2.4 景区门票扫码验证 —— 物联网条码识别 教学设计--2024-2025学年八年级上册《信息科技》（安徽版2024）

2.4 景区门票扫码验证 —— 物联网条码识别
教学设计
一、学习内容
在物联网中，各种具有感知、识别及通信能力的设备就像人的五官一样，成为物联网收集信息的渠道。那么在进行景区门票验证时，闸机是如何识别到人，能自动为其放行的呢？本项目设计的目标是通过对景区门票如何扫码验证的探究，了解物联网条码识别技术的工作机制。
二、学习基础
学生之前通过研究汽车雷达、智能餐盘、车载导航等案例，对物联网的传感技术、射频识别技术和定位技术有了初步了解。他们对日常生活中常见的二维码扫描入口、商品条形码等现象较为熟悉，但对于其背后的识别技术原理并不完全清楚。本课程将延续学生对物联网的好奇心，引导他们深入探究条码识别在景区门票验证中的具体应用，并通过实践活动提升他们的实践操作与问题解决能力。
三、问题梳理
1．素养问题
（1）生活中哪些地方用到了条码？
（2）条码中能存储哪些数据？
（3）条码识别的工作机制是什么？
2．项目问题
（1）如何读取景区电子门票中的信息？使用什么设备？如何操作？
（2）谁来验证票的有效性？
（3）如何使用读取到的数据？
（4）处理后的数据，如何反馈给闸机？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
（1）项目目标
运用条码识别技术，模拟实现景区门票的自动扫码验证，理解条码是如何在景区检票系统中发挥作用的。
（2）素养目标
① 探究物联网中的条码识别技术。
② 了解物联网中条码被识别的工作机制。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
理解物联网中条码识别技术的工作机制。
（2）学习难点
能结合物联网数据的特点，通过实验，准确理解条码识别技术在物联网系统中的工作机制。
五、学习策略（学习规划、实验规划）
本项目学习活动，以实验教学主线，指导学生运用计算思维，做好实验规划，在实验探索、问题解决、反思迁移的过程中，加深对条码是如何在物联网系统中被识别这一科学原理的理解。整个实验过程属于验证性实验，意在通过景区闸机验票模拟系统的实现，来验证条码识别的过程，从而了解物联网系统中条码识别的工作机制。
教师活动：
学生活动：
六、环境与资源
本项目教学活动，教师可以准备如下表所示的实验器材，搭建景区闸机验票模拟系统，准备好编程软件mPython，通过软件进行图形化编程，实现监测条码识别过程的功能。
器材/工具 数量 作用/功能
主控板 1块 控制条码识别过程并反馈结果
AI摄像头 1个 用于二维码识别
舵机 1个 用于模拟闸机开关机
微课 若干 给学生提供学习支架
七、学习评价
评价指标 评价标准 评价结果
学科知识 能够认识二维码，通过分析景区门票扫码验证的过程，掌握条码数据采集的基本方法。
实验活动 运用条码识别技术，模拟实现景区门票的自动扫码验证，理解物联网条码识别数据采集的核心技术； 活动过程中分工明确，能完成各自负责的任务。
学习态度 善于思考，积极回答老师提出的问题。
小组合作 善于倾听小组其他成员的想法。
八、学习过程
学习环节 学习内容 教师行为 设计意图
实验 准备 观察检票流程 观看景区游客检票视频 思考：视频中的游客，是通过哪些方式检验门票的？ 再次观察扫码检票流程 再次观察二维码扫码验票流程，填写检票流程顺序。 2．了解景区自动检票系统工作过程 观看二维码原理的视频，思考问题：门票上的二维码信息是被什么识别的？当获取门票信息后，闸机如何能确认是否通行？ 小组讨论选派代表汇报。 3.确定实验方案 小组交流讨论：设计一个实验来模拟闸机验票的实现过程，确定实施的方案，进行连线： 选择 闸机模拟系统 搭建 二维码识别过程 验证 闸机模拟设备 引导学生从现实案例出发，观察并分析门票扫码验证的过程，促使学 生思考技术实现背后的可能性，提出合理的猜想。 给学生提供支架，让学生提出合理规划 创设真实情境，并激发学生对物联网技术的兴趣和好奇心。 培养他们的团队协作和解决问题的能力。
实验 过程 1．选择闸机模拟设备 小组讨论交流，填空。 实验记录：我选择的设备有__________ ____，选择的理由是：__________________________ 2．搭建闸机模拟系统 （1）连接设备 观看微课，自主连接设备，将主控板、舵机等实验器材进行连接。 （2）设计算法 以小组为单位，思考编写程序的思路，设计算法，将流程图补充完整。 编写程序 实验记录： （1）从程序中可以看出，判断舵机转动开门的依据是__________________。 （2）如果缺少学习二维码的过程，能否检测出该门票是否有效？为什么？___________________________________________。 3．验证二维码识别过程 思考：检票系统如何判断门票是否有效？ 在景区票务系统中，二维码作为一种数据被 ，并与 和信息处理中心联动，组成了一个物联网系统，实现了自动检票功能。 协助学生确定小组方案，选择合适 的硬件和软件。 解答学生在硬件组装和软件编程中遇到的问题。 帮助学生梳理验证程序的逻辑，确保程序的正确性。 组织小组间互相扫码测试，确保测试顺利进行。对测 试结果进行点评，总结经验和不足，引导学生改进。 通过实际操作和体验，让学生深入理解二维码识别技术， 掌握其工作原理，并激发学生对物联网技术的兴趣和好 奇心，同时培养他们的团队协作和解决问题的能力。 通过深入理解景区门票扫码验证的工作过程，并绘制其 工作流程图，使学生掌握物联网技术在智慧门票场景中的应用，培养系统分析和设 计能力。
总结 提升 物联网中的条码识别技术： 条码识别技术在物联网系统中的应用分为四个环节：对物品进行编码、____________、_____________、_____________。 加深学生对物联网条码识别技术的理解。 让学生实践并展示门票验证系统的搭建与运行，同时培养团队合作与交流能力。
实验 拓展 1．设计二维码应用场景。 讨论：条码技术已经广泛应用到超市、仓储、物流、医院等生活的各个方面。我选择的领域是 ，利用二维码技术可以实现 。 2．二维码安全问题。 思考：可以扫描来历不明的二维码吗？ 引导学生思考物联网技术在其他领域的应用前景和潜在价值，并了解二维码安全性问题。 培养学生的跨领域思考能力和问题解决能力。
九、教学反思
本节课教学首先从“景区闸机如何自主验票”展开思考，让学生从真实情境入手，在了解“条码识别技术”基本实验原理的基础上，理清解决问题的思路。然后通过实验探究，利用实验设备，模拟景区验票系统的验票过程，动手验证条码识别技术的工作机制是怎样的。最后，通过实验得到结论。整个学习过程，教师为学生提供丰富的学习支架，帮助学生从理解走向实操，从实操加深理解，真切感受到物联网条码识别技术的工作机制，认识到二维码在物联网系统中既会产生一定的作用，同时也会带来一定的安全隐患。在实验过程中，以小组为单位开展学习，教师结合学生的课堂表现，每位学生在小组合作中充当什么样的角色，承担什么任务；是否能积极思考、参与实践；是否能主动运用教师提供的数字化工具开展自主学习，并能大胆表达。这些对学生素养的培养和提升都是不可或缺的。学生能积极参与到学习过程中，素养目标也就能很好地落地了。