第第頁人教版（2024）八年級上學(xué)期全一冊信息科技第1~15課教案第1單元從感知到物聯(lián)第1課《開啟物聯(lián)網(wǎng)之門》課程名稱：第1課開啟物聯(lián)網(wǎng)之門年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.能夠初步了解物聯(lián)網(wǎng)，知道物品聯(lián)網(wǎng)的基本條件。2.能夠知道物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系。3.能夠了解我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程，感受數(shù)字中國的成就。過程與方法1.通過尋找身邊能聯(lián)網(wǎng)的物品并分析其好處，培養(yǎng)觀察能力和對信息技術(shù)應(yīng)用分析能力。2.通過討論物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別、探究我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展原因等活動，提升對比分析和歸納總結(jié)能力。3.通過小組合作學(xué)習(xí)活動，如交流物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用案例，增強(qiáng)合作與溝通能力。情感態(tài)度價值觀1.通過感受物聯(lián)網(wǎng)在生活中的廣泛應(yīng)用，如物聯(lián)家居、物聯(lián)班牌等，激發(fā)對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。2.了解我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成就，增強(qiáng)民族自豪感和對數(shù)字中國建設(shè)的認(rèn)同感。3.在學(xué)習(xí)過程中，認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的安全隱患，如數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問題，培養(yǎng)信息安全意識。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.物品聯(lián)網(wǎng)的基本條件：有唯一可識別的編碼、能感知并提供自身數(shù)據(jù)、可與其他物品交換數(shù)據(jù)。2.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系：核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展歷程從計(jì)算機(jī)連接到人與人互聯(lián)再到萬物互聯(lián)，傳感器的應(yīng)用是兩者最大區(qū)別。3.我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和推動因素：1999年起步研究，2009年“感知中國”提出，以及國家重視、廣泛應(yīng)用場景、覆蓋廣的移動網(wǎng)絡(luò)等因素。教學(xué)難點(diǎn)1.準(zhǔn)確理解物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)區(qū)別，尤其是傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的作用，能通過案例（如電器報修的互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)場景對比）進(jìn)行分析。2.客觀分析物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享帶來的安全隱患，如隱私泄露等問題，并提出合理的保護(hù)思路。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（5分鐘）師：同學(xué)們，在日常生活中，我們的居住空間正悄然發(fā)生變化。想象一下，回到家不用手動開關(guān)燈，燈光能根據(jù)環(huán)境自動調(diào)節(jié)；電視能知曉你的喜好，自動推薦節(jié)目。這背后，就是物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)揮作用。師：本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容有三項(xiàng)。首先尋找身邊可聯(lián)網(wǎng)物品，接著探索物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)關(guān)系，最后了解我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況，通過這些來深入認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)。師：本節(jié)課我們將圍繞三個關(guān)鍵問題展開：什么是物聯(lián)網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)里的“物”有哪些？物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)又存在怎樣的聯(lián)系？問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)一：揭秘射頻識別技術(shù)（7分鐘）師：物聯(lián)網(wǎng)英文是internetofthings，直譯為“物品的互聯(lián)網(wǎng)”，簡單說就是借助互聯(lián)網(wǎng)把物品連接起來，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。師：生活中有不少物聯(lián)網(wǎng)案例。物聯(lián)家居能實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能控制，讓生活更便捷；物聯(lián)班牌可展示學(xué)生信息、減輕教師負(fù)擔(dān)；物聯(lián)燈光系統(tǒng)能根據(jù)環(huán)境和需求調(diào)節(jié)亮度。師：計(jì)算機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)要有自己的身份，物品要連接互聯(lián)網(wǎng)也不例外。一般來說，滿足以下條件的物品就可以接入互聯(lián)網(wǎng)。其一要有名，即具備可被識別的唯一編碼，像圖中手機(jī)的IMEI碼；其二需可感知，能提供自身數(shù)據(jù)；其三得能傳輸，可與其他物品交換數(shù)據(jù)。講授法討論法師生互動合作探究（實(shí)踐操作）（5分鐘）師：前面我們了解了物品聯(lián)網(wǎng)的條件和標(biāo)識相關(guān)知識?，F(xiàn)在進(jìn)入學(xué)習(xí)活動1：想想除了臺式計(jì)算機(jī)、平板、手機(jī)，還有什么物品連接了互聯(lián)網(wǎng)？它們接入互聯(lián)網(wǎng)后帶來了什么好處？師：我們一起來看接入互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)產(chǎn)品。智能汽車能自動駕駛、遠(yuǎn)程控制，讓出行效率更高；可穿戴設(shè)備實(shí)時健康監(jiān)測，方便大家管理自身健康；電燈等智能家居支持遠(yuǎn)程控制，大大提升生活便利性；傳感器負(fù)責(zé)環(huán)境感知，為各類場景應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐；機(jī)器人能執(zhí)行任務(wù)，替代人力去完成一些工作。這些物聯(lián)產(chǎn)品，通過聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)豐富功能，給我們生活、工作帶來諸多便利，也是物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用里的生動體現(xiàn)。講授法新課教學(xué)知識點(diǎn)二：揭秘射頻識別技術(shù)（8分鐘）師：接下來我們來探索物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系。隨著傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，越來越多物品接入網(wǎng)絡(luò)使互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)核心與基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，依托其實(shí)現(xiàn)物-物、物-人連接，同時二者有區(qū)別，互聯(lián)網(wǎng)連計(jì)算機(jī)等設(shè)備、側(cè)重信息交互，物聯(lián)網(wǎng)連接物品、側(cè)重物品智能管控。師：以電器故障為例，當(dāng)電器出現(xiàn)電路故障（發(fā)現(xiàn)問題），人用手機(jī)報修（信息發(fā)起），經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息處理環(huán)節(jié)，依托互聯(lián)網(wǎng)，由快遞員執(zhí)行將電視寄回工廠返修（反饋執(zhí)行），展現(xiàn)了從問題發(fā)現(xiàn)到借助互聯(lián)網(wǎng)完成設(shè)備維修流程里，人工參與信息傳遞與執(zhí)行的過程。師：在物聯(lián)網(wǎng)體系中，傳感器可自動完成狀態(tài)感知與數(shù)據(jù)采集。當(dāng)檢測到異常后，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸與信息處理環(huán)節(jié)，由物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)的機(jī)器人直接執(zhí)行取走報修動作，無需人工手動發(fā)起，展現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)憑借傳感、智能執(zhí)行等能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自主感知、決策與行動，區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)依賴人工交互的運(yùn)作模式，體現(xiàn)其在智能管控流程里的自動化優(yōu)勢。講授法師生互動合作探究（實(shí)踐操作）（4分鐘）師：前面我們了解了物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別，接下來進(jìn)入學(xué)習(xí)活動2?？Х葔厥录N(yùn)含早期“實(shí)用化”物聯(lián)思想，通過上網(wǎng)查找資料，能進(jìn)一步探究二者關(guān)系。師：咖啡壺事件是指在咖啡壺旁邊安裝一個便攜式攝像機(jī)，將鏡頭對準(zhǔn)咖啡壺，利用計(jì)算機(jī)圖像捕捉技術(shù)，將畫面?zhèn)鬟f到實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)上，以方便工作人員隨時查看咖啡是否煮好。這就是技術(shù)改變生活的案例。講授法新課教學(xué)知識點(diǎn)三：揭秘射頻識別技術(shù)（7鐘）師：我國物聯(lián)網(wǎng)起步早，起初叫傳感網(wǎng)，中科院1999年就開始了相關(guān)研究，拉開發(fā)展序幕；2005年科技部啟動多個RFID項(xiàng)目，推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用；2008年北京奧運(yùn)門票用上電子標(biāo)簽，是物聯(lián)網(wǎng)在大型活動的實(shí)踐；2009年提出“感知中國”，提升戰(zhàn)略地位；2010年首個物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域規(guī)范發(fā)布，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展；2011年工信部發(fā)布“十二五”規(guī)劃，明確發(fā)展方向；2013年國務(wù)院出臺指導(dǎo)意見，加強(qiáng)政策引導(dǎo)；2017年成中央經(jīng)濟(jì)工作重點(diǎn)，聚焦產(chǎn)業(yè)推進(jìn)；2021年八部門印發(fā)三年行動計(jì)劃，攻堅(jiān)關(guān)鍵任務(wù)；2023年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)終端用戶達(dá)23.32億，展現(xiàn)規(guī)模成效。發(fā)展至今，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從過去閉環(huán)、碎片化的狀態(tài)，逐步邁向開放、規(guī)模化，還與5G等技術(shù)加速融合，開啟“萬物智聯(lián)”新時代，持續(xù)拓展智慧生活、產(chǎn)業(yè)升級等更多可能，不斷為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展注入新動能。師：我國物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢。原因在于國家重視，出臺相關(guān)政策支持；應(yīng)用廣泛，覆蓋多領(lǐng)域；移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣，像5G助力，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。講授法拓展深化，回歸生活（6分鐘）師：前面我們了解了我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢等知識?，F(xiàn)在進(jìn)入拓展與提升環(huán)節(jié)：一是思考洗衣機(jī)或冰箱聯(lián)網(wǎng)可共享的數(shù)據(jù)及共享對象；二是探討數(shù)據(jù)在網(wǎng)上人人可見時可能產(chǎn)生的安全隱患。師：聯(lián)網(wǎng)后可共享設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、使用習(xí)慣、能耗等數(shù)據(jù)，可與設(shè)備制造商、好友共享。但數(shù)據(jù)公開易致隱私泄露、設(shè)備被控等隱患。討論法講授法課后作業(yè)（1分鐘）師：同學(xué)們，課后作業(yè)是列舉三種生活中常見的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，并闡述它們接入互聯(lián)網(wǎng)后帶來的好處，然后簡要梳理我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程，再談?wù)勀銓ξ锫?lián)網(wǎng)未來發(fā)展的見解。課堂小結(jié)與評價（2分鐘）本節(jié)課，我們初步了解了物聯(lián)網(wǎng)及物品聯(lián)網(wǎng)的基本條件，知道了物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，還了解了我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程，感受數(shù)字中國的成就。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：講解物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)區(qū)別時，部分學(xué)生對傳感器作用理解較模糊，未充分結(jié)合“傳感器自動監(jiān)測報修”與“人工互聯(lián)網(wǎng)報修”場景對比。討論安全隱患時，學(xué)生多停留在表面隱私問題，對數(shù)據(jù)濫用、設(shè)備操控等深層風(fēng)險思考不足，參與深度有限。2.改進(jìn)措施：增加“傳統(tǒng)家電手動控制”與“智能家電傳感器自動運(yùn)行”的直觀案例對比，借助動畫演示強(qiáng)化理解。提前布置“物聯(lián)網(wǎng)安全事件”資料收集任務(wù)，課堂組織小組分享，引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)、隱私、倫理等維度剖析，提升討論的參與度與思辨深度。第2課《傳感之古今未來》課程名稱：第2課傳感之古今未來年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.能夠了解傳感器的起源、定義及基本工作原理。2.能夠認(rèn)識常見傳感器類型，如溫度、光敏、聲音傳感器等。3.能夠分析傳感器在生活、科技領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。4.能夠簡述傳感器的發(fā)展趨勢，如集成化、智能化、無線化。過程與方法1.通過類比人體感官，理解傳感器的功能，提升抽象思維能力。2.通過小組討論、案例分析，探究傳感器在不同場景的應(yīng)用，培養(yǎng)信息收集與合作探究能力。3.通過對比古今傳感器，體會科技發(fā)展脈絡(luò)，增強(qiáng)歷史與科技結(jié)合的分析能力。情感態(tài)度價值觀1.感受中國古代科技成就，激發(fā)民族自豪感。2.體會傳感器對生活和科技進(jìn)步的推動作用，培養(yǎng)對信息科技的興趣。3.關(guān)注傳感器國產(chǎn)化現(xiàn)狀，增強(qiáng)科技自主創(chuàng)新的責(zé)任感。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.傳感器的定義與工作原理。2.常見傳感器的功能及應(yīng)用實(shí)例。3.傳感器發(fā)展趨勢的理解。教學(xué)難點(diǎn)1.傳感器工作原理的抽象概念具象化。2.跨學(xué)科知識在傳感器應(yīng)用中的綜合分析。3.傳感器發(fā)展趨勢與實(shí)際需求的關(guān)聯(lián)理解。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（5分鐘）師：同學(xué)們，感知在物聯(lián)網(wǎng)中起著決定性的作用。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的感覺器官就如同人的眼、耳、口、鼻、舌等，用于獲取目標(biāo)對象的各種數(shù)據(jù)。師：本節(jié)課我們要了解傳感器的由來及發(fā)展趨勢，感受信息科技給生活帶來的益處，學(xué)習(xí)傳感器的基本工作原理，認(rèn)識傳感器的作用。師：本節(jié)課我們的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：學(xué)習(xí)傳感器的起源，認(rèn)識傳感器，并理解傳感器的發(fā)展趨勢。師：今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容我們也將圍繞兩個關(guān)鍵問題展開：什么是傳感器，它是如何工作的？傳感器的發(fā)展趨勢是什么？問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)知識點(diǎn)一：傳感器的起源（4分鐘）師：我們先來看看傳感器的起源。隨著人類文明的進(jìn)步，越來越多的工具被制造和使用。其中指南針，日晷等都可以視為最古老的傳感器。它們具有一定的感知能力。但古代傳感器通?；诤唵蔚奈锢碓?，依賴人們對周圍環(huán)境的長期觀察和經(jīng)驗(yàn)積累而設(shè)計(jì)，精度相對較低。講授法學(xué)習(xí)活動一：查閱資料了解古代傳感器（6分鐘）師：除了我們上面提到的指南針，日晷等傳感器外，同學(xué)們知道古代還有哪些傳感器嗎？通過上網(wǎng)查找材料，說說其他傳感器它們分別實(shí)現(xiàn)了什么感知功能？它們的輸入和輸出分別是什么？師：通過查閱資料，我們會發(fā)現(xiàn)古時候還有很多傳感器，例如測風(fēng)器——如相風(fēng)鳥，它可以測定風(fēng)向和風(fēng)速。通過自然風(fēng)力的輸入，通過風(fēng)對其產(chǎn)生的作用力，使其發(fā)生轉(zhuǎn)動或擺動，人們依據(jù)其指向和擺動幅度等判斷風(fēng)向和風(fēng)速，可以輸出風(fēng)向（如東南西北等方向）、風(fēng)速等級（可簡單劃分為微風(fēng)、大風(fēng)等，或更精確的數(shù)值）。師：除了測風(fēng)器，我國古代還有測雨器。宋代的“天池盆”，是世界上最早的測雨器。它可以測量降雨量。輸入自然降落到測雨器內(nèi)的雨水，通過測量盆中收集雨水的深度來確定降雨量，輸出降雨量數(shù)值（一般通過容器內(nèi)收集雨水的深度來衡量）。師：還有可以檢測地震的發(fā)生判斷地震方向的傳感器——地動儀，比如候風(fēng)地動儀。輸入地震發(fā)生時產(chǎn)生的地震波引發(fā)的地面震動，利用“懸垂擺原理”，當(dāng)?shù)卣鸩▊鱽?，?nèi)部的擺錘會擺動，觸發(fā)機(jī)關(guān)，使相應(yīng)方向的龍口張開，銅丸落下，提示地震方位。輸出地震發(fā)生方位。師：除了上面介紹的傳感器，還有很多早期傳感器。比如圭表通過測量日影長度，以太陽光照下圭表產(chǎn)生的日影長度數(shù)據(jù)為輸入，依據(jù)日影長度變化規(guī)律和天文歷法知識推算，輸出方向、節(jié)氣、時刻；日晷利用太陽投射影子，把太陽光照下晷針影子位置作為輸入，根據(jù)影子在刻度盤位置對應(yīng)不同時刻來輸出時刻；沙漏靠控制沙粒掉落速度，輸入是沙粒從一個容器到另一個容器的流動，依據(jù)沙粒流速、數(shù)量和時間對應(yīng)關(guān)系，輸出時間；水鐘借助水的流動，以水從一個容器流到另一個容器為輸入，依照水流速度、水量和時間對應(yīng)關(guān)系，輸出時間。它們雖原始，但已具備傳感器“輸入-計(jì)算-輸出”的基本邏輯，是傳感器發(fā)展的早期形態(tài)。講授法實(shí)踐操作法知識點(diǎn)二：認(rèn)識傳感器（8分鐘）師：認(rèn)識了傳感器的起源和一些古代的傳感器，下面，我們來學(xué)習(xí)科技世界中的傳感器。傳感器是一種能將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，以滿足數(shù)據(jù)的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。其基本結(jié)構(gòu)包含敏感元件與轉(zhuǎn)換元件?；竟ぷ髟頌椋罕粶y量作用于敏感元件，敏感元件感應(yīng)并捕捉物理量、化學(xué)量等信息。隨后，轉(zhuǎn)換元件將敏感元件獲取的信息，依照特定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于傳輸、處理的信號，如電信號等。師：傳感器中的敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分，用來感知環(huán)境數(shù)據(jù)、接收輸入信號。轉(zhuǎn)換元件的功能是將敏感元件的變化轉(zhuǎn)換成適合傳輸和度量的信號，從而實(shí)現(xiàn)信號的輸出。在傳感器工作過程中，還會有輔助電路和變換電路的參與。師：了解了傳感器后，我們來看看常見的傳感器。如溫濕度傳感器、光敏傳感器、紅外傳感器、氣壓傳感器等，它們廣泛應(yīng)用于生活中的各類設(shè)備。師：同一種傳感器可以應(yīng)用在不同領(lǐng)域。如溫度傳感器可以用于工業(yè)領(lǐng)域監(jiān)控溫度，還可以用在醫(yī)療領(lǐng)域監(jiān)測病人的體溫。師：實(shí)現(xiàn)同一個功能，可以使用不同種類的傳感器。就如測量無人機(jī)飛行高度，既可以使用氣壓傳感器，也可以使用超聲波傳感器，還可以使用紅外傳感器。講授法學(xué)習(xí)活動二：認(rèn)識設(shè)備中的傳感器（8分鐘）師：傳感器在生活中單獨(dú)出現(xiàn)的情況很少，基本上都是作為電子設(shè)備中的一部分參與我們的生活。那同學(xué)們思考一下：洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等常見的家用電器中是否有傳感器？如果有傳感器，這些傳感器有哪些功能和作用？“祝融號”火星探測車可能安裝了哪些傳感器？分別有什么作用？師：像洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等常見的家用電器，其中都有傳感器。我們以洗衣機(jī)為例，洗衣機(jī)中有水位傳感器，溫度傳感器，重量傳感器和壓力傳感器。水位傳感器功能：檢測洗衣機(jī)內(nèi)水位高低。可以控制進(jìn)水和排水，保證洗衣機(jī)內(nèi)水位合適，避免水浪費(fèi)或不足，滿足不同衣物量的洗滌需求。溫度傳感器功能：測量洗衣水溫度。會依據(jù)衣物材質(zhì)和洗滌程序，把水溫調(diào)節(jié)到合適范圍，提高洗滌效果，防止衣物因水溫過高受損。重量傳感器功能：測量衣物重量。為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)提供衣物重量信息，自動調(diào)整水位、洗滌時間和洗滌力度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效洗滌。在衣物少就減少用水量、縮短洗滌時間。壓力傳感器功能：監(jiān)測洗衣機(jī)內(nèi)部水壓。確保洗滌和漂洗時水流正常，防止因衣物過多或管道堵塞等造成水壓異常，保護(hù)洗衣機(jī)水路系統(tǒng)。師：“祝融號”火星車成功在火星表面著陸，并執(zhí)行了多項(xiàng)科學(xué)探測任務(wù)，其背后離不開眾多傳感器的支持，如用于導(dǎo)航與地形觀測的導(dǎo)航與地形相機(jī)、探測火星次表層結(jié)構(gòu)的次表層探測雷達(dá)、監(jiān)測火星磁場情況的火星表面磁場探測儀，以及獲取火星氣象數(shù)據(jù)的火星氣象測量儀，這些傳感器協(xié)同工作，助力“祝融號”開展火星探測任務(wù)，讓我們對火星環(huán)境有更深入認(rèn)知。講授法知識點(diǎn)三：傳感器的發(fā)展趨勢（6分鐘）師：傳感器的應(yīng)用如此廣泛，我們來探討一下傳感器的發(fā)展趨勢。傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，應(yīng)用越來越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展又對傳感器提出更高的要求，如體積更小、功能更強(qiáng)、價格更低、檢測更準(zhǔn)確、使用更靈活、產(chǎn)品更節(jié)能等。師：傳感器的種類多達(dá)幾萬種，但和芯片技術(shù)一樣，國內(nèi)有部分高精尖的傳感器依賴進(jìn)口。隨著自主研發(fā)技術(shù)的增強(qiáng)，傳感器作為關(guān)鍵基礎(chǔ)部件，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化對我國科技自主可控至關(guān)重要，能擺脫對外技術(shù)依賴，從保障國家安全層面，避免關(guān)鍵技術(shù)受外部制約；從技術(shù)發(fā)展看，助力突破國外長期壟斷的技術(shù)瓶頸，掌握核心研發(fā)能力；從產(chǎn)業(yè)生態(tài)講，穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)自主、健康、可持續(xù)發(fā)展，為我國科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展筑牢根基。講授法拓展與提升（5分鐘）師：手機(jī)之所以越來越智能，很重要的原因就是集成了越來越多的傳感器。同學(xué)們思考：手機(jī)集成了哪些傳感器？這些傳感器有什么作用？手機(jī)中的哪些應(yīng)用使用了這些傳感器？師：手機(jī)上的傳感器有重力傳感器：檢測手機(jī)方向和運(yùn)動狀態(tài)，用于屏幕自動旋轉(zhuǎn)、游戲控制。光線傳感器：檢測環(huán)境光線強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)屏幕亮度自動調(diào)節(jié)，輔助拍照參數(shù)調(diào)整。距離傳感器：檢測手機(jī)與物體距離，防止通話時誤觸，能自動關(guān)閉和點(diǎn)亮屏幕。攝像頭傳感器：捕捉圖像和視頻信息，用于拍照、錄像、視頻通話等。指紋傳感器：采集指紋用于身份識別，實(shí)現(xiàn)指紋解鎖、指紋支付?；魻杺鞲衅鳎簷z測磁場變化，配合保護(hù)套，實(shí)現(xiàn)開合時自動喚醒或關(guān)閉屏幕。加速度傳感器：測量手機(jī)加速度變化，應(yīng)用于計(jì)步、搖一搖等功能。氣壓傳感器：測量大氣壓力，推算海拔，用于地圖導(dǎo)航海拔顯示、天氣預(yù)報。講授法課后作業(yè)（1分鐘）師：請同學(xué)們在課后選擇一種在課堂上未詳細(xì)介紹的古代傳感器，查閱資料后撰寫一篇300字左右的小短文，內(nèi)容需包含該傳感器的名稱、工作原理、實(shí)現(xiàn)的感知功能、輸入和輸出信息，以及它在當(dāng)時社會的應(yīng)用場景和重要意義。課堂小結(jié)與評價（2分鐘）師：本節(jié)課，我們知道了傳感器起源于古代，了解其工作原理，認(rèn)識到發(fā)展趨勢及國產(chǎn)化意義；知道古代有多種傳感器，了解其現(xiàn)代應(yīng)用，認(rèn)識到發(fā)展受物聯(lián)網(wǎng)推動；還知道傳感器歷史久，了解了其構(gòu)成，認(rèn)識到對科技和生活影響大且國產(chǎn)化重要。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：傳感器工作原理對八年級學(xué)生仍顯抽象，部分學(xué)生僅記住“類比感官”的表面聯(lián)系，未理解“物理量→電信號”的核心邏輯?？鐚W(xué)科知識在案例中滲透不足，導(dǎo)致學(xué)生對復(fù)雜應(yīng)用的原理一知半解。雖設(shè)計(jì)實(shí)物演示，但學(xué)生全程僅“觀察教師操作”，缺乏自主調(diào)試傳感器、記錄數(shù)據(jù)的機(jī)會，難以直觀感受“輸入變化→輸出響應(yīng)”的動態(tài)過程。小組討論分析手機(jī)傳感器因?qū)W生知識儲備差異，出現(xiàn)“少數(shù)人主導(dǎo)、多數(shù)人傾聽”的現(xiàn)象，未充分調(diào)動全員思維。古代傳感器的民族自豪感培養(yǎng)較充分，但“傳感器國產(chǎn)化”話題僅停留在“依賴進(jìn)口”的現(xiàn)狀描述，未深入思考科技自主的意義。作業(yè)雖分基礎(chǔ)與拓展，但未針對提供“低臺階”任務(wù)，也未為學(xué)優(yōu)生設(shè)置“高挑戰(zhàn)”內(nèi)容，差異化指導(dǎo)不足。2.改進(jìn)措施：插入1分鐘動畫，拆解光敏傳感器“受光→電阻變化→電流信號”的微觀過程，用顏色標(biāo)注“輸入→計(jì)算→輸出”路徑。在講解“祝融號光譜儀”時，用圖示對比“不同物質(zhì)反射光譜差異”，簡要關(guān)聯(lián)物理“光的色散”知識，幫助學(xué)生理解“檢測成分”的原理。課前準(zhǔn)備Arduino套件，課堂中讓學(xué)生分組操作：遮擋光敏電阻→觀察LED亮度變化→記錄“光照強(qiáng)度與電流關(guān)系”，填寫簡易實(shí)驗(yàn)單。在分析“手機(jī)傳感器”時，發(fā)放“功能卡片”，要求小組用磁貼將卡片貼在“傳感器類型區(qū)”，并陳述匹配理由。新增“國產(chǎn)壓力傳感器用于復(fù)興號高鐵制動系統(tǒng)”案例，展示“傳感器精度不足可能導(dǎo)致制動延遲”的后果，直觀說明技術(shù)自主對國家安全的影響。用3分鐘播放“傳感器工程師研發(fā)訪談”片段，強(qiáng)調(diào)“小元件大作用”，激發(fā)學(xué)生對科技職業(yè)的興趣。設(shè)計(jì)“傳感器連連看”，幫助學(xué)生鞏固核心知識。向?qū)W優(yōu)生推薦《傳感器：改變世界的微小科技》科普短文，要求用思維導(dǎo)圖梳理“傳感器發(fā)展趨勢”，并任選一種趨勢設(shè)想應(yīng)用場景。第3課《環(huán)境數(shù)據(jù)要感知》課程名稱：第3課環(huán)境數(shù)據(jù)要感知年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能能夠識別常見傳感器，說出其在生活中的應(yīng)用場景。掌握使用智能終端、傳感器產(chǎn)品、物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備獲取環(huán)境數(shù)據(jù)（以聲音數(shù)據(jù)為例）的方法。3.理解簡單的傳感器數(shù)據(jù)采集的代碼含義。過程與方法1.通過體驗(yàn)不同方式獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，提升實(shí)踐操作能力和問題解決能力。2.在分析數(shù)據(jù)過程中，培養(yǎng)邏輯思維和歸納總結(jié)能力。情感態(tài)度價值觀1.激發(fā)對傳感器技術(shù)的興趣，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新意識。2.增強(qiáng)對環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測重要性的認(rèn)識，提升環(huán)保意識。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.體驗(yàn)多種傳感器獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的過程，感受傳感器在生活中的實(shí)際應(yīng)用。2.掌握利用不同設(shè)備檢測環(huán)境聲音的操作方法。教學(xué)難點(diǎn)1.理解傳感器工作原理，尤其是復(fù)雜傳感器（如加速度傳感器、位置傳感器等）。2.學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)傳感器特性。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（10分鐘）師：同學(xué)們，我們常常會遇到這樣的問題：當(dāng)周圍噪音紛擾，或是需要捕捉特定聲響時，該如何精準(zhǔn)知曉聲音狀況呢？作為感知環(huán)境數(shù)據(jù)的利器，聲音傳感器能敏銳捕捉聲音信號，轉(zhuǎn)化為可分析的數(shù)據(jù)。從它開始，讓我們正式走進(jìn)本節(jié)課《環(huán)境數(shù)據(jù)要感知》，一同探尋環(huán)境數(shù)據(jù)感知的奇妙之旅。師：本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)使用智能終端、傳感器產(chǎn)品、使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備開展實(shí)踐。師：如圖為用于環(huán)境數(shù)據(jù)感知的智能終端，正面有按鍵A、按鍵B、RGBLED、OLED、麥克風(fēng)、光線傳感器等，其中麥克風(fēng)可采集聲音值、光線傳感器可采集光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)；反面有按鍵A、按鍵B、USB接口等，含ESP32主控、其中磁場傳感器能測量磁場強(qiáng)度，可通過這些組件開展環(huán)境數(shù)據(jù)感知實(shí)踐。師：我們可以利用智能終端上的六軸加速度傳感器測量電梯運(yùn)行速度。師：也可以通過該傳感器來測量振子運(yùn)動。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)一：使用智能終端檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音（8分鐘）師：下面我們一起進(jìn)入學(xué)習(xí)活動1，使用智能終端檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音。利用智能終端檢測聲音，放置后觀察環(huán)境數(shù)據(jù),再觀察發(fā)聲及捂住麥克風(fēng)時數(shù)據(jù)變化。師：在應(yīng)用商店里，使用智能終端檢測聲音的軟件較多，可通過搜索“分貝”、“聲音”等關(guān)鍵詞查找測量噪聲的軟件。這些軟件借助智能終端麥克風(fēng)采集環(huán)境聲音，經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為聲音分貝值。師：這里我們?nèi)芜x其一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示：第一步：啟動如“PhysicsToolboxSensorSuite”這類具備檢測聲音功能的軟件，隨后把智能終端置于選定的測量位置，進(jìn)而觀察當(dāng)前環(huán)境中的聲音數(shù)據(jù)。師：第二步：在完成第一步放置智能終端并觀察初始環(huán)境聲音數(shù)據(jù)后，此時通過拍手、說話或唱歌等發(fā)聲行為，來觀察智能終端上聲音數(shù)據(jù)的動態(tài)變化情況，直觀感受聲音信號的改變。師：第三步：需先確定智能終端麥克風(fēng)位置，然后用手捂住，在此過程中觀察并記錄聲音數(shù)據(jù)的變化情況。師：生活中也有諸多含傳感器的產(chǎn)品，不少能直接利用傳感器感知功能并顯示結(jié)果，如氣體測試儀，甲醛測試儀，亮度計(jì)，水質(zhì)測試筆，噪聲測試儀，血壓計(jì)，血糖儀，血氧儀，拉力測試儀，網(wǎng)線測試儀等多種設(shè)備。講授法實(shí)踐學(xué)習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)二：使用智能終端檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音（8分鐘）師：學(xué)習(xí)了使用智能終端檢測環(huán)境聲音相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)在進(jìn)入新的學(xué)習(xí)活動2，使用專門的噪聲測試儀檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音。先開啟噪聲測試儀，放置在選定位置并保持穩(wěn)定，然后記錄當(dāng)前環(huán)境聲音數(shù)據(jù)。師：我們來思考：噪聲檢測儀有什么功能？集成了幾種傳感器？這些傳感器可以檢測哪些數(shù)據(jù)？生：該設(shè)備具備檢測環(huán)境聲音值的功能，集成了聲音傳感器，能測量聲音強(qiáng)度數(shù)據(jù)。討論法合作學(xué)習(xí)講授法新課教學(xué)知識點(diǎn)三：使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備檢測環(huán)境中的聲音（8分鐘）師：了解到物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的好處，現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備檢測環(huán)境中的聲音。步驟如下：1.連接主控板與計(jì)算機(jī)。2.把采集環(huán)境中聲音數(shù)據(jù)的程序燒錄到主控板。3.在主控板顯示屏上查看并記錄聲音數(shù)據(jù)。如果有噪聲測試儀或智能終端中有檢測聲音的軟件，也記錄它們獲取的聲音數(shù)據(jù)。4.用手完全遮住聲音傳感器,觀察數(shù)據(jù)是否變化，并記錄數(shù)據(jù)。5.正常說話，查看并記錄數(shù)據(jù)。6.靠近聲音傳感器,拍一次手,查看并記錄數(shù)據(jù)。7.對比記錄的數(shù)據(jù)，找出最大值和最小值。師：本實(shí)驗(yàn)活動需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備是一塊主控板。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一步：編寫程序（圖形化）打開mPython軟件，單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級代碼→圖形化程序→第一單元→第3課環(huán)境數(shù)據(jù)要感知→學(xué)習(xí)活動3.mxml。主循環(huán)中，首先初始化板載聲音傳感器，獲取其聲音值并存儲在變量“sound_value”中，隨后將“聲音響度:”與變量“sound_value”的值一起轉(zhuǎn)為文本，在顯示屏顯示，實(shí)現(xiàn)持續(xù)實(shí)時展示聲音響度數(shù)據(jù)。代碼版如圖所示。（2）第二步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（3）第3步：功能測試。檢測是否實(shí)現(xiàn)聲音響度檢測并在設(shè)備上呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的功能。討論法合作學(xué)習(xí)講授法拓展深化，回歸生活（8分鐘）師：現(xiàn)在同學(xué)們運(yùn)用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備來獲取當(dāng)前環(huán)境的光照強(qiáng)度，進(jìn)一步拓展對物聯(lián)設(shè)備功能的實(shí)踐與探索。師：本實(shí)驗(yàn)活動需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有主控板，其板載了光線傳感器。師：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一步：編寫程序（圖形化）打開mPython軟件，單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級代碼→圖形化程序→第一單元→第3課環(huán)境數(shù)據(jù)要感知→拓展與提升.mxml。主循環(huán)中，首先對板載光敏傳感器進(jìn)行初始化，然后獲取其光線值，并將該值存儲到變量“l(fā)ight_value”。最后，把變量“l(fā)ight_value”里的光線值在顯示屏上顯示出來，以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測和展示環(huán)境光線強(qiáng)度。代碼版如圖所示。（2）第二步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（3）第3步：功能測試。檢測是否實(shí)現(xiàn)當(dāng)前環(huán)境的光照強(qiáng)度檢測并在設(shè)備上呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的功能。（4）第四步：記錄數(shù)據(jù)。分別記錄自然光照條件下、開啟補(bǔ)光燈條件下及遮擋光線傳感器的條件下的光照強(qiáng)度數(shù)值。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)討論法實(shí)踐操作課后作業(yè)（1分鐘）師：本節(jié)課的作業(yè)為：查閱資料，了解各類傳感器功能及其應(yīng)用。課堂小結(jié)與評價（2分鐘）本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了認(rèn)識了一些常見的傳感器及其應(yīng)用，學(xué)習(xí)了三種方法獲取環(huán)境數(shù)據(jù)。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：部分學(xué)生對復(fù)雜傳感器原理理解困難，實(shí)踐操作時速度不一。2.改進(jìn)措施：后續(xù)教學(xué)應(yīng)在講解原理時多舉實(shí)例，幫助理解；實(shí)踐環(huán)節(jié)增加小組互助，讓操作快的學(xué)生幫助較慢的同學(xué)，同時加強(qiáng)巡視指導(dǎo)，確保每位學(xué)生都能有效掌握知識與技能。第4課《物物相連有價值》課程名稱：第4課物物相連有價值年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.能夠準(zhǔn)確說出典型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)（文件傳送、電子郵件、萬維網(wǎng)）及其對應(yīng)協(xié)議，熟練掌握萬維網(wǎng)的基本要素。2.清晰闡述物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的作用、遠(yuǎn)程控制優(yōu)勢及傳感器協(xié)同帶來的新智能。3.學(xué)會使用客戶端軟件和瀏覽器收發(fā)電子郵件，體驗(yàn)基于萬維網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，設(shè)計(jì)簡單物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案。過程與方法1.通過自主查找資料、實(shí)踐操作和小組合作，提升自主學(xué)習(xí)、動手實(shí)踐以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。2.對比不同互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)方式和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，培養(yǎng)分析比較和歸納總結(jié)能力。情感態(tài)度價值觀1.激發(fā)對互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探索興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。2.增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全意識和數(shù)據(jù)保護(hù)意識。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.典型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)及協(xié)議，萬維網(wǎng)的特點(diǎn)和基本要素。2.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的作用、遠(yuǎn)程控制和傳感器協(xié)同的原理與應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)1.理解互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)協(xié)議的工作機(jī)制，萬維網(wǎng)超文本技術(shù)、超文本語言和統(tǒng)一資源定位符的關(guān)系。2.設(shè)計(jì)創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案，認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)安全問題及防范措施。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（9分鐘）師：在生活中，物物相連蘊(yùn)含著巨大價值。就像這幅圖展示的，互聯(lián)網(wǎng)如同“大腦”，各類設(shè)備好似“神經(jīng)觸角”。設(shè)想一下，若家中電器、安防設(shè)備等都能像這樣相互連接、協(xié)同工作，生活將更加便捷與智能。那么互聯(lián)網(wǎng)是如何獲得各類環(huán)境數(shù)據(jù)的？讓我們帶著問題，一同開啟“物物相連有價值”的探索之旅。師：本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)豐富實(shí)時數(shù)據(jù)的作用，遠(yuǎn)程控制的優(yōu)勢以及傳感器協(xié)同帶來的新智能。師：在物聯(lián)網(wǎng)里，傳感器能獲取海量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)作用重大，能讓我們深入分析環(huán)境，做出更準(zhǔn)確的判斷和靈活的反饋。分析處理后的數(shù)據(jù)還可以通過可視化呈現(xiàn)，能夠?yàn)闆Q策提供清晰參考。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)一：查看天氣實(shí)況圖（9分鐘）師：了解了物聯(lián)網(wǎng)中傳感器獲取的海量數(shù)據(jù)及其作用，那在實(shí)際生活中，數(shù)據(jù)是如何具體應(yīng)用的呢？接下來，通過學(xué)習(xí)活動一“查看天氣實(shí)況圖”，我們以中央氣象臺網(wǎng)站為例，探究本地天氣實(shí)況圖基于什么數(shù)據(jù)生成，以及這些數(shù)據(jù)的獲取方式，進(jìn)一步感受物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的奧秘。師：同學(xué)們，我們來看中央氣象臺網(wǎng)站里展示的全國氣溫實(shí)況圖，它是借助分布在全國的大量溫度傳感器，采集各地氣溫數(shù)據(jù)，經(jīng)處理生成全國氣溫圖表，直觀呈現(xiàn)溫度分布。體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)作為大數(shù)據(jù)基石的作用——傳感器采集海量實(shí)時數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)，沒有這些數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析便無法開展。講授法實(shí)踐學(xué)習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)二：設(shè)計(jì)物聯(lián)窗戶方案（9分鐘）師：那么我們該如何將物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢應(yīng)用到實(shí)際生活中呢？接下來的學(xué)習(xí)活動二“設(shè)計(jì)物聯(lián)窗戶方案”就能讓大家一展身手。下雨天若沒關(guān)窗戶可能會造成家中進(jìn)水、財產(chǎn)受損，現(xiàn)在請同學(xué)們利用遠(yuǎn)程控制原理，嘗試設(shè)計(jì)能遠(yuǎn)程關(guān)閉窗戶的物聯(lián)窗戶方案。師：方案一是依據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報，提前預(yù)知可能下雨的時間點(diǎn)，然后設(shè)定在下雨前自動關(guān)窗。當(dāng)天氣預(yù)報提示下午三點(diǎn)半左右可能有雨，系統(tǒng)會在下雨前讓窗戶自動關(guān)閉，這是利用遠(yuǎn)程控制優(yōu)勢，結(jié)合天氣數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對窗戶的智能操控，有效避免雨天屋內(nèi)進(jìn)水。師：方案二是在窗戶外面安裝傳感器，當(dāng)傳感器檢測到下雨時，會立刻觸發(fā)指令，讓窗戶自動關(guān)閉；而在晴天沒檢測到降雨時，窗戶則保持開啟狀態(tài)。這種方案通過傳感器實(shí)時感知降雨情況，借助物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)窗戶的自動開關(guān)，能更及時地應(yīng)對降雨，保障室內(nèi)環(huán)境。師：方案三是借助手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。只要在手機(jī)上發(fā)送關(guān)窗指令，窗戶就能接收到指令并自動關(guān)閉。這種方式賦予用戶更大的自主性，無論身處何地，只要有網(wǎng)絡(luò)，就能隨時操控窗戶，充分體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制的便捷性和靈活性。師：那么如何使用智能硬件來遠(yuǎn)程操控關(guān)窗戶？本實(shí)驗(yàn)活動需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有主控板、分支模塊、土壤濕度傳感器、舵機(jī)、4pin連接線等。師：首先我們需要在手機(jī)微信中搜索“掌控IOT”小程序，完成注冊并登錄，完成后點(diǎn)擊“添加項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目名稱如“物聯(lián)窗戶”點(diǎn)擊“添加”即可完成項(xiàng)目的添加；接著在設(shè)備一欄點(diǎn)“查看”，輸入設(shè)備名稱如“物聯(lián)窗戶”點(diǎn)擊“添加”完成設(shè)備的添加，在這里點(diǎn)擊查看便可得到設(shè)備連接物聯(lián)網(wǎng)所需的三個參數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一步：將舵機(jī)的連接線中橙黃色的信號線對著分支模塊的S1信號接口，完成舵機(jī)與分支模塊的連接，完成后使用4pin連接線將分支模塊連接在主控板的P13、P14接口，土壤濕度傳感器使用4pin連接線直接連接在主控板的P0、P1接口。（2）第二步：接下來我們要編寫程序。打開mPython軟件，單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級代碼→圖形化程序→第一單元→第4課物物相連有價值→學(xué)習(xí)活動2.mxml，點(diǎn)擊“加載”。首先建立Wi-Fi連接并同步網(wǎng)絡(luò)時間，隨后連接MQTT服務(wù)器并訂閱主題消息，主題編號是從微信小程序?qū)?yīng)項(xiàng)目的主題中點(diǎn)擊“查看”按鈕獲取的。當(dāng)從主題接收到“開窗”或“關(guān)窗”指令時，分別控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動至90°或0°以模擬窗戶開關(guān)狀態(tài)。同時，程序會實(shí)時獲取本地時間，若檢測到設(shè)定時間或者環(huán)境濕度值超過2000時，自動觸發(fā)舵機(jī)轉(zhuǎn)動至0°關(guān)閉窗戶。通過MQTT消息指令、定時條件和環(huán)境濕度閾值實(shí)現(xiàn)對舵機(jī)的多重控制邏輯。代碼版如圖所示。（3）第三步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（4）第4步：功能測試。手機(jī)微信小程序中，在該項(xiàng)目對應(yīng)的主題下，輸入關(guān)窗指令并發(fā)送，查看主控板端的舵機(jī)是否執(zhí)行關(guān)窗動作；此外，當(dāng)時間到達(dá)設(shè)定時間時，或者環(huán)境濕度值超過設(shè)定值時，查看舵機(jī)是否旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行關(guān)窗動作，以此檢驗(yàn)整個智能關(guān)窗系統(tǒng)是否能按預(yù)期響應(yīng)指令，實(shí)現(xiàn)關(guān)窗功能。師：把多個傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合并協(xié)同控制，能產(chǎn)生“1+1>2”的效果。并且傳感器協(xié)同既可以在本地完成，也能夠借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。比如，通過本地不同種類傳感器（光照、人體感應(yīng)）采集數(shù)據(jù)并融合，當(dāng)僅光照不足時，或人靠近且光照不足時，觸發(fā)自動開燈控制，體現(xiàn)傳感器協(xié)同（數(shù)據(jù)融合）實(shí)現(xiàn)本地智能控制的邏輯，即多傳感器數(shù)據(jù)交互判斷，驅(qū)動設(shè)備執(zhí)行動作，展現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)中傳感器協(xié)同的智能應(yīng)用。師：傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匯聚成大數(shù)據(jù)，經(jīng)分析、挖掘后可產(chǎn)出有價值的信息。以水質(zhì)傳感器為例，一個水質(zhì)傳感器能獲取某一位置的水質(zhì)數(shù)據(jù)，多個水質(zhì)傳感器就可以獲取多個位置的水質(zhì)數(shù)據(jù)，在河道的不同位置放置水質(zhì)傳感器可以協(xié)同檢測河道水質(zhì)，將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)匯聚在一起，就可以分析水質(zhì)變化情況，從而找出水質(zhì)變化的位置。師：同樣的，地圖導(dǎo)航APP檢測到道路出現(xiàn)異常（如擁堵、事故等），將此信息通過網(wǎng)絡(luò)反饋給后方行駛的車主，讓其知曉前方道路狀況，體現(xiàn)交通領(lǐng)域中數(shù)據(jù)傳遞與協(xié)同，幫助車主提前了解路況，合理規(guī)劃行程。師：同學(xué)們，物聯(lián)網(wǎng)雖帶來生活便利，但安全隱患不容忽視。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備作為物理實(shí)體，如果遭攻擊會產(chǎn)生嚴(yán)重后果；各地傳感器采集的大量數(shù)據(jù)，若被惡意利用，會引發(fā)安全風(fēng)險，甚至危及國家信息安全。討論法合作學(xué)習(xí)實(shí)踐操作新課教學(xué)知識點(diǎn)三：監(jiān)測點(diǎn)存在的作用（6分鐘）師：氣象部門為保障氣象數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，會在單個城市設(shè)置數(shù)千個氣象監(jiān)測點(diǎn)，我們來思考學(xué)習(xí)活動三的兩個問題：一是為何要部署大量監(jiān)測點(diǎn)；二是這些監(jiān)測點(diǎn)對氣象預(yù)測有何重要意義。師：大量部署氣象監(jiān)測點(diǎn)可更全面了解天氣狀況，提升預(yù)報準(zhǔn)確性。同時，大量監(jiān)測點(diǎn)對暴雨、臺風(fēng)等極端天氣預(yù)測意義重大，還能規(guī)避單一監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)異?；蝈e誤問題。討論法合作學(xué)習(xí)講授法拓展深化，回歸生活（9分鐘）師：現(xiàn)在大家嘗試用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備模擬物聯(lián)樓梯燈，需運(yùn)用兩種不同類型傳感器體現(xiàn)協(xié)同；并進(jìn)一步探討將不同樓層樓梯燈接入網(wǎng)絡(luò)所能產(chǎn)生的價值。本實(shí)驗(yàn)活動需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有主控板，主控板板載RGB燈、光線傳感器、聲音傳感器。（1）第1步：首先我們要編寫程序。打開mPython軟件，單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級代碼→圖形化程序→第一單元→第4課物物相連有價值→拓展與提升.mxml，點(diǎn)擊“加載”。每次循環(huán)先初始化板載光線傳感器，獲取光線值存于變量“l(fā)ight_value”，再初始化板載聲音傳感器，獲取聲音值存于變量“sound_value”。接著判斷，若“l(fā)ight_value”小于180且“sound_value”大于100，則將所有RGB燈顏色設(shè)為R255、G255、B0，并等待30秒；否則，關(guān)閉所有RGB燈。代碼版如圖所示。（2）第二步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（3）第3步：功能測試。當(dāng)環(huán)境中出現(xiàn)聲音且光照不足時，設(shè)備能控制燈自動亮起，體現(xiàn)聲音和光照傳感器協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)智能照明控制的功能。師：聲控?zé)舻穆曇魝鞲衅骺膳c光敏傳感器協(xié)同，當(dāng)有聲音且光照不足時自動亮燈；紅外線燈的紅外傳感器可與光敏感傳感器配合，在有人靠近且光照不足時自動亮燈，體現(xiàn)不同傳感器組合實(shí)現(xiàn)智能照明控制。師：此外，將樓梯燈接入網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)智能化管理，提升能源利用效率，增強(qiáng)安全性，優(yōu)化用戶體驗(yàn)，具備經(jīng)濟(jì)和社會效益。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)討論法實(shí)踐操作課后作業(yè)（1分鐘）師：本節(jié)課的課后作業(yè)為登錄中央氣象臺網(wǎng)站，查看本地天氣實(shí)況圖，分析其基于的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)類型，并思考這些數(shù)據(jù)是如何獲取的，整理成200字左右的小報告。課堂小結(jié)與評價（2分鐘）本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了物聯(lián)網(wǎng)提供豐富實(shí)時數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)操作以及傳感器協(xié)同帶來新智能體驗(yàn)。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：本次教學(xué)通過多種方式促進(jìn)學(xué)生對互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)，但仍存在不足。部分學(xué)生在理解互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)協(xié)議工作機(jī)制時較為吃力，講解抽象概念的實(shí)例可更豐富、直觀。小組討論中，個別學(xué)生參與度不高，后續(xù)應(yīng)優(yōu)化分組，明確分工。2.改進(jìn)措施：實(shí)踐操作環(huán)節(jié)時間把控可更精準(zhǔn)，讓學(xué)生有更充分時間探索。未來教學(xué)將注重這些問題改進(jìn)，提升教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生對知識的掌握與應(yīng)用能力。第2單元萬物互聯(lián)有協(xié)議第5課《物聯(lián)功能趣體驗(yàn)》課程名稱：第5課物聯(lián)功能趣體驗(yàn)?zāi)昙墸喊四昙壵n時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.能夠說出物聯(lián)網(wǎng)的核心要素（物品、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理）。2.能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)中“反饋”與“控制”的基本邏輯。3.能夠列舉至少3類生活中的物聯(lián)產(chǎn)品及其功能（如智能插座、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備）。過程與方法1.通過查看實(shí)時物聯(lián)數(shù)據(jù)，體驗(yàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集與傳輸過程。2.通過模擬遠(yuǎn)程控制物聯(lián)插座，分析“指令發(fā)送-狀態(tài)反饋”流程。3.通過設(shè)計(jì)花卉監(jiān)測系統(tǒng)，培養(yǎng)跨學(xué)科問題解決能力（融合生物、信息技術(shù)知識）。情感態(tài)度價值觀1.感受物聯(lián)網(wǎng)對生活便利性的提升，激發(fā)對信息技術(shù)的興趣。2.體會科技與生活的緊密關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識與實(shí)踐探索精神。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.物聯(lián)系統(tǒng)的反饋與控制流程。2.傳感器數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)中的流轉(zhuǎn)過程。教學(xué)難點(diǎn)1.網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)系統(tǒng)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換作用（抽象概念）。2.從需求分析到物聯(lián)功能設(shè)計(jì)的邏輯推導(dǎo)。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（5分鐘）師：同學(xué)們，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們身邊的物聯(lián)功能產(chǎn)品越來越多。當(dāng)你結(jié)束了一天的學(xué)習(xí)，疲憊地回到家。剛走到門口，門就自動識別并為你打開；走進(jìn)屋內(nèi)，燈光恰到好處地亮起，溫度也是你最舒適的狀態(tài)；你還沒開口，智能音箱就已經(jīng)播放起你喜歡的音樂。這些神奇又便捷的場景，都離不開各種具有物聯(lián)功能的產(chǎn)品。就像攝像頭、插座、傳感器等很多設(shè)備。它們看似普通，卻能通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)，讓我們的生活變得輕松又有趣。那這些物聯(lián)功能到底是怎么實(shí)現(xiàn)的？背后又藏著哪些奧秘呢？今天，就讓我們一起踏上這場“物聯(lián)功能趣體驗(yàn)”之旅。師：本節(jié)課我們要體驗(yàn)物聯(lián)產(chǎn)品，感受物聯(lián)網(wǎng)給人們生產(chǎn)和生活帶來的便利還要初步了解物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋和控制。師：我們將圍繞下面兩個關(guān)鍵問題來展開今天的內(nèi)容：物品聯(lián)網(wǎng)后帶來了哪些便利？物聯(lián)系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)反饋與控制？師：本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：遠(yuǎn)程查看物聯(lián)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制物聯(lián)插座和遠(yuǎn)程監(jiān)測物聯(lián)花卉。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)知識點(diǎn)一：遠(yuǎn)程查看物聯(lián)數(shù)據(jù)（2分鐘）師：我們先來學(xué)習(xí)的第一個學(xué)習(xí)內(nèi)容：遠(yuǎn)程查看物聯(lián)數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器感知環(huán)境數(shù)據(jù)，這些傳感器或許就在你的身邊，它們將檢測到的數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到互聯(lián)網(wǎng)上。訪問公共的數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)站可以查看傳感器采集的數(shù)據(jù)。例如，在中國環(huán)境監(jiān)測總站的網(wǎng)站上，可以查看全國各地的空氣質(zhì)量和水質(zhì)數(shù)據(jù)。講授法學(xué)習(xí)活動一：采集數(shù)據(jù)（4分鐘）師：現(xiàn)在我們也來上網(wǎng)查找公開的物聯(lián)數(shù)據(jù)。思考可以獲得哪些數(shù)據(jù)？采集這些數(shù)據(jù)需要用到哪些傳感器？師：我們可以獲得公開的物聯(lián)數(shù)據(jù)如：全國的空氣質(zhì)量，包括AQI、PM2.5、SO2、CO等，采集空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)需要使用各類氣象傳感器；獲取全國的各河流水域的水質(zhì)情況，包括水溫、PH值、溶解氧等，采集這些數(shù)據(jù)需要使用各類水質(zhì)傳感器；獲取北京市各個區(qū)的交通情況，如交通指數(shù)、擁堵等級、平均速度，采集這些數(shù)據(jù)需要使用攝像頭、GPS模塊、RFID標(biāo)簽等硬件模塊。師：上面的這些物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過傳感器實(shí)時采集獲取，數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)傳輸至云平臺處理，最終在網(wǎng)站或APP可視化呈現(xiàn)。師：物聯(lián)插座是一種能聯(lián)網(wǎng)的智能插座，大家知道物聯(lián)插座為什么“智能”呢？講授法實(shí)踐操作法知識點(diǎn)二：遠(yuǎn)程控制物聯(lián)插座（5分鐘）師：物聯(lián)插座在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下，可以通過智能終端對物聯(lián)插座上連接的電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，并反饋插座的工作狀態(tài)。師：物聯(lián)插座本質(zhì)是將插座接入物聯(lián)網(wǎng)，通過控制插座開關(guān)來控制電器。物聯(lián)插座可以讓傳統(tǒng)的熱水器、電暖氣、臺燈等普通電器變智能。師：同學(xué)們思考一下物聯(lián)插座如何感知、如何聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)插座在生活中有哪些應(yīng)用場景？師：物聯(lián)插座的感知方式有：內(nèi)置電流或電壓傳感器實(shí)時監(jiān)測電器工作狀態(tài)，這種物聯(lián)插座聯(lián)網(wǎng)方式一般為Wi-Fi，其應(yīng)用場景為家庭或工業(yè)用電監(jiān)控、節(jié)能優(yōu)化、電費(fèi)分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)；物聯(lián)插座還可以通過繼電器模塊檢測物理開關(guān)狀態(tài)，這種物聯(lián)插座聯(lián)網(wǎng)方式一般為ZigBee，其應(yīng)用場景為電器安全預(yù)警（如短路、過載）、故障診斷。此外，部分高端插座集成溫濕度、空氣質(zhì)量傳感器，進(jìn)行環(huán)境參數(shù)感知，這種物聯(lián)插座聯(lián)網(wǎng)方式一般為PLC-IoT（電力線載波），其應(yīng)用場景為智能家居聯(lián)動（如自動開啟空氣凈化器）、節(jié)能調(diào)節(jié)。師：下面我們來看物聯(lián)插座的組成及功能。物聯(lián)插座一般由物理按鍵模塊、Wi-Fi模塊和繼電器模塊組成。物理按鍵模塊具備直接控制插座開關(guān)、重新配網(wǎng)等功能；Wi-Fi模塊負(fù)責(zé)連接路由器，連接遠(yuǎn)程的服務(wù)器，讓手機(jī)能控制插座；繼電器模塊負(fù)責(zé)控制220V高壓通斷部分。師：接下來讓我們一起將物聯(lián)插座應(yīng)用起來，去控制電器吧！講授法學(xué)習(xí)活動二：了解工作過程（8分鐘）師：下面我們利用物聯(lián)插座控制臺燈的開關(guān)，在智能終端（手機(jī)）上遠(yuǎn)程發(fā)送控制指令，臺燈根據(jù)接收指令執(zhí)行開燈或關(guān)燈的動作；此外，還可以通過按鍵手動控制臺燈的開關(guān)。師：完成本活動任務(wù)，我們需要用到一塊主控板，一個繼電器，一個USB燈還有一根4pin連接線以及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。師：我們把USB燈插入繼電器，繼電器通過4pin連接線和主控板相連，同時繼電器要連接電源。用數(shù)據(jù)線將主控與電腦連接起來。師：參考上節(jié)課內(nèi)容在微信小程序中添加項(xiàng)目、主題和設(shè)備。師：現(xiàn)在開始編寫程序，首先配置Wi-Fi連接參數(shù)包括名稱和密碼，再設(shè)置設(shè)備連接MQTT服務(wù)器參數(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)地址：端口1883、及設(shè)備連接物聯(lián)網(wǎng)平臺所需的三個參數(shù)。下面初始化按鍵A狀態(tài)及、P0引腳上的繼電器狀態(tài)。當(dāng)接收到對應(yīng)主題的消息時，判斷若消息為“true”則state設(shè)為1，為“false”則設(shè)為0。主循環(huán)中持續(xù)檢測btn_a狀態(tài)，若按下且state為0則設(shè)為1，否則設(shè)為0，最后根據(jù)state值控制引腳p0輸出電平，實(shí)現(xiàn)對燈的智能控制。單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。師：下面進(jìn)行功能測試。在掌控IOT微信小程序中，打開開關(guān)，觀察臺燈是否打開，關(guān)閉開關(guān)，觀察臺燈是否關(guān)閉；我們還可以通過按下按鍵A，開燈，再次按下按鍵A，關(guān)燈。師：通過物聯(lián)插座控制臺燈的開關(guān)，我們能感受到物聯(lián)網(wǎng)給人們生活帶來的便利。師：物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制在生活中的應(yīng)用越來越廣泛。養(yǎng)花成了許多人的興趣愛好，為了給花卉提供最適宜的生長環(huán)境，需要關(guān)注花卉生長環(huán)境的溫度、濕度、等情況，遠(yuǎn)程監(jiān)測花卉就可以隨時關(guān)注花卉的生長環(huán)境了。講授法實(shí)踐操作法知識點(diǎn)三：遠(yuǎn)程監(jiān)測物聯(lián)花卉（5分鐘）師：智能養(yǎng)花系統(tǒng)通過傳感器實(shí)時監(jiān)測溫度、濕度、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)，并同步到用戶手機(jī)。當(dāng)數(shù)據(jù)超出設(shè)定范圍時，系統(tǒng)會發(fā)送警報提醒用戶及時處理，幫助花卉保持最佳生長狀態(tài)。師：我們知道傳感器有兩種聯(lián)網(wǎng)方式：一種是直接連接到互聯(lián)網(wǎng)，另一種是通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。師：那同學(xué)們思考一個問題：為什么不是所有的傳感器都直接連接到互聯(lián)網(wǎng)？師：不是所有的傳感器都直接連接到互聯(lián)網(wǎng)可能有三種原因：第一功耗限制：很多低功耗傳感器（如溫濕度）采用藍(lán)牙或Zigbee等短距離協(xié)議延長續(xù)航；第二成本控制：Wi-Fi模塊比短距離通信模塊更昂貴（差價可達(dá)5-10倍）；第三協(xié)議差異：工業(yè)傳感器常用Modbus等專業(yè)協(xié)議，需網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換才能接入互聯(lián)網(wǎng)。師：正是因?yàn)樯鲜鲈?，所以才需要網(wǎng)關(guān)，它就像一個翻譯器，在不同的網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備之間進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，讓它們可以相互“理解”對方的意思。師：同學(xué)們，了解了以上原理，接下來讓我們一起做一個簡易的花卉環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)吧！講授法學(xué)習(xí)活動三：思考原理（8分鐘）師：在制作花卉環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)過程中，我們思考下面幾個問題：花卉環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品一般由哪幾部分組成？使用了哪些傳感器？這些產(chǎn)品是如何與網(wǎng)絡(luò)連接的？又是如何向用戶呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的？師：制作花卉環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有一塊主控板，一個DHT11溫濕度傳感器，一根4pin連接線以及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。師：我們將DHT11傳感器通過4pin連接線和主控板相連，注意連接方式和接口位置。用數(shù)據(jù)線將主控與電腦連接起來。師：參考前面活動內(nèi)容在掌控IOT微信小程序中添加項(xiàng)目、設(shè)備及主題。完成后在mPython軟件打開本課學(xué)習(xí)活動3程序，程序打開后同樣重新配置Wi-Fi及MQTT服務(wù)器參數(shù)。主循環(huán)中，持續(xù)讀取DHT11傳感器檢測到的溫度、濕度數(shù)據(jù)及板載光線傳感器的光線值。若溫度＞28℃，向?qū)?yīng)主題發(fā)送“溫度過高”提醒；若濕度＜65%，發(fā)送“濕度過低”；若光線值＜1000，發(fā)送“光線過弱”。同時，將溫濕度、光線值以字典形式打包發(fā)布到對應(yīng)主題“5b47fXjgT7”。每次循環(huán)間隔1秒，確保數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)姆€(wěn)定性。單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。師：最后進(jìn)行功能測試，傳感器實(shí)時監(jiān)測環(huán)境中的溫度、濕度等數(shù)據(jù)，觀察這些數(shù)據(jù)以及提示信息是否反饋到用戶手機(jī)上。講授法實(shí)踐操作法拓展與提升（5分鐘）師：經(jīng)過上面的學(xué)習(xí)，我們體驗(yàn)了物聯(lián)產(chǎn)品的功能，拓展任務(wù)嘗試撰寫一份實(shí)驗(yàn)報告。師：實(shí)驗(yàn)報告除了一些個人信息外，可以由4個部分組成。實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟诶斫馕锫?lián)網(wǎng)組成、體驗(yàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制。實(shí)驗(yàn)設(shè)備有花卉監(jiān)測儀、手機(jī)APP、智能插座。實(shí)驗(yàn)過程中，傳感器先采集數(shù)據(jù)，隨后APP顯示實(shí)時數(shù)值，當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到閾值觸發(fā)警報，并能自動控制澆水。這一流程中，傳感器、網(wǎng)絡(luò)、控制構(gòu)成完整物聯(lián)系統(tǒng)。講授法課后作業(yè)（1分鐘）師：請同學(xué)們在課后觀察家中或?qū)W校的智能設(shè)備（如智能插座、環(huán)境監(jiān)測儀等），列舉1-2個例子，并簡單描述它們?nèi)绾瓮ㄟ^聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)功能（如遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)查看）。課堂小結(jié)與評價（2分鐘）本節(jié)課，我們了解了物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制原理，學(xué)到了傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)的方法，還認(rèn)識到了網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)系統(tǒng)中的重要作用。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：網(wǎng)關(guān)的“協(xié)議轉(zhuǎn)換”功能對八年級學(xué)生較難理解，僅通過“翻譯器”類比仍顯模糊，部分學(xué)生未真正掌握其在物聯(lián)系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。“反饋與控制”的邏輯鏈條講解不夠具象，學(xué)生對“閾值設(shè)定-指令發(fā)送-執(zhí)行反饋”的動態(tài)流程理解停留在文字層面。若缺乏真實(shí)物聯(lián)插座或花卉監(jiān)測設(shè)備，僅通過動畫或模擬界面體驗(yàn)，學(xué)生難以感受“實(shí)時控制”的真實(shí)交互感，對“網(wǎng)絡(luò)延遲”“設(shè)備響應(yīng)速度”等實(shí)際問題缺乏直觀認(rèn)知。小組討論中，部分學(xué)生因?qū)ξ锫?lián)產(chǎn)品接觸較少，在分析“家庭物聯(lián)設(shè)備”時思路受限，依賴教師引導(dǎo)，自主探究深度不足。在“遠(yuǎn)程監(jiān)測物聯(lián)花卉”環(huán)節(jié)，未充分結(jié)合生物學(xué)科知識，設(shè)計(jì)的監(jiān)測方案缺乏科學(xué)性，僅停留在“功能堆砌”層面。數(shù)據(jù)應(yīng)用價值的探討不夠深入，學(xué)生對“物聯(lián)數(shù)據(jù)→實(shí)際應(yīng)用”的轉(zhuǎn)化邏輯理解不透徹。2.改進(jìn)措施：用“不同語言文件傳輸”。播放簡化版動畫，標(biāo)注“協(xié)議轉(zhuǎn)換”的關(guān)鍵步驟，配套圖示板書強(qiáng)化記憶。用流程圖+實(shí)物連線演示，讓學(xué)生親手操作“設(shè)定溫度閾值→觸發(fā)風(fēng)扇啟動”的模擬實(shí)驗(yàn)。若缺乏實(shí)物設(shè)備，可利用“虛擬物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室”在線平臺，讓學(xué)生注冊賬號后：讀取虛擬傳感器數(shù)據(jù)→編寫簡單規(guī)則→觀察“虛擬設(shè)備”響應(yīng)。針對物聯(lián)產(chǎn)品認(rèn)知較少的學(xué)生，提供“家庭物聯(lián)設(shè)備功能卡”，通過“功能配對”降低討論門檻。在“花卉監(jiān)測”環(huán)節(jié)，先復(fù)習(xí)生物課“植物生長三要素”，再展示不同花卉的溫濕度閾值表，要求學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)個性化監(jiān)測方案。引入“疫情期間物聯(lián)數(shù)據(jù)追蹤密接”“智能農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)灌溉”等實(shí)例，組織學(xué)生討論“物聯(lián)數(shù)據(jù)如何改變生活”，強(qiáng)化“技術(shù)服務(wù)于需求”的意識。第6課《數(shù)據(jù)傳輸方式多》課程名稱：第6課數(shù)據(jù)傳輸方式多年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.理解物聯(lián)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕具^程，知曉數(shù)據(jù)傳輸依賴多種協(xié)議。2.能區(qū)分物聯(lián)網(wǎng)中有線傳輸與無線傳輸、近距離通信與遠(yuǎn)距離通信的特點(diǎn)及適用場景。3.列舉至少3種物聯(lián)網(wǎng)常用通信協(xié)議（如MQTT、藍(lán)牙、NB-IoT），并說明其典型應(yīng)用。過程與方法1.通過分析共享單車物聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)案例，提升邏輯分析和跨學(xué)科整合能力。2.借助小組討論“不同場景下通信協(xié)議的選擇”，培養(yǎng)批判性思維和合作探究能力。情感態(tài)度價值觀1.激發(fā)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探索興趣，體會技術(shù)在生活中的實(shí)用性和創(chuàng)新性。2.增強(qiáng)數(shù)據(jù)思維和系統(tǒng)思維，理解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在互聯(lián)互通中的重要性。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.數(shù)據(jù)傳輸方式的分類（有線/無線、近距離/遠(yuǎn)距離）。2.典型協(xié)議的功能與應(yīng)用場景（如HTTP、MQTT、藍(lán)牙）。3.共享單車系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜鞒谭治?。教學(xué)難點(diǎn)1.協(xié)議與傳輸方式的對應(yīng)關(guān)系。2.低功耗遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)的必要性理解。3.電子圍欄等復(fù)雜場景的技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（6分鐘）師：同學(xué)們，生活中的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備越來越多，你知道這些設(shè)備是如何信息數(shù)據(jù)交換的嗎？今天，就讓我們走進(jìn)《數(shù)據(jù)傳輸方式多》，一同探尋數(shù)據(jù)傳輸背后的神奇世界。師：本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)探析物聯(lián)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，分析多樣的數(shù)據(jù)傳輸方式。師：本節(jié)課的內(nèi)容我們將圍繞以下三個問題展開：物聯(lián)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)?？物?lián)網(wǎng)中的設(shè)備是如何連接網(wǎng)絡(luò)的？物聯(lián)網(wǎng)中常用的通信協(xié)議有哪些？它們都有什么特點(diǎn)？師：帶著上面的問題，我們來看一個物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的典型范例：共享單車。從其誕生起，不斷的技術(shù)革新使其在便捷性與智能性上持續(xù)提升。這里我們將以共享單車為切入點(diǎn)，深入探析物聯(lián)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，進(jìn)而為分析多樣的數(shù)據(jù)傳輸方式奠定基礎(chǔ)。師：數(shù)據(jù)是共享單車實(shí)現(xiàn)諸多變化的關(guān)鍵要素。那么數(shù)據(jù)是怎么在共享單車物聯(lián)系統(tǒng)中“旅行”的呢？問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)一：探究共享單車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（14分鐘）師：為了弄清楚數(shù)據(jù)在共享單車物聯(lián)系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)過程，我們先來實(shí)踐一下學(xué)習(xí)活動一的內(nèi)容。首先我們打開共享單車的應(yīng)用軟件或小程序，查看附近可用的單車分布情況，思考一下應(yīng)用軟件或小程序是如何知道這些單車在哪里的；然后走到共享單車旁邊，用應(yīng)用軟件或小程序掃描單車上的二維碼打開車鎖，想想服務(wù)器是如何知道打開哪輛單車車鎖的。師：打開共享單車應(yīng)用軟件或小程序查看附近可用單車分布情況，這是因?yàn)楣蚕韱诬囃ㄟ^網(wǎng)絡(luò)將位置數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器再將數(shù)據(jù)處理后反饋到軟件地圖上。師：具體分析該過程就是：共享單車數(shù)據(jù)傳輸過程中，車輛借助NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）連接到互聯(lián)網(wǎng)，然后依靠位置傳感器獲取自身的位置數(shù)據(jù)，最后通過MQTT協(xié)議將這些位置數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器。師：第二步：手機(jī)需借助移動通信網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，隨后運(yùn)用HTTP協(xié)議，將用車人的位置數(shù)據(jù)上傳。師：第三步：服務(wù)器會運(yùn)用HTTP協(xié)議，把指定位置周邊的車輛數(shù)據(jù)反饋給手機(jī)上的共享單車應(yīng)用軟件。如此一來，我們在軟件上就能看到附近單車的分布情況。師：同學(xué)們，有時我們會看到手機(jī)共享單車應(yīng)用軟件提示正在加載附近車輛，這是為何呢？這其實(shí)是物聯(lián)系統(tǒng)在刷新單車位置數(shù)據(jù)。手機(jī)和單車都會按照一定時間間隔，分別更新與上報位置數(shù)據(jù)。師：接下來是任務(wù)二。大家需要走到共享單車旁，用應(yīng)用軟件或小程序掃描單車上的二維碼來打開車鎖。師：當(dāng)我們用手機(jī)應(yīng)用軟件掃描共享單車的二維碼后，軟件會獲取單車的唯一標(biāo)識，緊接著通過HTTP協(xié)議向服務(wù)器發(fā)送開鎖請求數(shù)據(jù)。師：服務(wù)器在接收到手機(jī)發(fā)送的開鎖請求數(shù)據(jù)后，會采用不同協(xié)議來傳遞開鎖數(shù)據(jù)。一方面，利用MQTT協(xié)議向共享單車發(fā)送開鎖數(shù)據(jù)，讓單車執(zhí)行開鎖動作；另一方面，通過HTTP協(xié)議向手機(jī)發(fā)送開鎖數(shù)據(jù)，告知手機(jī)操作結(jié)果。師：物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞桨唇橘|(zhì)分可以分為：有線、無線兩類。無線傳輸無需物理介質(zhì)，靠設(shè)備收發(fā)裝置，有Wi-Fi、藍(lán)牙等方式，移動靈活；有線傳輸需電纜、網(wǎng)線等介質(zhì)連網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，像以太網(wǎng)、USB，特點(diǎn)是穩(wěn)定、可靠、不易受干擾。師：按傳輸距離劃分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸方式可分為近距離通信和遠(yuǎn)距離通信。物聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)傳輸距離的要求比互聯(lián)網(wǎng)更豐富。傳輸距離近的協(xié)議是近距離通信協(xié)議，遠(yuǎn)的則是遠(yuǎn)距離通信協(xié)議。像RFID、NFC、藍(lán)牙、ZigBee屬于近距離通信協(xié)議；3G/4G/5G、NB-IoT是遠(yuǎn)距離通信協(xié)議。講授法實(shí)踐學(xué)習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)二：分析不同場景的通信協(xié)議選擇依據(jù)（14分鐘）師：在實(shí)際生活中，我們會依據(jù)不同場景來挑選合適的通信協(xié)議。大家要開動腦筋，舉例說明在哪些場景下選擇了何種通信協(xié)議，并且闡述選擇背后的原因，完成學(xué)習(xí)活動二。師：在智能家居場景里，要把智能燈泡、溫度傳感器、智能門鎖、攝像頭等各種設(shè)備連接起來，達(dá)成設(shè)備間互聯(lián)互通和遠(yuǎn)程控制。就像之前我們學(xué)的共享單車開鎖數(shù)據(jù)傳輸，這里也涉及不同通信協(xié)議的運(yùn)用。師：物聯(lián)網(wǎng)里，有這些可選通信協(xié)議用于數(shù)據(jù)傳輸：Wi-Fi基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，是無線局域網(wǎng)技術(shù)；藍(lán)牙為短距離無線通信；Zigbee低功耗、低成本；Z-Wave專為智能家居設(shè)計(jì)，它們讓設(shè)備間能無線傳數(shù)據(jù)，適配不同物聯(lián)網(wǎng)場景需求。師：我們來看這張關(guān)于幾種通信協(xié)議特性的表格。它從距離范圍、最高速率、安全性、功耗這幾個方面，對比了Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee、Z-Wave。比如，Wi-Fi覆蓋幾十米到百米，適用于家庭，速率幾十Mbps到幾百M(fèi)bps，借助WPA2、WPA3等加密，安全有保障，但功耗較高。藍(lán)牙有效距離約10米，速率幾Mbps以下，靠配對認(rèn)證保障安全，功耗低，適合近距設(shè)備連接。Zigbee傳輸在10-100米，速率250Kbps左右，用AES-128加密，安全性強(qiáng)且功耗極低，靠多節(jié)點(diǎn)路由擴(kuò)展。Z-Wave傳輸距離與Zigbee類似，速率幾十Kbps到幾百Kbps，采用多種加密技術(shù)，功耗也低，在家庭多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)中表現(xiàn)良好。了解這些，便于按需選擇合適傳輸協(xié)議。討論法合作學(xué)習(xí)講授法拓展深化，回歸生活（8分鐘）師：同學(xué)們，這里有兩個問題值得大家思考。第一個問題，隨著科技的發(fā)展，人類已經(jīng)建立全天候的高速率網(wǎng)絡(luò)連接和通信,為什么還要發(fā)展低功耗遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)呢？第二個問題，為了規(guī)范共享單車停放，有些地區(qū)設(shè)置了固定的還車區(qū)域。系統(tǒng)如何判斷共享單車是否停在規(guī)定的還車區(qū)域內(nèi)?師：為實(shí)現(xiàn)“減少能源消耗、降低碳排放”，針對不同設(shè)備有不同低功耗設(shè)計(jì)考量：共享單車數(shù)量大、分布廣，通過低功耗設(shè)計(jì)，可延長電池壽命，減少維護(hù)成本與換電池需求；智能手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速率高、本身功耗高，但因有較大電池容量，在低功耗設(shè)計(jì)上依托大容量電池來平衡能耗，二者從自身特點(diǎn)出發(fā)，以不同方式助力節(jié)能減碳。師：同學(xué)們，共享單車電子圍欄有兩種實(shí)現(xiàn)方式。一是藍(lán)牙定位技術(shù)，靠控制單車車載藍(lán)牙和圍欄藍(lán)牙的通信距離，規(guī)范停車位置；二是RFID技術(shù)，借助RFID讀卡器和車載電子標(biāo)簽通信，來管理單車停放，這樣就能讓單車停在指定區(qū)域了。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)討論法實(shí)踐操作課后作業(yè)（1分鐘）師：本節(jié)課的課后作業(yè)為請同學(xué)們列舉出除了PPT中提到的智能家居場景外，還有哪些生活場景會用到物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，并分析在這些場景中可能會使用到哪些通信協(xié)議，以及選擇這些協(xié)議的原因，以500字左右的短文形式完成。課堂小結(jié)與評價（2分鐘）本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了多種物聯(lián)協(xié)議，需根據(jù)設(shè)備特性、數(shù)據(jù)傳輸需求等因素合理選擇通信協(xié)議，知道了物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸方式多樣，不同傳輸方式各有特點(diǎn)和適用場景。教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對抽象協(xié)議概念理解存在困難，類比“設(shè)備間的語言”雖有幫助，但部分學(xué)生仍缺乏直觀感受；小組討論時，部分學(xué)生參與度不足，對復(fù)雜場景（如電子圍欄）的技術(shù)邏輯理解不夠深入。2.改進(jìn)措施：增加藍(lán)牙模塊現(xiàn)場演示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生直觀觀察設(shè)備通信過程；設(shè)計(jì)“協(xié)議連連看”游戲，通過卡片匹配協(xié)議與應(yīng)用場景，強(qiáng)化記憶；針對復(fù)雜場景，拆解為“定位-通信-判斷”三步驟，結(jié)合動畫分步講解，降低理解難度；設(shè)置小組任務(wù)分工表，確保每位學(xué)生承擔(dān)具體角色（如記錄員、發(fā)言人），提升參與度。第7課《電子標(biāo)簽我揭秘》課程名稱：第7課電子標(biāo)簽我揭秘年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.能夠描述RFID和NFC技術(shù)的基本原理。2.能夠解釋RFID系統(tǒng)的工作流程。3.能區(qū)分RFID、NFC兩種近距離通信協(xié)議及其不同之處。4.能夠理解讀取電子標(biāo)簽的編號的程序。過程與方法1.通過實(shí)踐操作，掌握電子標(biāo)簽的讀取過程。2.通過小組討論，提高分析和解決問題的能力。情感態(tài)度價值觀1.認(rèn)識到電子標(biāo)簽在信息獲取和傳遞中的重要性，培養(yǎng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的敏感度。2.探索電子標(biāo)簽的創(chuàng)新應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)RFID系統(tǒng)的工作流程和基本原理。教學(xué)難點(diǎn)理解RFID系統(tǒng)中電子標(biāo)簽與讀卡器的通信過程，編程實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽編號的讀取。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（5分鐘）師：科技的發(fā)展讓我們的生活更加便捷，乘坐火車時，人們只需拿身份證在檢票機(jī)上刷一下，便能順利通過檢票閘機(jī)。在這個過程中，正是RFID技術(shù)在發(fā)揮作用。師問：大家觀察到在這個場景中，設(shè)備是如何實(shí)現(xiàn)通信的?這種通信方式有什么特點(diǎn)?遠(yuǎn)距離還是近距離呢？生：近距離。師：帶著這些問題，本節(jié)課我們一起來揭秘射頻識別技術(shù)，了解近場通信的奧秘。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)新課教學(xué)知識點(diǎn)-：揭秘射頻識別技術(shù)（10分鐘）師：射頻識別技術(shù)，也叫做RFID技術(shù)，是一種近距離通訊技術(shù)。在火車站的檢票系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。RFID是一種物品標(biāo)識和自動識別技術(shù)，本質(zhì)上是一種無線通信技術(shù)，無須與被識別物品直接接觸。RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽和讀卡器組成。師：同學(xué)們思考以下問題：RFID系統(tǒng)工作流程是怎樣的？我們?nèi)绾卫肦FID實(shí)現(xiàn)物物通信？通過今天的學(xué)習(xí)，我們將找出答案。RFID的工作過程：首先給物品打上電子標(biāo)簽，存儲物品的相關(guān)數(shù)據(jù)。讀卡器發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)物品進(jìn)入讀卡器的工作區(qū)時，即電子標(biāo)簽進(jìn)入讀卡器的識別范圍后，接收讀卡器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量，物品上的電子標(biāo)簽會將自身數(shù)據(jù)發(fā)送出去。讀卡器接收電子標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)中的管理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)中的管理系統(tǒng)作出相應(yīng)處理。師問：所以，同學(xué)們知道為什么把身份證放在指定位置才能成功進(jìn)站嗎？生：回答。師（RFID的優(yōu)勢）：作為一種近距離通信方式，RFID有很多優(yōu)勢，每秒可進(jìn)行上千次的讀取，高效準(zhǔn)確；電子標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)可反復(fù)修改；電子標(biāo)簽無須瞄準(zhǔn)讀取，只要被置于讀卡器形成的電磁場內(nèi)就可以被準(zhǔn)確讀取，適合與各種自動化處理設(shè)備配合使用；電子標(biāo)簽的識讀不依賴于可見光，因而可以在高粉塵污染、野外等惡劣環(huán)境下使用。師：根據(jù)RFID的工作過程和優(yōu)勢，同學(xué)們，你認(rèn)為RFID技術(shù)能夠應(yīng)用到哪些場景中？生：舉手回答。師：RFID應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。在物流領(lǐng)域，電子標(biāo)簽被用于跟蹤貨物和貨柜的位置，有助于自動化庫存管理，優(yōu)化貨物的流通和分配；在醫(yī)療領(lǐng)域，RFID可以用于追蹤患者、醫(yī)療設(shè)備和藥品，如患者的手環(huán)中嵌入的RFID芯片可以存儲其身份數(shù)據(jù)，醫(yī)護(hù)人員可以通過讀卡器快速了解患者信息；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，電子標(biāo)簽可以附著在動物身上，用于存儲動物疫苗等數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化畜牧業(yè)的管理。師：RFID在生活中還有哪些應(yīng)用？（小組討論）例如高速公路的ETC，ETC系統(tǒng)主要包括電子標(biāo)簽（安裝在車輛上）、讀寫器（安裝在收費(fèi)站旁邊）、應(yīng)用系統(tǒng)三個主要部分。車輛進(jìn)入ETC收費(fèi)車道時，環(huán)路感應(yīng)器感知車輛，讀寫器發(fā)出詢問信號。RFID電子標(biāo)簽接收到信號后，激活并響應(yīng)，進(jìn)行雙向通信和數(shù)據(jù)交換。中心管理系統(tǒng)獲取車輛識別信息后進(jìn)行比較判斷，并根據(jù)不同情況控制管理系統(tǒng)產(chǎn)生不同的操作。如果車輛信息合法，系統(tǒng)自動從預(yù)先綁定的IC卡或銀行賬戶扣除相應(yīng)資金，并開啟道閘放行。RFID門禁識別系統(tǒng)在生活中也是常見的應(yīng)用，當(dāng)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)有人進(jìn)入時，讀卡器會讀取此人身上攜帶的電子標(biāo)簽，并將標(biāo)簽信息與系統(tǒng)中存儲的預(yù)設(shè)批準(zhǔn)名單進(jìn)行比對。如果比對成功，則控制器會解鎖安全門，讓此人通過；否則，安全門將保持關(guān)閉狀態(tài)，拒絕此人進(jìn)入。講授法師生互動合作探究（實(shí)踐操作）（15分鐘）師：我們通過操作實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)RFID的工作過程。每個電子標(biāo)簽都有唯一編號，通過RFID讀卡器模塊可以讀取電子標(biāo)簽的編號，下面我們一起動手操作，通過小組合作，完成學(xué)習(xí)活動1讀取電子標(biāo)簽，并在主控板的顯示屏顯示，體驗(yàn)電子標(biāo)簽的工作過程。本實(shí)驗(yàn)活動需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有主控板、RFID讀卡器模塊、電子標(biāo)簽、4pin連接線等。（建議學(xué)生2-4人為一組，共用一套設(shè)備）實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一步：將RFID讀卡器用4PIN連接線連接在主控板的P0、P1引腳。用數(shù)據(jù)線將主控與電腦連接起來。（2）第二步：接下來我們要編寫實(shí)現(xiàn)讀取電子標(biāo)簽編號功能的程序。打開mPython軟件，在人教版擴(kuò)展庫（educore）中拖出代碼(教師也可引導(dǎo)學(xué)生單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級代碼→圖形化程序→第二單元→第7課電子標(biāo)簽我揭秘→第二單元→學(xué)習(xí)活動1.mxml，直接打開本活動的程序)。初始化RFID讀卡器，根據(jù)硬件連接，設(shè)置引腳，讀卡器一直重復(fù)識別電子標(biāo)簽，讀取電子標(biāo)簽編號（阻塞模式即等待讀取卡片信息完成），屏幕顯示讀取到的RFID卡編號。（3）第三步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（4）第4步：功能測試。把電子標(biāo)簽放到RFID讀卡器模塊上時，我們可以看到主控板顯示屏?xí)@示該電子標(biāo)簽的編號。可以依次把不同的電子標(biāo)簽放在RFID讀卡器上，可將電子表簽的編號記錄下來。師：通過本實(shí)驗(yàn)活動，同學(xué)們能否總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論？（小組討論）生：回答。師：通過本實(shí)驗(yàn)活動，我們可以發(fā)現(xiàn)每個電子標(biāo)簽都有唯一的編號。討論法合作學(xué)習(xí)實(shí)踐操作新課教學(xué)知識點(diǎn)二：近場通信的奧秘（7分鐘）師：除了RFID技術(shù)，常見的近距離通信技術(shù)還有NFC，也就是近場通信技術(shù)。NFC是一種近距離的高頻無線通信技術(shù)，允許數(shù)字設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。我們的手機(jī)上通常都有這項(xiàng)技術(shù)，開啟NFC后，我們的手機(jī)可以作為讀卡器，讀取NFC卡片的一些信息。手機(jī)之間可以利用NFC技術(shù)進(jìn)行無線互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)虛擬名片或數(shù)字相片等數(shù)據(jù)交換，。常用于移動支付、數(shù)據(jù)傳輸、門禁控制、交通繳費(fèi)等。NFC與RFID都是近距離通信技術(shù)。與RFID相比，除了通信協(xié)議，NFC還規(guī)定了數(shù)據(jù)交換格式。如果說RFID是一個學(xué)生戴著胸卡方便別人了解他，老師看一眼他的胸卡就知道這個學(xué)生的姓名和班級；NFC就是學(xué)生和老師兩個人都戴著胸卡，他們可以在看到對方胸卡后就知道對方是誰。此外，NFC還可以更改胸卡上的內(nèi)容，改變對方接收的數(shù)據(jù)?？偟膩碚f，RFID是一種較為簡單的無線識別技術(shù)，適合物品跟蹤和管理；而NFC是一種短距離、雙向通信的技術(shù)，適用于安全性要求較高、需要設(shè)備間直接交互的場景。拓展深化，回歸生活（5分鐘）師問：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了RFID技術(shù)并動手操作讀取了電子標(biāo)簽卡。那么請同學(xué)們思考一下，我們可以運(yùn)用這個技術(shù)解決什么樣的問題呢？結(jié)合本節(jié)課學(xué)習(xí)到的知識，請同學(xué)們編寫一個利用電子標(biāo)簽識別學(xué)生個人信息的程序?？梢越Y(jié)合“字典”知識將電子標(biāo)簽編號與學(xué)生姓名一一對應(yīng)。師：與學(xué)習(xí)活動1的實(shí)驗(yàn)設(shè)備一樣，修改主控板程序。先定義電子標(biāo)簽編號與學(xué)生姓名的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)讀取到電子標(biāo)簽編號時，通過字典查詢對應(yīng)的學(xué)生姓名并顯示。（可引導(dǎo)學(xué)生直接在mPython中打開本活動的程序。）生：動手操作。（小組討論并實(shí)踐）問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)討論法實(shí)踐操作課后作業(yè)（1分鐘）師：請同學(xué)們小組合作，設(shè)計(jì)一個基于RFID的智能校園應(yīng)用方案，比如智能書簽、實(shí)驗(yàn)器材管理等，說明該智能校園應(yīng)用的功能、使用場景和實(shí)現(xiàn)方式。（只需輸出方案，無需制作）課堂小結(jié)與評價（2分鐘）本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了RFID技術(shù)，了解了其工作流程及常見的場景應(yīng)用；了解了NFC技術(shù)以及其與RFID的區(qū)別；通過讀取RFID卡的實(shí)踐活動，通過“讀取電子標(biāo)簽編號”實(shí)踐活動，體驗(yàn)了RFID技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程。（通過快速問答的形式檢查學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況。例如：“誰能說出至少兩種RFID的應(yīng)用場景？”對于表現(xiàn)優(yōu)秀的同學(xué)給予表揚(yáng)。）教學(xué)反思1.反思點(diǎn)：本次課程是否達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)？學(xué)生是否能夠清晰地理解RFID技術(shù)的工作過程？是否掌握讀取電子標(biāo)簽的方法，小組討論環(huán)節(jié)是否有效促進(jìn)了學(xué)生之間的交流與合作？有哪些地方可以改進(jìn)以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求？2.改進(jìn)措施：針對上述反思點(diǎn)提出具體的改進(jìn)建議。例如如果發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對某些知識點(diǎn)理解不夠深入可以考慮增加更多的實(shí)例講解或者提供更多的實(shí)踐機(jī)會讓他們在實(shí)踐中鞏固知識。第8課《巧用藍(lán)牙做工具》課程名稱：第8課巧用藍(lán)牙做工具年級：八年級課時：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能1.能夠說出藍(lán)牙協(xié)議的基本工作原理（設(shè)備配對、信號傳輸）及主要特點(diǎn)（低功耗、低延時、近距離）。2.能夠列舉至少3類藍(lán)牙的常見應(yīng)用場景（如音頻傳輸、文件傳輸、設(shè)備控制）。3.能夠掌握藍(lán)牙設(shè)備的配對方法及數(shù)據(jù)傳輸流程。過程與方法1.通過對比傳統(tǒng)藍(lán)牙與低功耗藍(lán)牙，理解技術(shù)迭代的邏輯（如功耗、傳輸距離的優(yōu)化）。2.通過“藍(lán)牙翻頁筆”制作，體驗(yàn)“傳感器采集數(shù)據(jù)→藍(lán)牙傳輸指令→設(shè)備執(zhí)行動作”的物聯(lián)通信過程。3.通過小組協(xié)作排除藍(lán)牙連接故障，提升問題解決能力與計(jì)算思維。情感態(tài)度價值觀1.感受藍(lán)牙技術(shù)對生活便利性的提升，激發(fā)對無線通信技術(shù)的興趣。2.體會協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)備互聯(lián)中的重要性，增強(qiáng)對信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)知。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.藍(lán)牙的配對流程與數(shù)據(jù)傳輸原理。2.近距離通信“低功耗、低延時”的特點(diǎn)。3.藍(lán)牙在物聯(lián)設(shè)備中的雙向通信應(yīng)用（如翻頁筆控制電腦）。教學(xué)難點(diǎn)1.藍(lán)牙協(xié)議底層邏輯的抽象理解（如無線電信號配對、HID協(xié)議應(yīng)用）。2.“藍(lán)牙翻頁筆”程序中加速度傳感器與指令發(fā)送的邏輯關(guān)聯(lián)。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（5分鐘）師：同學(xué)們，大家都使用過藍(lán)牙耳機(jī)，那么手機(jī)播放的音樂如何通過傳遞到耳機(jī)里的？其實(shí)，耳機(jī)與手機(jī)通過藍(lán)牙建立連接，手