《第5單元物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用探索：23醫(yī)療設(shè)施新功能》教案學(xué)科初中信息技術(shù)年級(jí)冊(cè)別八年級(jí)下冊(cè)共1課時(shí)教材人教版授課類型新授課第1課時(shí)教材分析教材分析

本課聚焦于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。教材通過真實(shí)案例引入，展示智能病床、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、藥品自動(dòng)配送機(jī)器人等新型醫(yī)療設(shè)施的功能與運(yùn)行原理，幫助學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)采集與智能決策。內(nèi)容緊扣新課標(biāo)中“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”“信息社會(huì)責(zé)任”的要求，引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)視角審視社會(huì)問題，培養(yǎng)其解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，該課為后續(xù)學(xué)習(xí)智能家居、智慧交通等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景奠定基礎(chǔ)。

學(xué)情分析

八年級(jí)學(xué)生已具備基本的計(jì)算機(jī)操作能力和網(wǎng)絡(luò)使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智能手機(jī)、智能手表等常見智能設(shè)備較為熟悉，但對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體架構(gòu)和后臺(tái)邏輯缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。部分學(xué)生可能將物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單等同于“聯(lián)網(wǎng)設(shè)備”，忽視其數(shù)據(jù)交互與智能控制的本質(zhì)。此外，學(xué)生對(duì)醫(yī)療場(chǎng)景的技術(shù)應(yīng)用興趣濃厚，但缺乏跨學(xué)科整合思維。因此，教學(xué)中需通過情境化任務(wù)激發(fā)興趣，借助可視化工具拆解技術(shù)流程，并通過小組協(xié)作完成項(xiàng)目式探究，突破抽象概念的理解障礙。課時(shí)教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)

1.能識(shí)別物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療場(chǎng)景中的典型應(yīng)用實(shí)例，如智能病床、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等，理解其與傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備的本質(zhì)區(qū)別。

2.能初步判斷某項(xiàng)醫(yī)療設(shè)備是否屬于物聯(lián)網(wǎng)范疇，基于“感知—傳輸—處理—反饋”四要素進(jìn)行分析。

計(jì)算思維

1.能通過流程圖梳理智能病床監(jiān)測(cè)生命體征并自動(dòng)報(bào)警的邏輯路徑，建立“輸入-處理-輸出”模型。

2.能在模擬場(chǎng)景中設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的異常響應(yīng)機(jī)制，體現(xiàn)條件判斷與事件驅(qū)動(dòng)的思維特征。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新

1.能利用圖形化編程工具（如Scratch或Blockly）搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的“智能病房預(yù)警系統(tǒng)”原型。

2.能結(jié)合生活需求提出一項(xiàng)具有創(chuàng)新性的醫(yī)療設(shè)施改進(jìn)設(shè)想，并用PPT簡(jiǎn)要呈現(xiàn)方案。

信息社會(huì)責(zé)任

1.能討論醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)，提出至少兩條保護(hù)措施。

2.能辨析技術(shù)發(fā)展帶來的倫理挑戰(zhàn)，如過度依賴智能設(shè)備可能導(dǎo)致醫(yī)護(hù)關(guān)系疏遠(yuǎn)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)

1.理解物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療設(shè)施的基本工作原理，掌握“感知—傳輸—處理—反饋”四環(huán)節(jié)的協(xié)同機(jī)制。

2.能運(yùn)用計(jì)算思維分析智能病床監(jiān)測(cè)心率異常并觸發(fā)警報(bào)的具體流程。

難點(diǎn)

1.將抽象的“數(shù)據(jù)流”轉(zhuǎn)化為可視化的邏輯鏈條，理解多設(shè)備間如何協(xié)同工作。

2.在真實(shí)醫(yī)療情境中合理設(shè)計(jì)異常響應(yīng)策略，兼顧效率與安全性。教學(xué)方法與準(zhǔn)備教學(xué)方法

情境探究法、合作探究法、講授法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法

教具準(zhǔn)備

多媒體課件、智能病床模型視頻、傳感器模擬實(shí)驗(yàn)包、圖形化編程軟件（Scratch）、投影儀教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)情境導(dǎo)入：醫(yī)院突發(fā)警報(bào)，誰在守護(hù)生命？一、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突（一）、播放一段醫(yī)院夜間值班室的監(jiān)控畫面片段：

畫面中，一位老年患者躺在病床上，呼吸微弱，護(hù)士正在巡視。突然，床頭的顯示屏閃爍紅光，發(fā)出連續(xù)蜂鳴聲。護(hù)士迅速趕到床邊查看，發(fā)現(xiàn)患者心率異常，立即啟動(dòng)急救流程。隨后畫面切換至醫(yī)生辦公室，屏幕上實(shí)時(shí)顯示患者的生命體征曲線圖，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送警報(bào)至主治醫(yī)生手機(jī)。

1.教師提問：“同學(xué)們，你們注意到什么特別的現(xiàn)象了嗎？為什么護(hù)士能這么快發(fā)現(xiàn)問題？”

2.引導(dǎo)學(xué)生觀察屏幕上的變化：心跳數(shù)值突降、紅燈閃爍、聲音報(bào)警、手機(jī)彈窗提醒。

3.教師小結(jié)：“這不是偶然，而是一套‘智能醫(yī)療系統(tǒng)’在發(fā)揮作用——它就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療中的具體體現(xiàn)?！?/p>

4.展示課題板書：“第23課醫(yī)療設(shè)施新功能——讓科技守護(hù)生命”。

5.追問：“如果這個(gè)系統(tǒng)沒裝上，會(huì)發(fā)生什么？我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)一套更可靠的系統(tǒng)？”

6.激發(fā)學(xué)生思考：現(xiàn)有系統(tǒng)是否足夠智能？能否提前預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)？

7.布置任務(wù)：“今天我們將化身‘智慧醫(yī)療工程師’，一起設(shè)計(jì)一套能主動(dòng)預(yù)警的智能病床系統(tǒng)。”

二、揭秘背后原理：物聯(lián)網(wǎng)如何“看見”生命信號(hào)？（一）、展示一張智能病床教具：

包含以下部件：

-床墊內(nèi)置壓力傳感器（檢測(cè)翻身頻率）

-手腕佩戴式心率監(jiān)測(cè)儀（持續(xù)采集脈搏）

-床頭終端顯示屏（實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)）

-無線通信模塊（Wi-Fi/藍(lán)牙連接醫(yī)院服務(wù)器）

-云端數(shù)據(jù)庫與AI分析引擎

1.教師逐項(xiàng)講解各部件功能，強(qiáng)調(diào)“傳感器是眼睛耳朵，通信是神經(jīng)，服務(wù)器是大腦”

2.舉例說明：當(dāng)患者長(zhǎng)時(shí)間未翻身，壓力傳感器檢測(cè)到數(shù)據(jù)異常，立即上傳至服務(wù)器

3.強(qiáng)調(diào)：所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過加密傳輸，確?；颊唠[私安全

4.提問：“這些設(shè)備之間是如何‘對(duì)話’的？它們靠什么傳遞消息？”

5.引導(dǎo)學(xué)生回憶網(wǎng)絡(luò)知識(shí)：TCP/IP協(xié)議、IP地址、局域網(wǎng)通信

6.演示一段動(dòng)畫：數(shù)據(jù)從傳感器→路由器→醫(yī)院主控中心→醫(yī)生終端的全過程

7.總結(jié)：“這就是物聯(lián)網(wǎng)的核心——萬物互聯(lián)，數(shù)據(jù)共享，智能決策?！?.觀看視頻，關(guān)注異?，F(xiàn)象

2.思考并回答教師提問

3.明確學(xué)習(xí)任務(wù)：成為“智慧醫(yī)療工程師”

4.記錄關(guān)鍵術(shù)語：物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、數(shù)據(jù)傳輸、智能預(yù)警評(píng)價(jià)任務(wù)情境感知：☆☆☆

術(shù)語識(shí)別：☆☆☆

問題回應(yīng)：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖通過真實(shí)醫(yī)療事故視頻創(chuàng)設(shè)強(qiáng)烈情感沖擊，激活學(xué)生對(duì)“技術(shù)救人性命”的敬畏感；以“工程師”身份賦予角色代入感，提升學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；借助結(jié)構(gòu)圖與動(dòng)畫演示，將抽象的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)具象化，降低認(rèn)知門檻，為后續(xù)建模打下基礎(chǔ)。任務(wù)探究：構(gòu)建你的智能病床系統(tǒng)一、分組探究：繪制智能病床工作流程圖（一）、分組安排與任務(wù)發(fā)布：

將全班分為6個(gè)小組，每組4人，分別承擔(dān)不同角色：

-傳感器組（負(fù)責(zé)描述數(shù)據(jù)采集過程）

-通信組（負(fù)責(zé)解釋數(shù)據(jù)如何傳送到服務(wù)器）

-處理組（負(fù)責(zé)分析數(shù)據(jù)并判斷是否異常）

-反饋組（負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)報(bào)警方式與通知流程）

-安全組（負(fù)責(zé)提出數(shù)據(jù)保護(hù)建議）

-創(chuàng)新組（負(fù)責(zé)提出改進(jìn)設(shè)想）

1.教師下發(fā)任務(wù)卡：“請(qǐng)用箭頭流程圖形式，完整描繪一臺(tái)智能病床從‘感知’到‘行動(dòng)’的全過程?！?/p>

2.提供模板：[開始]→[傳感器采集數(shù)據(jù)]→[數(shù)據(jù)打包]→[無線傳輸]→[服務(wù)器接收]→[AI分析]→[判斷結(jié)果]→[觸發(fā)報(bào)警]→[醫(yī)護(hù)人員響應(yīng)]→[記錄日志]→[結(jié)束]

3.每組需在白板上畫出流程圖，并標(biāo)注每個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)（如“藍(lán)牙5.0”、“AES加密”）

4.教師巡視指導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注“處理組”是否設(shè)置了合理的判斷標(biāo)準(zhǔn)（如：心率低于50次/分鐘視為異常）

5.針對(duì)常見錯(cuò)誤進(jìn)行糾正：有組將“反饋”環(huán)節(jié)放在“處理”之前，導(dǎo)致邏輯混亂

6.強(qiáng)調(diào)：所有環(huán)節(jié)必須環(huán)環(huán)相扣，不能跳過任何一步

7.鼓勵(lì)創(chuàng)新組提出“加入語音播報(bào)提醒家屬”“自動(dòng)調(diào)整床墊硬度”等延伸功能

8.指導(dǎo)學(xué)生使用顏色區(qū)分不同階段：綠色=正常，紅色=異常，黃色=待確認(rèn)

二、展示交流：我的系統(tǒng)我做主（一）、各組派代表上臺(tái)展示流程圖：

1.每組限時(shí)2分鐘，按“采集→傳輸→處理→反饋”順序講解

2.其他組可提出質(zhì)疑或補(bǔ)充，例如：“你們?cè)趺幢ＷC數(shù)據(jù)不被篡改？”

3.教師點(diǎn)評(píng)：重點(diǎn)看是否有明確的“判斷依據(jù)”和“響應(yīng)動(dòng)作”

4.提出追問：“如果系統(tǒng)誤報(bào)怎么辦？比如患者只是睡著了，心率慢，系統(tǒng)卻報(bào)警？”

5.引導(dǎo)學(xué)生思考：應(yīng)設(shè)置“延遲確認(rèn)機(jī)制”或“二次驗(yàn)證流程”

6.展示一個(gè)優(yōu)化后的流程圖范例：增加“緩存區(qū)”“人工復(fù)核窗口”“歷史趨勢(shì)對(duì)比”等環(huán)節(jié)

7.強(qiáng)調(diào)：智能系統(tǒng)不是萬能的，必須有人工干預(yù)機(jī)制作為兜底1.分工協(xié)作，繪制流程圖

2.標(biāo)注關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

3.上臺(tái)展示并講解

4.聽取其他組意見并反思評(píng)價(jià)任務(wù)流程完整：☆☆☆

邏輯清晰：☆☆☆

創(chuàng)新可行：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖通過角色分工打破個(gè)體認(rèn)知局限，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與多元表達(dá)；流程圖構(gòu)建訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)思維能力；展示交流環(huán)節(jié)強(qiáng)化語言組織與批判性思維；教師適時(shí)介入，糾正“唯技術(shù)論”傾向，強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)同的重要性，落實(shí)信息社會(huì)責(zé)任教育。實(shí)踐演練：動(dòng)手搭建你的預(yù)警系統(tǒng)一、使用圖形化編程工具模擬系統(tǒng)運(yùn)行（一）、教師示范：在Scratch中搭建基礎(chǔ)模型

1.打開Scratch官網(wǎng)，創(chuàng)建新項(xiàng)目

2.添加背景：“醫(yī)院病房”

3.添加角色：“病人”“護(hù)士”“智能病床”

4.編寫腳本：當(dāng)“心率”變量小于60時(shí)，病床角色播放警報(bào)音效，同時(shí)向“護(hù)士”角色發(fā)送“緊急呼叫”消息

5.設(shè)置變量：心率（初始值75），狀態(tài)（正常/異常）

6.添加“隨機(jī)波動(dòng)”代碼塊，模擬真實(shí)心跳變化

7.演示：當(dāng)心率降至55時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，護(hù)士角色立刻移動(dòng)到病床前

8.提醒學(xué)生：不要只關(guān)注“報(bào)警”，更要關(guān)注“報(bào)警后的行為”

9.強(qiáng)調(diào)：代碼即邏輯，每一個(gè)判斷都對(duì)應(yīng)一種現(xiàn)實(shí)決策

10.學(xué)生可自由修改參數(shù)，嘗試不同閾值下的反應(yīng)效果

11.鼓勵(lì)學(xué)生添加更多元素：如“自動(dòng)記錄時(shí)間戳”“發(fā)送短信給家屬”

二、小組實(shí)踐：自主開發(fā)小型預(yù)警系統(tǒng)（一）、學(xué)生分組操作：

1.每組領(lǐng)取一份《智能病床編程指南手冊(cè)》

2.按照步驟完成以下任務(wù)：

-創(chuàng)建變量：心率、血氧、體溫

-設(shè)定默認(rèn)值與正常范圍

-編寫多個(gè)條件判斷語句（如：心率<50或血氧<90）

-設(shè)置多重報(bào)警方式：聲音+燈光+消息推送

-添加“取消報(bào)警”按鈕，防止誤觸

3.教師巡視，重點(diǎn)檢查條件判斷是否合理，是否存在死循環(huán)

4.對(duì)個(gè)別困難組提供一對(duì)一指導(dǎo)，如幫助調(diào)試代碼語法錯(cuò)誤

5.鼓勵(lì)能力強(qiáng)的組挑戰(zhàn)“動(dòng)態(tài)閾值”功能：根據(jù)年齡自動(dòng)調(diào)整正常心率區(qū)間

6.提示：所有報(bào)警必須有明確來源和終止機(jī)制

7.播放輕音樂作為背景音，營(yíng)造專注氛圍

8.鼓勵(lì)學(xué)生命名自己的系統(tǒng)，如“守護(hù)者1號(hào)”“安心寶”1.觀看教師示范

2.分組操作，編寫代碼

3.測(cè)試系統(tǒng)功能

4.修改優(yōu)化程序評(píng)價(jià)任務(wù)代碼正確：☆☆☆

功能完整：☆☆☆

邏輯合理：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖將抽象邏輯轉(zhuǎn)化為可操作的編程實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)“智能決策”過程的具身體驗(yàn)；通過低門檻圖形化工具降低技術(shù)壁壘，鼓勵(lì)全員參與；設(shè)置漸進(jìn)式挑戰(zhàn)任務(wù)，滿足不同層次學(xué)生的發(fā)展需求；在實(shí)踐中滲透“預(yù)防優(yōu)于治療”的健康理念?？偨Y(jié)升華：科技向善，守護(hù)生命尊嚴(yán)一、引導(dǎo)反思：我們?yōu)楹味O(shè)計(jì)？（一）、教師提出開放性問題：

1.“如果我們把這套系統(tǒng)裝在養(yǎng)老院，它會(huì)帶來哪些改變？”

2.“如果有一天，所有病人都靠機(jī)器照顧，人類醫(yī)生還會(huì)重要嗎？”

3.“當(dāng)系統(tǒng)出錯(cuò)，責(zé)任歸誰？是程序員？醫(yī)院？還是機(jī)器本身？”

4.引導(dǎo)學(xué)生思考：技術(shù)永遠(yuǎn)服務(wù)于人，不能替代人的溫度與判斷

5.展示一則新聞：某醫(yī)院因系統(tǒng)誤報(bào)導(dǎo)致老人被強(qiáng)制送醫(yī)，引發(fā)輿論爭(zhēng)議

6.提問：“這說明了什么？我們?cè)撊绾伪苊忸愃票瘎?？?/p>

7.學(xué)生討論后，教師總結(jié)：“技術(shù)要有邊界，責(zé)任要有人承擔(dān)”

8.強(qiáng)調(diào)：信息社會(huì)責(zé)任不僅是遵守規(guī)則，更是擁有良知與擔(dān)當(dāng)

9.最后一句寄語：“愿你們未來設(shè)計(jì)的每一行代碼，都能守護(hù)生命的尊嚴(yán)?！?/p>

二、課堂小結(jié)與作業(yè)布置（一）、教師總結(jié)本節(jié)課核心內(nèi)容：

1.物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)由“感知—傳輸—處理—反饋”四環(huán)節(jié)構(gòu)成

2.智能系統(tǒng)并非完美，必須有人工干預(yù)與倫理約束

3.作為未來的數(shù)字公民，我們要學(xué)會(huì)用技術(shù)解決問題，更要思考問題背后的本質(zhì)

4.展示一張“智慧醫(yī)療愿景圖”：未來醫(yī)院中，人與機(jī)器和諧共處，共同守護(hù)健康

5.布置作業(yè)：撰寫一篇短文《假如我是醫(yī)院CTO》，設(shè)想未來十年的智能醫(yī)療變革1.參與討論，表達(dá)觀點(diǎn)

2.體會(huì)技術(shù)的人文價(jià)值

3.記錄作業(yè)要求評(píng)價(jià)任務(wù)觀點(diǎn)深刻：☆☆☆

表達(dá)清晰：☆☆☆

情感共鳴：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖從技術(shù)層面回歸人文關(guān)懷，引導(dǎo)學(xué)生超越“功能至上”的思維定式；通過真實(shí)案例警示技術(shù)濫用的風(fēng)險(xiǎn)；以“未來CTO”角色扮演激發(fā)想象力與責(zé)任感，真正實(shí)現(xiàn)從“學(xué)會(huì)技術(shù)”到“懂得責(zé)任”的跨越。作業(yè)設(shè)計(jì)一.填空題

1.物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療系統(tǒng)的核心四環(huán)節(jié)分別是：__________、__________、__________、__________。

2.智能病床的心率監(jiān)測(cè)儀屬于__________設(shè)備，它能將生理信號(hào)轉(zhuǎn)化為__________信號(hào)。

3.為了防止數(shù)據(jù)被竊取，系統(tǒng)通常采用__________技術(shù)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密。

4.在編程中，當(dāng)某個(gè)條件成立時(shí)才執(zhí)行特定動(dòng)作，這種結(jié)構(gòu)叫做__________。

5.一旦系統(tǒng)誤報(bào)，最有效的應(yīng)對(duì)措施是設(shè)置__________機(jī)制，避免盲目行動(dòng)。

二.判斷題（正確的打√，錯(cuò)誤的打×）

1.（）只要設(shè)備能上網(wǎng)，就一定是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

2.（）智能病床可以完全取代護(hù)士的工作。

3.（）AI分析系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)所有突發(fā)狀況，無需人工干預(yù)。

4.（）醫(yī)療數(shù)據(jù)隱私保護(hù)是信息社會(huì)責(zé)任的重要組成部分。

5.（）編程時(shí)，必須為每個(gè)報(bào)警設(shè)置關(guān)閉按鈕，以防誤觸。

三.簡(jiǎn)答題

1.請(qǐng)用一句話描述“感知—傳輸—處理—反饋”四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)系。

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2.如果你是醫(yī)院負(fù)責(zé)人，你會(huì)如何防止智能系統(tǒng)頻繁誤報(bào)？請(qǐng)列出至少兩種方法。

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3.你認(rèn)為未來十年，物聯(lián)網(wǎng)還能在哪些醫(yī)療場(chǎng)景中發(fā)揮重要作用？請(qǐng)舉一例并說明理由。

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【答案解析】

一.填空題

1.感知、傳輸、處理、反