探索物联网认识原理、动手实践

川教版信息科技 · 八年级上册

校园闸机怎样识别身份？传感器怎样测出环境变化？手机上的一条指令，又怎样让远处的设备作出响应？物联网把现实中的物品与信息系统联系起来，也为学生提供了观察技术、理解原理和动手设计的机会。

这套课程围绕川教版八年级上册前3个单元展开，共9节课。学习从生活案例出发，逐步进入传感器数据读取、执行器控制和平台通信，最终通过智能消防教学原型，把采集、传输、处理与响应联系起来。

01　认识物联网：看懂身边的智能应用

第一单元回答“什么是物联网”和“它怎样工作”。学生从智能校园、网购流程等情境出发，比较互联网与物联网，认识全面感知、可靠传递和智能处理，并用四层架构分析具体应用。

【图1：第2课 防汛预警系统案例】

这一阶段的成果可以是一份身边应用观察记录、一张系统分层表，或一个未来物联生活方案。学生尝试用自己的语言说明：系统获取了什么信息，又用这些信息完成了什么任务。

02　感知与控制：让数据产生实际作用

第二单元把注意力转向具体器件。传感器如何获取数据？不同任务应该怎样选型？数据满足设定条件后，水泵、蜂鸣器等执行器又怎样响应？学生通过观察读数和运行程序，建立输入、判断与输出之间的联系。

【图2：第5课PPT第22页 读取、显示与循环】

【图3：第6课 喷淋模型的条件控制算法】

动手实践也包含解释与验证：读数为什么变化？设定不同阈值，触发时机会有什么差别？设备没有按预期动作时，应检查数据、条件判断，还是硬件连接？这些问题让程序运行与现象观察相互印证。

03　通信与系统：把分散的设备连接起来

第三单元进一步关注数据怎样传到远处、平台怎样转发消息。学生比较通信技术，理解MQTT的发布与订阅机制，再通过程序案例观察平台记录和设备响应，经历系统设计、分步调试和改进。

【图4：第8课PPT第17页 智慧大棚的MQTT发布与订阅】

项目调试沿着信息路径逐步展开：本地读数是否正常？设备是否联网？平台有没有收到消息？订阅设备是否产生预期响应？学生通过测试记录定位问题，并为修改方案提供依据。

04　不同器材，选择对应的独立案例

课程中的相关实践分别提供K10和M10案例，方便使用不同器材的教师选择。两套程序内容独立，不需要两种设备配合，也不构成先后学习或升级关系。

05　学生可以留下哪些学习成果？

课程把概念理解放进具体任务中，也让实践过程留下可交流、可检查的记录。随着学习推进，学生可以逐步完成以下成果：

面对一个新的智能应用，学生逐渐能够追问：它采集什么信息？信息怎样传递和处理？哪个部件完成动作？怎样证明系统达到了预期效果？这些问题也是继续开展物联网项目设计的基础。

配套器材参考

下图展示行空板K10实验盒及相关配件，按课程任务选择使用。

【器材图：行空板K10信息科技实验盒及配件】

【器材图：温度、火焰、烟雾等传感器与水泵】

K10与M10程序分别对应独立器材方案。这里展示的是K10及传感器配件资料，M10教学使用其对应器材与源程序。

魅客科创中心｜魅客智创

成都本土科创教育服务公司，深耕科创教育领域11年，专注于科创类（创客、人工智能、机器人等）课程与教学服务，为中小学校提供专业的一站式（课程、器材、实验室等）科创教育解决方案。

公司目前在全川（成都、资阳、绵阳、雅安等地）有 10 余家线下校区，致力于为学生提供多元的 STEAM 科技课程，让更多学生体会「创造」的乐趣，培养孩子动手能力，激发学生的创新意识。与四川科技馆、绵阳科技馆长期合作开展科技教育、科普研学活动合作。

公司学校业务品牌「魅客智创」目前已与四川省内100+家学校开展科创产品、课程合作，广受好评。