初中信息技术浙教版（2023）八年级下册第13课 智能物联系统的硬件搭建精品教案

这是一份初中信息技术浙教版（2023）八年级下册第13课 智能物联系统的硬件搭建精品教案，共5页。
教学内容分析
本节课是2023年浙教版出版的八年级下册第三单元第3课。本节课分为三个活动：“硬件的运行环境”“硬件搭建”“硬件测试”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。
教学目标及核心素养指向
1.通过选择规范的硬件运行环境和合适的硬件设备，实现物联网系统硬件搭建（信息意识、计算思维）
2.了解硬件搭建的一般过程,掌握硬件测试的方法。（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）
教学重难点
教学重点：
硬件运行环境，硬件搭建。
教学难点：
硬件搭建与硬件测试。
教学目标
1.通过选择规范的硬件运行环境和合适的硬件设备，实现物联网系统的硬件搭建。2.了解硬件搭建的一般过程，掌握硬件测试的方法。
教学过程
1、情境导入（3分钟）
教师活动
学生活动
情境引入：硬件是智能物联系统的重要基础设施，它的技术指标决定了系统的运行速度、可靠性、适用范围、可维护性等。智能物联系统的硬件组成主要包括服务器、网络设备、传感设备、智能终端等，这些硬件搭建在一定的环境下，实现系统的正常工作。
科技公司为何将大型服务器放置在海底、山洞等特殊地理位置?
碰到传感器采集的数据丢失时，你将如何解决这个故障?
学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问
设计意图：
激发学生对硬件搭建的学习兴趣并快速进入学习状态。
2、新知讲授（35分钟）
教师活动
学生活动
活动1：硬件的运行环境
知识讲解
智能物联系统硬件的运行环境需满足设备正常工作的环境参数要求。服务器、监测屏等一般放置在有网络、可恒温的机房，网络设备、传感设备、智能终端等根据产品的性能及系统需求进行合理放置。
以“智能校园数字气象站系统”为例，将各类硬件安装在校园合适的专用场地，确保设备在不同自然环境下正常运行。如图13-1所示，把气象站的地址选在教学楼的楼顶，符合“最大幅度地排除观测场地四周200米以内障碍物的影响”的运行环境条件。
确定气象观测场地后，需要考虑仪器配置和安装的规划。根据功能需求分析，室外设备包括了采集器、各类气象传感器、百叶箱、立杆支架、太阳能电池板、LED显示屏和监控设备等。如图13-2所示，参考仪器布置规划总平面图，确定气象的监测设备的摆放位置。
活动2：硬件搭建
知识讲解
智能物联系统的硬件搭建主要包括安装服务器、组建网络、连接监测设备等。在智能校园数字气象站系统中，其硬件组成主要包括服务器、网络设备、室外监测设备等(如表13-1)。
1，服务器
服务器主要是实现物联网平台功能，用于存储各种传感器采集上传的数据，通过处理与分析，响应客户端的服务需求。
2.网络设备
通过对交换机、无线路由器、网线等网络设备的搭建，实现各类传感器采集的数据实时传送到物联网平台。
3．室外监测设备
气象站需要对校园的气温、气压、湿度、风向风速、降水量等数据进行采集，选择对应功能的传感器将其安装在合适位置。
活动3：硬件测试
知识讲解
在完成搭建后，需要对硬件的可靠性进行测试。如在“智能校园数字气象站系统”中，需要对网络连接和传感器进行测试。
1．网络连接测试
网络设备接通电源后，需要在设置界面输入网络参数,实现网络连接。网络连接状况可以通过平台管理界面查询，也可以通过网络诊断工具进行测试，如图13-3所示。
2.传感器测试
传感器采集的数据可以通过串口输出或LED屏输出等方式呈现，以检测传感器的工作状态。如图13-4所示，风向传感器转动到某一方向，观察输出的数据是否与方向匹配，如不匹配，需对传感器进行校准。
重点知识
在同一局域网内，打开命令提示符窗口，输入: ping 网络设备IP地址，按Enter键，检测当前主机与网络设备的连通情况和连接速度。
学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务
活动1：硬件的运行环境
小组合作探究
1.在校园中确定数字气象站的选址，小组在线协同绘制气象监测设备平面图。
活动2：硬件搭建
小组合作探究
1.在校园气象场地完成硬件设备的搭建。
设计意图:
培养学生独立思考的能力，提高核心素养。
3、课堂小结（7分钟）
教师活动
学生活动
总结本课内容：
活动1：硬件的运行环境
活动2：硬件搭建
活动3：硬件测试
学生一同回答并梳理知识
设计意图：
帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。