王先瑋

● 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

智能家居是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)應(yīng)用，其核心技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?，F(xiàn)在智能家居產(chǎn)品已經(jīng)逐漸走出實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始走進(jìn)普通家庭，江蘇省信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平測(cè)試的部分考題也涉及物聯(lián)網(wǎng)及智能家居的相關(guān)知識(shí)，但是“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，學(xué)生需要親眼看見(jiàn)、親手實(shí)驗(yàn)才能更深刻地掌握智能家居、物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)。本節(jié)課除了講解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的理論知識(shí)，還提供實(shí)物讓學(xué)生觀看，也提供了一些實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，旨在讓學(xué)生通過(guò)對(duì)智能家居進(jìn)行連接、設(shè)置等操作過(guò)程理解智能家居的工作原理。本節(jié)課采用了UMU教學(xué)平臺(tái)，能夠滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求，并編制了測(cè)試題，讓學(xué)生學(xué)習(xí)，及時(shí)練習(xí)，并且能及時(shí)給學(xué)生反饋;除了基礎(chǔ)任務(wù)，還有挑戰(zhàn)任務(wù)，提供實(shí)戰(zhàn)機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了分層教學(xué)。

● 學(xué)習(xí)者分析

本節(jié)課的學(xué)習(xí)對(duì)象是高二年級(jí)學(xué)生，處于這個(gè)年齡段的學(xué)生已經(jīng)具備一定的自學(xué)能力，以及較強(qiáng)的知識(shí)應(yīng)用和遷移能力，他們對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的新知識(shí)非常關(guān)注，思維比較活躍，愿意嘗試新事物。在前面的信息技術(shù)課上，他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)，能自主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。在這之前，他們通過(guò)電視、商場(chǎng)等途徑已經(jīng)對(duì)智能家居產(chǎn)品有一些了解，對(duì)智能家居的工作原理和工作過(guò)程充滿好奇，非常希望通過(guò)自己動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：了解智能家居的基本概念;掌握物聯(lián)網(wǎng)和傳感器的基本概念和工作原理;能根據(jù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行簡(jiǎn)單的智能家居設(shè)備的設(shè)置;能根據(jù)實(shí)際需求選擇智能家居產(chǎn)品并做出方案。

過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)解決生活實(shí)際問(wèn)題掌握搭建簡(jiǎn)單智能家居環(huán)境的思路和方法。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：培養(yǎng)主動(dòng)探索新知的習(xí)慣;培養(yǎng)利用所學(xué)知識(shí)解決生活實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)。

● 教學(xué)準(zhǔn)備

兩組智能家居設(shè)備，包括小度產(chǎn)品（小度智能音箱、智能遙控器、智能燈泡）和小米產(chǎn)品（智能網(wǎng)關(guān)、智能插座、人體感應(yīng)器）;UMU網(wǎng)站上建立的《走近智能家居》課程，給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，課程網(wǎng)址：https：//m.umu.cn/course/？groupId=3386870&sKey=7491086bbcfda212c4c5e7f8d515094a。

● 教學(xué)過(guò)程

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入課題

生活中每個(gè)人都有煩惱，學(xué)生有學(xué)生的煩惱，老師有老師的煩惱。李老師最近遇到了幾個(gè)煩心事，大家一起來(lái)看看，我們能不能利用所學(xué)的知識(shí)幫助到她。

PPT展示李老師的煩惱。

煩惱1：家里人多手雜，遙控器經(jīng)常不知道放到哪里了，看個(gè)電視、開(kāi)個(gè)空調(diào)都要四處尋找遙控器，非常不方便。

煩惱2：天氣熱了，班級(jí)開(kāi)空調(diào)了，有時(shí)班上晚自習(xí)結(jié)束后，班上同學(xué)會(huì)忘記關(guān)空調(diào)，導(dǎo)致空調(diào)開(kāi)了一夜，造成能源浪費(fèi)。

煩惱3：李老師有輕度強(qiáng)迫癥，尤其是她最后一個(gè)離開(kāi)家的時(shí)候，總擔(dān)心家里的門(mén)沒(méi)有關(guān)好，小偷光顧家里，甚至有的時(shí)候，她到了學(xué)校還趕回家檢查家里的門(mén)是否關(guān)好。

煩惱4：李老師有輛電瓶車(chē)，充電時(shí)按要求只能充一個(gè)半小時(shí)，否則電池會(huì)容易壞，可是李老師經(jīng)常忘記充電時(shí)間，有時(shí)半夜起來(lái)才拔掉充電器插頭。

教師提問(wèn)：同學(xué)們，你們?cè)谏钪杏袥](méi)有遇到類似的問(wèn)題？是怎么解決的？

學(xué)生提出一些解決思路和方法。

教師總結(jié)：李老師的這些煩惱，我們可以運(yùn)用智能家居技術(shù)，選用一些智能家居產(chǎn)品，通過(guò)簡(jiǎn)單的搭建和設(shè)置來(lái)解決。今天，我們一起來(lái)走近智能家居。

設(shè)計(jì)意圖：利用真實(shí)的煩惱來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，李老師的這些煩惱是真實(shí)的，來(lái)源于生活，更能激發(fā)學(xué)生對(duì)這節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣。

2.學(xué)習(xí)新知

（1）智能家居的基本知識(shí)。

①播放一段智能家居發(fā)展的視頻，學(xué)生觀看視頻，思考并回答問(wèn)題：視頻中智能家居可以實(shí)現(xiàn)哪些功能？視頻中哪些功能可以解決李老師的煩惱？你能簡(jiǎn)單概括智能家居的工作原理嗎？②智能家居的概念。③智能家居解讀。核心技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)的功能：對(duì)家里的物件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制（聲控、遠(yuǎn)程控制、一鍵控制）。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：獲得更好的生活、心理雙重享受。

（2）物聯(lián)網(wǎng)的基本概念。

（3）傳感器知識(shí)。

①傳感器概念。②生活中的傳感器。③智能家居中用到的傳感器（如表1）。④圖1中智能家居用到哪些傳感器？

（4）新知測(cè)試。

利用UMU平臺(tái)，檢測(cè)所學(xué)到的理論知識(shí)。教師現(xiàn)場(chǎng)反饋。

設(shè)計(jì)意圖：智能家居、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是全新概念，比較抽象、枯燥、難懂。為了讓學(xué)生能快速理解這些概念，開(kāi)始時(shí)用一段視頻引入，讓學(xué)生對(duì)智能家居能實(shí)現(xiàn)哪些功能有一個(gè)初步的了解;在講解理論時(shí)，選取了大量生活中的例子，讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。本環(huán)節(jié)的最后，利用UMU平臺(tái)選取了江蘇省學(xué)業(yè)水平測(cè)試相關(guān)題目，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反饋，幫助學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)這部分理論知識(shí)的理解。

3.利用新知解決李老師的煩惱

（1）示例講解。

煩惱1：家里人多手雜，遙控器經(jīng)常不知道放到哪里了，看個(gè)電視、開(kāi)個(gè)空調(diào)都要四處尋找遙控器，非常不方便。

需要解決的問(wèn)題：遙控器難找。

解決問(wèn)題的思路：能不能有一種簡(jiǎn)單的方法，不用四處尋找遙控器也能方便控制家用電器。

添加設(shè)備：智能遙控器、智能音響、無(wú)線路由器。

組網(wǎng)過(guò)程：添加并設(shè)置無(wú)線路由器;設(shè)置小度連上局域網(wǎng);添加智能遙控器;智能遙控器學(xué)習(xí)控制過(guò)程。

選用智能家居產(chǎn)品原理分析如表2所示。

（2）現(xiàn)場(chǎng)展示用小度音響語(yǔ)音控制空調(diào)開(kāi)關(guān)。

設(shè)計(jì)意圖：在引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的同時(shí)，還引導(dǎo)學(xué)生思考自己為什么選用這個(gè)產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品有什么作用，能實(shí)現(xiàn)什么功能，從而幫助學(xué)生進(jìn)一步理解物聯(lián)網(wǎng)的概念，同時(shí)也訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力。

4.學(xué)生完成任務(wù)

（1）部分學(xué)生完成挑戰(zhàn)任務(wù)。

挑戰(zhàn)任務(wù)1：設(shè)置小米的系列產(chǎn)品，完成“人來(lái)燈亮，人走燈滅”實(shí)驗(yàn)（如圖2）。

挑戰(zhàn)任務(wù)2：設(shè)置小度的系列產(chǎn)品，完成“語(yǔ)音控制燈”（如圖3）。

（2）其余學(xué)生觀看UMU本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容中的智能家居產(chǎn)品介紹，選取合適的智能家居產(chǎn)品，分組解決李老師的其他煩惱，填寫(xiě)任務(wù)分析表（如圖4）。

設(shè)計(jì)意圖：由于實(shí)驗(yàn)器材有限，所以現(xiàn)場(chǎng)只能有兩組學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作，其余學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求選取合適的智能家居產(chǎn)品完成方案的制訂，現(xiàn)場(chǎng)操作的學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，其余學(xué)生也能看到效果，這樣，智能家居對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，就不再神秘，能引發(fā)他們以后進(jìn)一步使用智能家居產(chǎn)品的想法。

5.反饋與交流

教師展示學(xué)生不同的解決方案，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。同時(shí)，展示學(xué)校針對(duì)李老師的煩惱2，給出的真實(shí)解決方案。

設(shè)計(jì)意圖：解決同一個(gè)問(wèn)題，可以有不同的方案，展示學(xué)生制訂的不同方案，讓他們可以對(duì)比自己的方案和別人的方案的不同，從而拓寬思路。

6.小結(jié)

本節(jié)課我們了解了智能家居的概念，掌握了物聯(lián)網(wǎng)、傳感器的概念和工作原理，并且根據(jù)實(shí)際情況，選擇智能家居產(chǎn)品，完成了方案的制訂，另外，兩組學(xué)生完成了挑戰(zhàn)任務(wù)。

設(shè)計(jì)意圖：和學(xué)生一起梳理本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，加深學(xué)生的印象。

7.智能家居展望

教師：請(qǐng)你說(shuō)一說(shuō)，學(xué)完今天的內(nèi)容以后，你準(zhǔn)備添置什么產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)什么樣的功能。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地聯(lián)系生活實(shí)際，用自己所學(xué)的知識(shí)解決生活實(shí)際問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)信息技術(shù)的熱情。

● 教學(xué)反思

這節(jié)課的理論知識(shí)比較多，而且比較抽象難懂，所以處理得不好容易把它上成枯燥乏味的純理論課。由于這部分內(nèi)容比較新，所以學(xué)校缺少相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但是如果光說(shuō)不練，學(xué)生就無(wú)法理論聯(lián)系實(shí)際，也產(chǎn)生不了學(xué)習(xí)的動(dòng)力和熱情，所以該教學(xué)內(nèi)容在設(shè)計(jì)上存在一定的難度。就本節(jié)課來(lái)說(shuō)，其教學(xué)設(shè)計(jì)符合新課程的理念，兼顧理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用，通過(guò)設(shè)置真實(shí)的任務(wù)情境，鼓勵(lì)學(xué)生在數(shù)字化環(huán)境中學(xué)習(xí)和實(shí)踐。本節(jié)課利用UMU平臺(tái)構(gòu)建了自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)平臺(tái)，同時(shí)設(shè)置了分層任務(wù)，兼顧了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，課堂效果比較好。

本節(jié)課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)特別接地氣，用課件展示的李老師的四個(gè)煩惱來(lái)源于生活實(shí)際，是真實(shí)的，能夠引起學(xué)生的共鳴，引發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)習(xí)新知環(huán)節(jié)，教師播放了一段視頻，學(xué)生通過(guò)視頻對(duì)智能家居有了一定的了解。理論部分的講解盡量結(jié)合生活中的例子，讓學(xué)生能將理論和生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。高二年級(jí)學(xué)生都將面臨學(xué)業(yè)水平測(cè)試，所以在學(xué)習(xí)完理論知識(shí)后，用UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行了一個(gè)測(cè)試，并及時(shí)反饋考試結(jié)果，從而加深學(xué)生的印象。在實(shí)踐環(huán)節(jié)，安排了兩組學(xué)生完成挑戰(zhàn)任務(wù)，其余學(xué)生完成方案紙上設(shè)計(jì)部分，這樣既讓學(xué)生看到了這些產(chǎn)品的連接、設(shè)置的過(guò)程，看到了最后完成的效果，又讓他們體驗(yàn)了設(shè)計(jì)產(chǎn)品方案的過(guò)程。

本節(jié)課的遺憾之處在于，兩個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)其實(shí)分別是小度產(chǎn)品組和小米產(chǎn)品組，我本意是想讓學(xué)生思考，這兩組產(chǎn)品都是智能家居產(chǎn)品，但是兼容性不好，這也是當(dāng)前智能家居產(chǎn)品需要改進(jìn)的地方，但是教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂上這一點(diǎn)并沒(méi)有得到很好的體現(xiàn)。

點(diǎn)? 評(píng)

《走近智能家居》是根據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》必修課程中“模塊2：信息系統(tǒng)與社會(huì)”中的內(nèi)容要求“2.3 通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例，知道信息系統(tǒng)與外部世界的連接方式，了解常見(jiàn)的傳感與控制機(jī)制”設(shè)計(jì)的。新課標(biāo)中與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求有兩條，分別是第3級(jí)“物聯(lián)網(wǎng)的概念，認(rèn)識(shí)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用”和第4級(jí)“能列舉日常生活中與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備，描述其工作原理”。

本節(jié)課先是通過(guò)生活中的真實(shí)例子“李老師的煩惱”導(dǎo)入，接著用視頻和PPT向?qū)W生介紹了智能家居、物聯(lián)網(wǎng)的一些概念和工作原理，然后讓學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)方案解決李老師的煩惱這個(gè)任務(wù)過(guò)程理解“需求分析—選擇合適的家居產(chǎn)品—方案設(shè)計(jì)”這樣的設(shè)計(jì)智能家居方案的過(guò)程，還克服了實(shí)驗(yàn)器材不足的困難，通過(guò)兩組學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，讓全班學(xué)生看到了智能家居產(chǎn)品真實(shí)的設(shè)置和工作過(guò)程，還利用UMU平臺(tái)為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了支持。教學(xué)內(nèi)容選擇緊扣信息系統(tǒng)和信息社會(huì)這兩個(gè)學(xué)科大概念，結(jié)合了當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的前沿知識(shí)和發(fā)展趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐和制訂設(shè)計(jì)方案，掌握智能家居、物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和工作原理，符合新課標(biāo)的要求。本節(jié)課的課堂教學(xué)貼近學(xué)生生活實(shí)際，注重理論與實(shí)際相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生間的合作和師生交流，取得了良好的教學(xué)效果。

這節(jié)課的遺憾之處在于，由于智能家居器材不足，理論講得多，學(xué)生的實(shí)踐時(shí)間有些少，建議以后學(xué)校能多添置一些智能家居設(shè)備，教師多設(shè)計(jì)一些動(dòng)手實(shí)踐的環(huán)節(jié)，讓更多的學(xué)生能親自動(dòng)手操作，體驗(yàn)智能家居給生活帶來(lái)的變化。