《第2單元萬物互聯(lián)有協(xié)議：7電子標簽我揭秘》教案學科初中信息技術(shù)年級冊別八年級上冊共1課時教材人教版授課類型新授課第1課時教材分析教材分析本課通過生活化情境引入，引導學生認識電子標簽的基本原理、工作方式及其在智能交通、倉儲管理、圖書借閱等領(lǐng)域的廣泛應用。內(nèi)容涵蓋RFID系統(tǒng)組成、數(shù)據(jù)傳輸機制與信息安全初步認知，體現(xiàn)了信息科技課程中“數(shù)字化學習與創(chuàng)新”和“信息社會責任”的核心素養(yǎng)要求。該課作為連接理論知識與真實應用場景的橋梁，為后續(xù)學習網(wǎng)絡協(xié)議與信息安全打下基礎。學情分析八年級學生已具備一定的計算機操作能力和網(wǎng)絡使用經(jīng)驗，對智能手機、校園卡、共享單車等常見電子設備有一定感知，但對背后的技術(shù)原理缺乏系統(tǒng)認知。部分學生可能將電子標簽簡單理解為“二維碼”，存在概念混淆。教學中需通過直觀實驗、對比探究和項目任務，幫助學生建立正確的技術(shù)認知框架。同時，學生處于抽象思維發(fā)展關(guān)鍵期，可通過具象化的案例和互動模擬突破理解難點，激發(fā)其探索興趣與數(shù)字責任感。課時教學目標信息意識1.能識別生活中常見的電子標簽應用場景，如圖書館借書、地鐵刷閘、快遞追蹤等，形成對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的初步感知。2.能主動關(guān)注電子標簽在日常生活中帶來的便利與潛在風險，增強信息敏感度。計算思維1.能通過觀察與對比實驗，歸納出電子標簽與二維碼在識別方式、通信距離、數(shù)據(jù)存儲等方面的差異。2.能基于RFID系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖，分析讀寫器、標簽與天線之間的協(xié)同工作機制，構(gòu)建系統(tǒng)性思維模型。數(shù)字化學習與創(chuàng)新1.能利用模擬軟件或?qū)嵨镌O備完成一次簡單的電子標簽識別實驗，體驗數(shù)據(jù)自動采集過程。2.能設計一個校園智慧場景應用方案（如智能儲物柜、無感考勤），體現(xiàn)技術(shù)融合創(chuàng)新能力。信息社會責任1.能列舉電子標簽可能引發(fā)的隱私泄露風險，如位置追蹤、身份冒用等，并提出基本防范建議。2.能在小組討論中表達對技術(shù)倫理的看法，樹立負責任的信息使用態(tài)度。教學重點、難點重點1.電子標簽的基本構(gòu)成與工作原理，掌握RFID系統(tǒng)的三要素：標簽、讀寫器、天線。2.能準確區(qū)分電子標簽與二維碼在識別方式、通信距離、數(shù)據(jù)讀取條件上的本質(zhì)區(qū)別。難點1.理解無源電子標簽如何通過電磁感應實現(xiàn)能量獲取與數(shù)據(jù)回傳，突破“標簽無需電池”的認知障礙。2.在真實場景中合理評估電子標簽的安全隱患，形成技術(shù)應用的批判性思維。教學方法與準備教學方法情境探究法、合作探究法、講授法、任務驅(qū)動法教具準備電子標簽實物、RFID讀寫器、多媒體課件、模擬實驗軟件、小組任務卡、投影儀教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動情境導入：從“失物招領(lǐng)”說起一、創(chuàng)設真實問題情境，激發(fā)探究興趣（一）、播放一段校園廣播錄音：“請注意，一位同學在圖書館丟失了一本《昆蟲記》，請拾到者盡快交至服務臺，我們將通過電子標簽系統(tǒng)進行登記并發(fā)布尋物啟事。”1.教師提問：同學們，你們知道學校是如何快速定位一本丟失書籍的嗎？為什么它能被“自動發(fā)現(xiàn)”？2.引導學生思考：如果每本書都貼有一個看不見的“身份證”，那它就能被機器讀取，這就是電子標簽的作用。3.展示一張普通圖書封面與貼有電子標簽的圖書對比圖，突出標簽的存在感——它非常小，幾乎隱形。4.教師小結(jié)：今天我們要揭開這個“隱形身份證”的神秘面紗，一起走進《電子標簽我揭秘》的世界。（二）、展示生活實例，建立認知關(guān)聯(lián)1.教師依次出示四組圖片：地鐵閘機刷卡、超市自助收銀、校園門禁系統(tǒng)、快遞包裹追蹤。2.提問：這些場景中，哪一種設備在“悄悄地”讀取信息？它們之間有什么共同點？3.學生自由發(fā)言后，教師揭示共同點：都是通過非接觸方式讀取嵌入式芯片的信息，即電子標簽技術(shù)。4.引出課題：這節(jié)課，我們就來深入探秘電子標簽的工作原理與實際應用。1.聆聽廣播，思考問題。2.觀察對比圖片，說出標簽的隱蔽特征。3.結(jié)合生活經(jīng)驗，列舉相關(guān)場景。4.明確本課學習主題。評價任務情境感知：☆☆☆生活聯(lián)想：☆☆☆主題明確：☆☆☆設計意圖以校園真實事件為切入點，喚醒學生對電子標簽的日常感知；通過多場景圖像對比，建立“非接觸識別”這一核心特征的認知錨點，激活已有經(jīng)驗，為后續(xù)深度探究鋪設心理通道。新知建構(gòu)：解密電子標簽的“三要素”一、認識電子標簽的硬件組成（一）、實物展示與講解：電子標簽的“三件套”1.教師拿出一枚典型UHF頻段的電子標簽（標簽尺寸約2×1厘米，白色塑料外殼，內(nèi)含芯片與天線）2.指出標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)：微型芯片（存儲唯一ID號）、螺旋形銅質(zhì)天線、絕緣基板。3.強調(diào)：標簽本身沒有電池，僅靠外部能量驅(qū)動，稱為“無源標簽”。4.教師提問：既然沒有電池，它是怎么工作的呢？它的能量從哪里來？5.引導學生思考：可能來自讀寫器發(fā)射的無線電波，就像無線充電一樣。6.教師演示：將標簽靠近讀寫器，屏幕顯示“檢測到標簽，ID：E2A3B8C1”7.小結(jié)：標簽接收電波能量，啟動芯片，將自身ID發(fā)送回讀寫器，完成一次“身份認證”。二、理解RFID系統(tǒng)的工作流程（一）、播放動畫視頻：RFID信號交互全過程1.視頻分步展示：第一步：讀寫器發(fā)出特定頻率的射頻信號（如900MHz）第二步：標簽天線接收到信號，產(chǎn)生感應電流第三步：感應電流為芯片供電，芯片激活并讀取存儲的ID數(shù)據(jù)第四步：芯片將數(shù)據(jù)調(diào)制后，通過天線反向發(fā)送給讀寫器第五步：讀寫器接收并解析數(shù)據(jù)，完成識別2.教師暫停視頻，逐幀提問：為什么標簽要“先收信號再發(fā)信號”？為什么讀寫器必須“先發(fā)后收”？如果沒有天線，標簽還能工作嗎？3.學生分組討論后回答，教師補充說明：這是典型的“半雙工通信”模式，由讀寫器主導整個流程。4.教師板書系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：讀寫器→發(fā)射射頻信號→標簽天線→感應電流→芯片供電→數(shù)據(jù)讀取→反向調(diào)制→返回信號→讀寫器接收5.強調(diào)：整個過程在毫秒級完成，實現(xiàn)“瞬間識別”。1.觀察實物標簽，注意其尺寸與材質(zhì)。2.思考“無源標簽如何供能”問題。3.觀看動畫，記錄每個步驟的關(guān)鍵動作。4.小組討論并回答教師提問。5.記錄系統(tǒng)流程圖，理解各部件作用。評價任務結(jié)構(gòu)識別：☆☆☆流程理解：☆☆☆互動參與：☆☆☆設計意圖通過實物觀察與動態(tài)視頻雙重手段，將抽象的電磁感應原理可視化；借助分步提問與小組討論，促進學生主動建構(gòu)“能量—信號—數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)化鏈條，突破“無源標簽如何工作”的認知難點，落實計算思維培養(yǎng)。對比探究：電子標簽vs二維碼一、分組實驗：動手比對識別方式（一）、分發(fā)任務卡與實驗材料1.教師將全班分為6個小組，每組發(fā)放：一張帶有二維碼的卡片一枚電子標簽（附在小卡片上）一臺支持NFC功能的手機（或平板）一張對比表格（如下）2.任務要求：每組完成以下四項測試，并填寫表格：測試1：用手機攝像頭掃描二維碼，記錄成功時間測試2：將手機貼近電子標簽，記錄是否能自動識別測試3：嘗試遮擋標簽，觀察是否仍可識別測試4：將標簽置于金屬盒內(nèi)，再次嘗試識別3.教師巡視指導，提醒學生注意：掃描二維碼需要對準、光線充足；而電子標簽只需靠近即可，無需對準，且可在一定距離內(nèi)穿透非金屬物體。4.各組匯報結(jié)果，教師匯總成班級數(shù)據(jù)表。5.教師引導分析：二維碼依賴可見光與攝像頭，易受遮擋與角度影響電子標簽依賴射頻信號，具有非接觸、抗干擾、穿透性強的優(yōu)勢但電子標簽成本更高，且對金屬屏蔽敏感6.教師小結(jié)：兩者各有優(yōu)劣，適用于不同場景，不能互相替代。1.分組領(lǐng)取實驗材料與任務卡。2.按照步驟進行四項測試并記錄結(jié)果。3.小組討論差異原因。4.匯報實驗發(fā)現(xiàn)，參與集體分析。評價任務實驗規(guī)范：☆☆☆數(shù)據(jù)準確：☆☆☆合作有效：☆☆☆設計意圖通過“做中學”方式，讓學生親歷兩種識別技術(shù)的實際差異，深化對電子標簽“非接觸、遠距離、穿透性”優(yōu)勢的理解；在對比中建立科學判斷能力，提升信息辨別力與實踐探究素養(yǎng)。拓展應用：智慧校園設計方案一、項目驅(qū)動：設計一個智慧校園場景（一）、提出挑戰(zhàn)任務1.教師宣布：“現(xiàn)在，你是校園信息化設計師！請為我們的學校設計一項基于電子標簽的智慧應用，解決一個真實問題。”2.提供三個參考方向：智能圖書借還系統(tǒng)（自動識別歸還書籍）無感考勤系統(tǒng)（進出教室自動記錄）智慧儲物柜（刷卡/標簽識別開柜）3.每組選擇一個方向，用3分鐘時間討論并繪制簡易設計草圖，包含：應用場景描述電子標簽部署位置讀寫器安裝點數(shù)據(jù)處理流程簡圖4.教師巡視指導，鼓勵創(chuàng)新思維，如結(jié)合人臉識別、等擴展功能。5.每組派代表上臺展示方案，其他組可提問或補充。6.教師點評：肯定創(chuàng)意亮點，指出可行性與潛在問題，如“若所有學生都戴標簽，隱私如何保障？”1.選定設計方向，組建小組討論。2.繪制設計草圖，標注關(guān)鍵組件。3.準備展示內(nèi)容，練習口頭陳述。4.參與展示與互評，聽取反饋建議。評價任務創(chuàng)意新穎：☆☆☆邏輯清晰：☆☆☆表達流暢：☆☆☆設計意圖以真實項目任務驅(qū)動學習，將知識遷移至創(chuàng)新實踐；通過跨學科整合與協(xié)作表達，發(fā)展學生的數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力，同時滲透信息社會責任教育，實現(xiàn)知識、能力、價值三維融合?？偨Y(jié)升華：安全與責任同行一、聚焦倫理議題，引發(fā)深度思考（一）、播放一段新聞短片：《你的位置正在被追蹤》1.短片講述某學生因佩戴帶電子標簽的校服，被校外人員遠程定位，引發(fā)家長擔憂。2.教師提問：電子標簽雖然方便，但它也可能帶來哪些安全隱患？3.學生自由發(fā)言，教師梳理要點：位置追蹤：標簽持續(xù)發(fā)送信號，可被非法設備捕獲數(shù)據(jù)泄露：ID號被復制或篡改，導致身份冒用隱私侵犯：未經(jīng)同意收集個人行為數(shù)據(jù)4.教師提出防護建議：選擇性啟用標簽功能定期更換標簽ID（如系統(tǒng)支持）不隨意丟棄含有標簽的物品5.教師總結(jié)：技術(shù)是工具，善用則利民，濫用則傷人。我們不僅要會用，更要懂規(guī)、守責。1.觀看新聞片段，感受技術(shù)風險。2.分析安全隱患，提出防范措施。3.理解技術(shù)倫理的重要性，反思自身使用習慣。評價任務風險識別：☆☆☆建議合理：☆☆☆價值認同：☆☆☆設計意圖通過真實案例警示，引導學生從“技術(shù)使用者”轉(zhuǎn)向“負責任的數(shù)字公民”；在情感與價值觀層面完成升華，落實信息社會責任素養(yǎng)的培育，實現(xiàn)從知識到品格的跨越。作業(yè)設計一、基礎鞏固題1.請寫出電子標簽的三大組成部分，并簡述各自的功能。2.電子標簽與二維碼的主要區(qū)別是什么？請從識別方式、通信距離、是否需要電源三個方面進行比較。3.判斷正誤（正確的打√，錯誤的打×）：（1）電子標簽必須自帶電池才能工作。（）（2）只要標簽靠近讀寫器，就能立即被識別。（）（3）電子標簽可以穿透金屬物體進行識別。（）（4）所有電子標簽都能被任意設備讀取。（）4.請列舉至少三種你生活中見過的電子標簽應用場景。二、拓展應用題5.請你為“社區(qū)智能垃圾分類站”設計一套電子標簽應用方案。要求：說明如何在垃圾桶上安裝電子標簽如何設置讀寫器來識別投放行為如何利用數(shù)據(jù)激勵居民參與環(huán)保提出一條可能存在的安全隱患及應對措施6.寫一篇不少于200字的小短文，題目為《假如我是一枚電子標簽》，以第一人稱視角講述自己在城市中的“一天”，展現(xiàn)技術(shù)帶來的便利與隱憂?！敬鸢附馕觥恳?、基礎鞏固題1.電子標簽由芯片、天線和基板三部分組成。芯片用于存儲唯一ID號；天線用于接收和發(fā)送射頻信號；基板起支撐和保護作用。2.識別方式：二維碼需攝像頭掃描，電子標簽通過射頻感應；通信距離：二維碼需近距離對準，電子標簽可達數(shù)米；是否需要電源：二維碼無電源需求，電子標簽通常無源，依靠感應供電。3.（1）×（2）√（3）×（4）×4.示例：地鐵刷卡進站、圖書館借書、超市自助結(jié)賬、快遞物流追蹤、校園門禁系統(tǒng)等。二、拓展應用題5.設計要點：每個分類垃圾桶底部貼一枚電子標簽，編號對應垃圾種類。在投放口安裝讀寫器，自動識別投放動作與類別。數(shù)據(jù)上傳至社區(qū)APP，積分累計，兌換禮品，激勵參與。安全隱患：標簽被惡意復制或偽造，導致虛假投放；應對：采用加密ID，定期更新，設置防偽驗證機制。6.示例：我是一枚小小的電子標簽，貼在社區(qū)的藍色垃圾桶上。每天清晨，當有人把舊報紙扔進來，我就會“?！币宦暳疗?，記錄下這次環(huán)保行為。我感到自豪，因為我的數(shù)據(jù)讓社區(qū)變得更干凈。但我也害怕，萬一有人偷偷復制我的ID，假裝投了垃圾卻騙積分？我希望能被安全守護，也愿每一個人都尊重這份信任。板書設計電子標簽我揭秘能量→信號→數(shù)據(jù)讀寫器←射頻信號→標簽天線→感應電流→