT協(xié)議及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用。希望你們能夠繼續(xù)保持對科技的好奇心和探索精神，為未來的物聯(lián)網(wǎng)世界貢獻自己的力量！活動6：1.回顧學習內(nèi)容，分享自己的學習收獲和感受。2.思考并回答教師提出的問題，如“MQTT協(xié)議在智能交通系統(tǒng)中有哪些應用？”“我們?nèi)绾未_保MQTT通信的安全性？”等。課后作業(yè)布置基礎作業(yè)：完成課后練習題，鞏固MQTT通信機制的理解。拓展作業(yè)：查找并列舉更多與MQTT相關的生活實例，撰寫一篇小論文或制作一份PPT進行展示。實踐作業(yè)：利用MQTT協(xié)議和物聯(lián)網(wǎng)服務平臺，設計并實現(xiàn)一個簡單的物聯(lián)網(wǎng)項目（如智能溫控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等），并撰寫項目報告。板書設計第二單元萬物互聯(lián)有協(xié)議第9課物物互通有新徑1.了解MQTT通信機制①發(fā)布者②訂閱者③服務器2.體驗物聯(lián)網(wǎng)服務平臺①連接物聯(lián)網(wǎng)服務平臺②創(chuàng)建主題③發(fā)布消息④訂閱消息教學札記收獲：1.本課通過生活實例引入和趣味挑戰(zhàn)賽的形式，成功激發(fā)了學生的學習興趣和參與度。2.學生通過動手實踐，不僅掌握了MQTT通信機制的基本知識，還初步具備了利用物聯(lián)網(wǎng)服務平臺實現(xiàn)訂閱功能的能力。3.小組合作和展示分享環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力和表達能力。不足：1.部分學生在實踐過程中遇到了一些技術難題，如MQTT客戶端軟件的配置和物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的操作等，需要教師在課前提供更多的指導和幫助。2.由于時間限制，部分小組未能充分展示其項目成果，影響了課堂效果。改進：1.在