走進物聯(lián)網(wǎng) 第2版 1.2 物聯(lián)網(wǎng)的起源教案_第1頁
走進物聯(lián)網(wǎng) 第2版 1.2 物聯(lián)網(wǎng)的起源教案_第2頁
走進物聯(lián)網(wǎng) 第2版 1.2 物聯(lián)網(wǎng)的起源教案_第3頁
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文檔簡介

1.2走進物聯(lián)網(wǎng)教案階段1--------預(yù)期結(jié)果所確定的目標:1.了解物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展歷程,掌握"特洛伊咖啡壺"事件的技術(shù)意義。2.理解物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的核心區(qū)別,能準確描述物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征。3.掌握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)處理)的基本原理。4.能分析物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的典型應(yīng)用案例,如智能手表的物聯(lián)功能。理解:1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何實現(xiàn)"物物相連"的通信模式。2.物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)中感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的協(xié)同工作機制。3.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對社會信息化進程的推動作用?;締栴}:1.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)區(qū)別是什么?如何通過技術(shù)手段實現(xiàn)"物體自己說話"?2.從"特洛伊咖啡壺"到現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng),技術(shù)演進經(jīng)歷了哪些關(guān)鍵階段?3.智能手表等可穿戴設(shè)備如何體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)特征?學生將會知道(將能夠做到)1.能復(fù)述物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展史上的關(guān)鍵事件(如1991年咖啡壺事件、1995年比爾·蓋茨預(yù)測)。2.會對比分析互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的異同,完成對照表并解釋技術(shù)差異。3.能操作智能手表的物聯(lián)功能(如遙控拍照、健康監(jiān)測),分析其技術(shù)實現(xiàn)原理。4.能設(shè)計簡單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景,說明所需的感知設(shè)備與通信方式。階段2--------評估證據(jù)表現(xiàn)性任務(wù):1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演進時間軸制作:分組梳理1991-2025年物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展關(guān)鍵事件,標注技術(shù)突破節(jié)點。2.智能設(shè)備拆解分析:以智能手表為例,繪制其物聯(lián)網(wǎng)功能模塊圖(傳感器、通信模塊、應(yīng)用接口)。其他證據(jù):1.互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)對比表:完成教材表1-2-3,準確填寫5項以上技術(shù)差異點。2.家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研:列出3種以上家中具備物聯(lián)網(wǎng)特征的設(shè)備,說明其感知方式與數(shù)據(jù)傳輸路徑。3.實驗報告:提交"網(wǎng)絡(luò)攝像機安裝調(diào)試"實踐活動的問題記錄與解決方法。階段3--------學習計劃一、導(dǎo)入新課1.情境創(chuàng)設(shè):播放"特洛伊咖啡壺"事件復(fù)原動畫(參考教材圖1-2-1),提問:“為什么這個簡單的咖啡監(jiān)控系統(tǒng)被認為是物聯(lián)網(wǎng)的雛形?”2.數(shù)據(jù)沖擊:展示兩組數(shù)據(jù)對比:1993年咖啡壺網(wǎng)站日訪問量240萬次2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接量預(yù)計達754億臺(來源:Gartner2024年報告)引導(dǎo)學生思考:“從監(jiān)控咖啡壺到萬物互聯(lián),技術(shù)實現(xiàn)了怎樣的跨越?”二、新課內(nèi)容1.物聯(lián)網(wǎng)的起源:(1)從咖啡壺開始的革命1991年劍橋大學科學家解決“下樓看咖啡”的痛點,采用圖像捕捉技術(shù)(3幀/秒)實現(xiàn)本地監(jiān)控,1993年升級為1幀/秒的因特網(wǎng)傳輸,成為首個物聯(lián)設(shè)備案例。關(guān)鍵啟示:物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是解決真實世界的連接需求,而非技術(shù)堆砌。(2)比爾·蓋茨的預(yù)見性(1995年《未來之路》)分組匹配教材中5項預(yù)測與現(xiàn)代技術(shù)實現(xiàn)(如表1):預(yù)測內(nèi)容現(xiàn)代對應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)年份視頻點播功能網(wǎng)絡(luò)電視/流媒體平臺2005年電子論壇購物淘寶/京東電商平臺2003年電子錢包支付數(shù)字人民幣/移動支付2014年地圖全景導(dǎo)航百度地圖/高德地圖2010年設(shè)備定位追蹤手機GPS/北斗定位2007年2.物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)解析(1)概念辨析:通過“對話模擬”活動解釋技術(shù)差異:互聯(lián)網(wǎng)模式:"人問→人答"(需手動輸入信息)物聯(lián)網(wǎng)模式:"物說→人知"(自動感知+主動傳輸)展示教材圖1-2-8,標注物聯(lián)網(wǎng)新增的感知層(傳感器、RFID)與智能處理層。(2)關(guān)鍵技術(shù)組件:①感知技術(shù):以智能手表為例,解析PPG心率傳感器(教材圖1-2-10)如何將生物信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字數(shù)據(jù)。②通信技術(shù):對比藍牙(智能手表與手機)、Wi-Fi(家庭攝像頭)、NB-IoT(智能電表)的應(yīng)用場景差異。③數(shù)據(jù)處理:簡化說明"云邊協(xié)同"模式——本地設(shè)備(如智能手表)預(yù)處理數(shù)據(jù),云端(健康A(chǔ)PP)進行深度分析。3.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的對比小組競賽:3分鐘內(nèi)完成表1-2-3的異同分析,要求至少包含:對比維度互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)連接對象計算機/手機(人為主導(dǎo))所有物體(自主感知)數(shù)據(jù)來源人工輸入傳感器自動采集核心協(xié)議TCP/IPIPv6/LoRaWAN/NB-IoT典型應(yīng)用信息瀏覽/社交網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控/遠程控制4.物聯(lián)網(wǎng)的安全與隱私挑戰(zhàn)展示"家庭攝像頭數(shù)據(jù)泄露"新聞報道,結(jié)合教材1.2.3實踐要求,討論:“當我們安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機時,如何在'遠程查看'與'隱私保護'間取得平衡?總結(jié)3項防護措施:修改默認密碼、關(guān)閉不必要的云存儲、定期更新固件。三、實踐操作活動1:智能手表物聯(lián)功能體驗1.分組操作:每組發(fā)放1臺智能手表(或使用手機模擬APP),完成3項任務(wù):藍牙配對后實現(xiàn)遙控拍照(分析短距離通信技術(shù))開啟心率監(jiān)測功能,記錄運動前后數(shù)據(jù)變化(理解傳感器工作原理)設(shè)置電子圍欄提醒(體驗位置服務(wù)與自動報警機制)2.記錄分析:填寫實驗表格(參考教材表1-2-2),重點記錄:“當手表與手機斷開連接時,哪些功能仍能正常工作?為什么?”活動2:網(wǎng)絡(luò)攝像機基礎(chǔ)配置1.安全規(guī)范教學:演示攝像機安裝前的隱私保護設(shè)置(如關(guān)閉默認端口、設(shè)置訪問權(quán)限)。2.步驟指導(dǎo):通過Wi-Fi連接攝像機與手機APP(參考教材二維碼視頻);測試移動偵測功能,記錄觸發(fā)靈敏度與誤報情況;嘗試遠程查看實時畫面,分析延遲產(chǎn)生的可能原因。3.問題排查:提供常見故障案例(如連接超時、畫面卡頓),小組協(xié)作解決并記錄方案。四、拓展練習(課后完成)1.物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設(shè)計基于教材1.2.4能力拓展要求,設(shè)計“未來校園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”,需包含:至少2種新型傳感器應(yīng)用(如環(huán)境光傳感器調(diào)節(jié)教室照明);說明數(shù)據(jù)傳輸路徑(感知層→校園局域網(wǎng)→云端管理平臺);繪制簡易系統(tǒng)架構(gòu)圖(參考教材圖1-2-8)2.家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備調(diào)研采訪父母或親友,記錄家中物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用情況,完成調(diào)研表:設(shè)備名

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