第第頁人教版（2024）八年級全一冊信息科技第7課《電子標(biāo)簽我揭秘》教案課程名稱：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)新意識和實踐能力。二、教學(xué)內(nèi)容及重點教學(xué)重點RFID系統(tǒng)的工作流程和基本原理。教學(xué)難點理解RFID系統(tǒng)中電子標(biāo)簽與讀卡器的通信過程，編程實現(xiàn)電子標(biāo)簽編號的讀取。三、教學(xué)過程設(shè)計教學(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)備是如何實現(xiàn)通信的?這種通信方式有什么特點?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-：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)傳送到計算機(jī)中的管理系統(tǒng)。計算機(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（實踐操作）（15分鐘）師：我們通過操作實驗來體驗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，體驗電子標(biāo)簽的工作過程。本實驗活動需要用到的物聯(lián)實驗設(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）實驗步驟：（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?？梢砸来伟巡煌碾娮訕?biāo)簽放在RFID讀卡器上，可將電子表簽的編號記錄下來。師：通過本實驗活動，同學(xué)們能否總結(jié)出實驗結(jié)論？（小組討論）生：回答。師：通過本實驗活動，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)實踐操作新課教學(xué)知識點二：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)行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸。我們的手機(jī)上通常都有這項技術(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的實驗設(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。（小組討論并實踐）問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)討論法實踐操作課后作業(yè)（1分鐘）師：請同學(xué)們小組合作，設(shè)計一個基于RFID的智能校園應(yīng)用方案，比如智能書簽、實驗器材管理等，說明該智能校園應(yīng)用的功能、使用場景和實現(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卡的實踐活動，通過“讀取電子標(biāo)簽編號”實踐活動，體驗了RFID技術(shù)的實現(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：本次課程