初中信息技术人教版（2024）八年级全一册学习探究新工具课文内容课件ppt

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第五单元 物联网应用探索第25课　学习探究新工具12了解物联网在学习中的应用。学习目标第25课 学习目标通过 mPython 程序定时读取温度，在 OLED 屏实时显示，同时通过 MQTT 上传至掌控 IOT 平台，远程记录、对比水温变化。第25课 学习内容 利用物联网技术，学校可以实时收集学生的学习数据，对学生的学习进度和成果进行评估。教师可以根据这些数据及时调整教学计划，为学生提供更加精准的教育服务。物联网还为虚拟现实、增强现实等技术的应用提供了支持，使学生能够更加直观地感受抽象知识，提高学习兴趣。第25课 学习内容 在学科学习中，物联网也发挥着重要的作用。例如，利用距离传感器或者超声波传感器可以测量物体间距离的特性，帮助我们学习距离、半径、直径等概念；利用温湿度传感器测量和监控实验过程中的温湿度变化等。第25课 学习内容热水降温规律实验第25课 学习内容 热水降温规律实验是一个科学实验，在实验过程中，实验者需要密切关注热水降温的过程，记录关键数据，并根据数据进行分析。实验结束后，还需要对数据进行处理，得出热水降温的规律。 小慧在信息科技课程中学习了物联网技术之后，一直想利用传感器等物联实验设备尝试对该实验进行探究。第25课 学习内容 同学们，你们能利用所学知识设计物联系统，完成热水降温规律实验吗？第25课 学习内容1.热水降温规律实验对照组不锈钢保温杯塑料茶杯第25课 学习内容2.核心目标第25课 学习内容1.用 2 个 DS18B20 分别采集塑料杯（P0）、保温杯（P1）的水温2.通过 mPython 程序定时读取温度，在 OLED 屏实时显示，同时通过 MQTT 上传至掌控 IOT 平台，远程记录、对比水温变化。2.原理逻辑第25课 学习内容DS18B20 通过单总线协议与开发板通信，程序定时触发温度采集。利用 OLED 本地显示温度，直观对比；MQTT 上传数据到平台，实现远程记录分析。对比 “塑料杯（散热快）” 与 “保温杯（散热慢）” 的水温下降曲线，验证不同容器的保温特性。3.硬件准备第25课 学习内容第25课 学习内容 试一试：根据需求分析和功能实现，拖动右边的模块，绘制流程图。若没有需要的模块，也可以自行绘制。4.分析热水降温规律实验的功能需求第25课 学习内容4.核心流程图5.连接方式第25课 学习内容红线（VCC） → 接掌控板 3.3V 引脚（供电）黑线（GND） → 接掌控板 GND 引脚（接地）白线（DQ） → 接掌控板任意 GPIO 引脚（如P0， P1，数据通信）第25课 学习内容登录平台：进入 掌控 IOT 官网，登录账号，添加设备（需与代码中 client_id、user、pwd 匹配）。2.创建主题：在平台为 P0（塑料杯）、P1（保温杯）分别创建主题，确保代码中发布的主题与平台一致。6.掌控 IOT 平台配置6.掌控 IOT 平台配置第25课 学习内容3.数据查看：设备上线后，可在平台 “数据监控” 或 “时序数据库” 查看温度曲线，远程记录对比。 填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？（可以采用文字、简笔画等形式）第25课 学习内容7.分析热水降温规律实验的功能需求第25课 学习内容7.分析热水降温规律实验的功能需求 填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？（可以采用文字、简笔画等形式）8.依据实验手册编写程序第25课 学习内容代码关键说明DS18B20 驱动：ds18b20 库需确保已导入，若 mPython 环境未内置，需手动添加。MQTT 主题："5e0f48xSqd"、"5e0f4Ljut" 需与掌控 IOT 平台的设备主题一致，否则数据无法上传。温度精度：DS18B20 默认输出小数（如 25.5），直接转字符串上传即可。8.主要代码第25课 学习内容 同学们设计的热水降温规律实验系统非常好，接下来我们要尝试热水降温规律实验系统的功能实现。第25课 学习内容第25课 学习内容 做一做：从工具箱中选择所需器材，完成硬件搭建与网络配置。模拟实现热水降温规律实验的功能第25课 学习内容模拟实现热水降温规律实验的功能 做一做：设置物联网服务平台及网络。第25课 学习内容设置网络和物联网服务平台模拟实现热水降温规律实验的功能 同学们，你们的设计非常好，但是你们的系统能同时采集不同水杯中的水温数据吗？ 想一想：如何实时获取不同水杯中的水温数据？二、探究热水降温规律系统实践第25课 学习内容采集数据 试一试：用传感器获取水温数据并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在下表中。模拟实现热水降温规律实验的功能第25课 学习内容采集数据 试一试：用传感器获取水温数据并在主控板上实时显示。数据实时显示了吗？第25课 学习内容传输与存储数据 主控板：读取传感器数据并通过网络发送给物联网服务平台。 物联网服务平台：数据的存储与转发。试一试：将数据传送到物联网服务平台。上传数据到物联网服务平台注意：要设置2个主题，名称不能相同。传输与存储数据二、探究热水降温规律系统实践第25课 学习内容登录物联网服务平台，在相应主题中查看数据。传输与存储数据保温杯第25课 学习内容登录物联网服务平台，在相应主题中查看数据。传输与存储数据第25课 学习内容 果然能在物联网服务平台看到数据啦！ 传感器获取的数据能下载吗？如果想要处理与分析不同材质水杯的水温数据以及相同材质水杯不同状态下的水温数据，同学们有什么好的方法吗？模拟实现热水降温规律实验的功能第25课 学习内容分析处理数据 不同材质水杯的水温数据以及相同材质水杯不同状态下的水温数据有变化吗？说一说你们监测到的数据变化情况。 数据分析形式：（A．物联网服务平台　B．电子表格 　C．Python模块） 不同材质水杯水温下降情况:相同材质水杯不同状态下（是否加盖）水温下降情况:结论：二、探究热水降温规律系统实践第25课 学习内容物联网服务平台上不同设备主题的变化趋势图。分析处理数据二、探究热水降温规律系统实践第25课 学习内容 同学们，如果要使实验的结论更具有说服力，在实验过程可以采取多个对照组。本实验除了能设置不同材质、水杯是否加盖等变量，还可以采用哪些对照条件？改变杯子口径相同时间内热水下降情况……模拟实现热水降温规律实验的功能第25课 学习内容说一说： 热水在不同材质的容器里冷却的速度不同，这在生活中有哪些实际应用呢？探讨热水降温规律的应用和实践意义请老师根据教学实情，展示学生作品成果。成果展示第25课 学习内容二、探究热水降温规律系统实践 1．按照采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节分析探究热水降温规律系统的功能需求。 2．用温度传感器实时获取不同水杯中的温度；利用主控板将数据实时发送到物联网服务平台；通过分析图表可以直观发现数据变化情况。获取的数据可以在物联网服务平台、电子表格或Python中可视化呈现。第25课 课堂总结第25课 学习内容将所有数据放在同一个表格中绘制复式图。分析处理数据二、探究热水降温规律系统实践--课下1第25课 学习内容 实现探究热水降温规律实验系统功能。主要代码 1．选择几种保温杯，找出保温效果最好的保温杯。 2．你觉得物联网技术还可以应用在哪些科学实验中？提出实践思路。第25课 拓展与提升