教学教案设计
总第7课时
课?题?名?称
校园数字气象站实时传输
学习目标
（包含学科核心素养）
信息意识：理解实时数据传输在气象监测中的实际意义，能识别智能终端与移动终端在数据交互中的角色差异
计算思维：通过编程实现终端间数据交互与反馈控制，掌握分步骤解决问题的逻辑（如连接硬件、编写程序、调试运行）
数字化学习与创新：利用Wi-Fi/蓝牙技术完成跨终端协作，设计符合功能需求的实时传输系统，并优化调试流程。
信息社会责任：在模拟开关窗操作中，体会自动化系统对校园安全的保障作用，初步形成技术应用的伦理意识。
问
题
类
型
学生问题
智能终端和移动终端都需要连接网络，它们的区别到底是什么？
如果Wi-Fi信号不稳定，是否会影响气象数据的实时传输？
编写程序时，如何确保移动终端能正确接收大风预警并发送开关窗命令？
学科问题
1.为什么需要两块主控板分别作为智能终端和移动终端？单板能否实现全部功能？
2.数据传输过程中选择Wi-Fi或蓝牙的依据是什么？两种协议的适用场景有何差异？
3.智能终端的阈值设定与反馈控制如何体现自动化系统的逻辑闭环？
教师问题
1.引导思考：如果想让气象站同时支持手机端和电脑端监控，系统架构需要如何调整？
2.深化理解：在调试时，若舵机未按指令开关窗，可能有哪些环节出错？如何逐一排查？
问题系统
（星号标出核心问题）
1.为什么需要两块主控板分别作为智能终端和移动终端？单板能否实现全部功能？
2.数据传输过程中选择Wi-Fi或蓝牙的依据是什么？两种协议的适用场景有何差异？
3.智能终端的阈值设定与反馈控制如何体现自动化系统的逻辑闭环？
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：
播放一段“校园突遇大风，气象站自动关窗”的动画视频，引发学生兴趣。
核心问题：
“气象站如何实现‘无人值守’的智能关窗？远程控制需要哪些技术支持？”
互动活动：
“脑暴快答”：分组列举“远程监控”的关键技术（如网络、传感器、编程）。
埋下悬念：展示两块主控板的实物，提问：“为什么需要两块板？它们分工有何不同？”
知识点：
实时传输的价值（信息意识）；
智能终端与移动终端的角色分工（计算思维）。
学（自主探究）：
自主探究任务：
任务1：终端角色解密
知识点：智能终端（数据存储+上传）、移动终端（数据展示+控制）。
活动：根据教材“写一写”表格，自主对比两者异同（功能、连接方式）。
答案示例：
对比项
智能终端
移动终端
功能
收集数据、上传、执行命令
显示数据、发送控制指令
网络需求
需连接传感器和移动终端
需接入互联网/局域网
任务2：硬件连接模拟
知识点：主控板、传感器、舵机的连接逻辑。
活动：完成“硬件接线图”（参考教材图4）。
重点：雨量传感器→智能终端；舵机→智能终端；双板通过Wi-Fi互联。
三、探（合作探究）：
合作探究任务：
任务：编程闯关赛
分组角色：程序员（写代码）、测试员（调试）、架构师（画流程图）。
关卡1：补全开关窗流程图（教材图3空白部分）
知识点：阈值判断→预警发送→指令接收→舵机控制。
答案：
大风预警触发→移动终端弹出警告→用户点击“关窗”→命令回传→智能终端驱动舵机
关卡2：连接上硬件，对主控板进行程序表写
任务：参考教材P43页，合作完成主控板程序编写。
关卡3：运行程序
运行调试是否实现了气象数据订阅，能否收到大风预警，能否通过计算机端访问智能终端获取气象数据。
四（课堂检测）：
课堂检测题目设计:
选择题：
大风预警的反馈控制中，移动终端的作用是？（答案：B）
A.收集气象数据
B.发送关窗指令
C.存储历史数据
判断题：
单块主控板可同时实现数据采集和远程控制。（答案：?需分工协作）
排序题：
将“开关窗流程”按顺序排列（答案：③→①→④→②）
①移动终端发送指令②舵机关窗③大风触发阈值④智能终端接收指令
五、拓（知识拓展）：
活动设计：
任务1：跨学科应用
场景：设计“家庭智能温室”，需实现温度超标自动开窗。
讨论：
“蓝牙/Wi-Fi如何选择？若家庭网络瘫痪，如何保证系统运行？”
答案：短距离用蓝牙（低功耗），长距离用Wi-Fi；增加本地存储作为备用。
任务2：伦理辩论
辩题：
“自动化系统是否会导致人类过度依赖技术？”
引导：结合校园安全（保障）与隐私风险（数据监控）展开讨论。
板书设计
校园数字气象站实时传输
一、终端角色对比
智能终端：采集数据→存储上传→执行命令（舵机）
移动终端：接收数据→显示监控→发送指令
二、数据传输流程
传感器→智能终端→（Wi-Fi/蓝牙）→移动终端→用户控制