标题

第十七课 物联数据需采集

课时

1 课时

教学目标

知识与技能

1.学生能够熟练掌握利用传感器获取数据的方法，包括温湿度传感器、土壤

湿度传感器、光敏传感器等常见传感器的连接与使用。

2.学生能够熟悉从互联网中获取数据的方法，如通过官方网站查看天气数

据、调用 API 获取天气预报数据等，并理解返回数据的 JSON 格式及处理方式。

3.学生能够掌握配置物联网服务平台的基本操作，包括添加主题、分配用户

名和密码等，以及实现数据的传输与存储，了解 MQTT 服务器在物联数据处理中作

用。

过程与方法

1.通过实际操作传感器连接和数据采集，培养学生的动手实践能力和解决实

际问题的能力。

2.在从互联网获取数据的实践活动中，学生能够学会利用网络资源和编程工

具实现数据获取，提高信息获取和处理能力。

3.小组合作完成任务，如从官方网站获取天气数据、搭建硬件环境并采集发

布数据等，培养学生团队协作、交流沟通和组织协调能力，进一步提升学生自主

学习和探究能力。

情感态度与价值观

1.让学生体会到物联网技术在数据采集与传输方面的强大功能，激发学生对

物联网技术的学习热情和探索欲望。

2.培养学生严谨的科学态度和创新精神，鼓励学生在实践中勇于尝试新方法

和新思路，提高学生对信息技术学科的兴趣和自信心。

3.引导学生关注物联网技术在日常生活中的应用，增强学生利用信息技术改

善生活的意识和社会责任感。

教学重难点

教学重点

1.常见传感器的连接与数据获取方法。

2.从互联网获取数据的流程及 API 调用方法，如天气预报数据获取与处理。

3.物联网服务平台的配置及数据传输与存储的实现，包括 MQTT 服务器的使

用。

教学难点

1.理解和处理从互联网获取的 JSON 格式数据，准确提取所需信息。

2.根据项目需求合理配置物联网服务平台，确保数据的准确传输与存储。

3.解决数据传输与存储过程中的实际问题，如实时查看主控板运行状态、区

分同一主题中的多种数据、减少数据冗余等。

教学方法

讲授法、演示法、讨论法、案例分 析 法

学情分 析

八年级 学生 已 具 备 一 定 的信息技术基 础 和动手实践能力，对物联网技术 有 了

初 步的了解和兴趣。在 之前 的课程学习中，学生接 触 过一 些简单 的 电子设备 和编

程 概念 ， 但 对于传感器的使用、互联网数据获取以及物联网服务平台的配置等 内

容可 能 还比较陌 生。在教学过程中，应从学生熟悉的生活 场景入 手，引导学生 逐

步掌握 相 关知识和技能，注重实践操作的 指 导，鼓励学生 积极 思 考 和探索，通过

小组合作解决问题，提高学生的学习 效果 和 综 合能力。同时， 由 于学生 个 体 差

异 ，在实践操作过程中， 部 分学生 可 能需 要更 多的 帮助 和 指 导。

教 材 分 析

本 节 课 是八年级 信息科技课程第 四单元“简易 物联 系统 实践 ” 中的第 1 7 课，

主 要围绕 物联数据的采集 展开 。教 材内容承 接 上 一课对物联 系统 功能 模块 的 划

分，重点讲解数据采集的 两 种主 要 方式 —— 传感器采集和互联网数据获取，以及

数据的传输与存储。通过本 节 课的学习，学生 将 掌握 构 建 简易 物联 系统 中数据采

集环 节 的关 键 技术和方法， 为后续 实现物联 系统 的完 整 功能 奠定 基 础 。在教学过

程中，教 师可结 合实际案例，对教 材内容 进行 适当拓展 和 补充 ， 帮助 学生 更好地

理解和应用所学知识。

教学过程

过程

内容

导 入

1. 展 示问题情境 ： 通过 PPT 展 示生活中的物联网 设备 ，如 智 能 家居系统 、 智

能 农业设备 等，提问学生 这些设备是 如 何 获取数据的，引 出 本 节 课主题 —— 物联

数据需采集。

2.引导思 考： 引导学生思 考 数据在物联 系统 中的重 要性 ，以及数据 可 能的 来

源 途径 ，激发学生学习兴趣。

新课讲授

一、利用传感器获取数据

传感器 介绍 与连接演示 ：展 示温湿度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器

实物，讲解 其 功能和工作 原 理。教 师 在实 验设备上 演示传感器与主控板的连接方

法，强调连接时的注意 事 项，如引 脚 对应关 系 、 电 源 正负极 连接等。

学生实践操作 ： 学生分组进行传感器连接操作，教 师巡视指 导，及时 纠正 学

生连接过程中的 错误 ，确保 每个 小组 都 能 正 确连接传感器。

数据 读 取 测 试 ： 连接完成 后 ， 指 导学生编 写简单代 码 读 取传感器数据，并在

显 示 屏或终端上显 示。 请几个 小组 展 示 他们读 取到的数据，教 师 进行点 评 和 总

结 。

二 、从互联网获取数据

官网数据获取引导 ：打开 中 国 气 象局 官方网站 （weather . cma . cn） 和中 央 气

象 台官网 （www . nmc . cn） ， 向 学生 展 示如 何 在官网实时查看天气数据， 介绍 官网

数据的 可靠性 和 权威性 。

API 获取数据讲解 ： 讲解互联网中 免费 天气预报数据 API 的 概念 和作用，以

具体 API 为 例， 详细说明 注 册申请 获 得 key 、 城市 编码以及通过 H TTP 请 求获取数

据的流程。 结 合 代 码示例，解 释 如 何 使用编程 语言（ 如 P ython） 发 送请 求并处理

返回的 JSON 格式数据。

小组任务布置与实践 ： 布置小组任务， 要 求学生合作从官方网站获取所在 地

当 天的天气数据。教 师 提 供相 关 API 文档 和示例 代 码，引导学生根据 文档 进行编

程操作。在学生实践过程中，教 师巡视各 小组，解 答 学生 遇 到的问题，如网络 请

求 失败 、数据解 析错误 等。

三 、物联网服务平台配置与数据传输存储

1.平台配置讲解与演示 ： 以物联 花盆系统为 例，讲解在物联网服务平台中添

加主题的方法和意 义 ，根据项目 终端设备 数 量 添加温度、光 照 强度、土壤湿度等

主题，并 为每个 主控板分配用户名和密码。教 师 在平台 上 进行实际操作演示，让

学生 清楚 了解配置过程。

2.数据传输存储实践任务布置 ： 布置任务， 要 求学生搭建 好 硬件环境，采集

并发布温度、光 照 强度和土壤湿度等数据。教 师 提 供 数据传输存储的主 要代 码 框

架 ， 指 导学生完成 代 码编 写 ，实现 将 传感器数据发 送 到对应主题的 MQTT 服务器

中。在学生实践过程中，教 师 引导学生思 考 数据传输过程中的问题，如如 何 确保

数据准确发 送 、如 何 处理网络 异 常等。

小组讨论与思 考

（ 一 ） 传感器数据采集

1.在传感器连接过程中，如 果 发现传感器数据 读 取 异 常， 可 能 是哪些原因 导