2.2 智能餐盘自动计费—— 物联网射频识别 教学设计--2024-2025学年八年级上册《信息科技》（安徽版2024）
文档属性
| 名称 | 2.2 智能餐盘自动计费—— 物联网射频识别 教学设计--2024-2025学年八年级上册《信息科技》（安徽版2024） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 8.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-06-18 08:30:08 | ||
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文档简介
2.2 智能餐盘自动计费—— 物联网射频识别
教学设计
一、学习内容
本项目为八年级上册第二单元项目2，以“智能餐盘自动计费”为主题，学习物联网射频识别技术。在熟悉的生活场景中，寻找背后的物联网应用，揭秘智能餐盘背后的射频识别技术原理。通过物联网实验设备模拟智能餐盘，实现自动结算功能，了解射频识别技术的特点、组成与工作过程，理解射频识别技术采集数据的过程。
二、学习基础
本项目的面向对象为八年级学生，他们乐于通过动手操作和小组合作来探究问题，对于解决生活中的实际问题具有较高的学习热情。学生上一节通过探究倒车雷达的工作原理，初步了解了物联网传感器的工作过程，进一步激发了他们对于物联网数据采集的兴趣。八年级学生在生活中已经接触过比较多的射频识别技术的应用，例如校园卡、公交卡、ETC等等，他们对于本项目的情境充满探究的欲望，但同时他们只了解现象，不明白背后的原理，需要教师提供足够的支架、设计恰当的活动，让他们通过自主地观察、实践与分析，深入理解射频识别技术。
三、问题梳理
1．素养问题
（1）射频识别技术有什么特点？
（2）使用射频识别技术采集信息的一般过程是什么？
（3）如何根据任务需要，选择不同的电子标签？
2．项目问题
（1）如何用电子标签表示不同的菜品？
（2）如何编程读写电子标签中的信息？
（3）如何快速统计多种菜品信息，并进行结算？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
项目目标
利用射频识别技术，揭秘智能餐盘背后的物联网数据采集技术。
素养目标
在生活场景中，了解射频识别技术的特点，以及在物联网中的应用。通过分析智能餐盘的工作过程，理解射频识别采集数据的方法。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
了解射频识别技术在物联网中的应用；分析智能餐盘的工作过程，了解射频识别技术的特点。
（2）学习难点
理解射频识别技术采集数据的过程。
五、学习规划
根据项目情境引发思考——智能餐盘是如何实现自动计费的？基于真实问题开展智能餐盘自动计费系统的探究性实验。实验主要步骤如图所示，实验探究重点围绕“搭建智能餐盘系统→编写识别菜品程序→揭秘智能餐盘原理”开展，学生借助微课视频、实验手册、半成品程序，逐步模拟智能餐盘自动计费系统，再实现由具体到一般的转化，由智能餐盘自动计费系统归纳射频识别系统的基本组成与工作过程，实现项目到素养的提升。
六、环境与资源
类型 器材/工具 作用/功能
硬件 主控板 执行程序，实现电子餐盘系统的功能（1个/组）
射频识别（RFID）读写器 读取电子标签的信息（1个/组）
电子标签 模拟餐盘，表示不同的菜品（2个/组）
磁卡，实现电子钱包扣费功能（1个/组）
软件 Mind+ 编写程序验证实验
学习支架 实验手册 实验操作要点、实验过程记录
视频、微课资源 支持学生自主探究与学习
七、学习评价
1．过程性评价
考察学生课堂表现（发言、合作、展示等），贯穿教学过程始终，以激励性口头表扬为主。
2．总结性评价
（1）实验材料：实验报告（完整性与准确性），程序编写（正确性）。
（2）评价量表。
评价维度 评价指标 评价结果
实验观察 认真观察实验现象并记录（射频识别读写器读取不同菜品的名称和价格） ☆☆☆☆☆
对数据结果分析、归纳（对照识别结果，验证智能餐盘是否正确扣费） ☆☆☆☆☆
实验操作 会连接主控板与射频识别(RFID)读写器 ☆☆☆☆☆
会编程显示不同菜品名称和价格，统计菜品的总价并实现扣费 ☆☆☆☆☆
交流合作 小组合理分工，交流讨论，合作完成“智能餐盘自动计费”实验探究 ☆☆☆☆☆
能够逻辑清晰地展示小组实验成果，总结实验结果，完善射频识别的认知 ☆☆☆☆☆
八、学习过程
（一）实验导入：发现与思考
1．讨论：假期出行就餐场景。
2．观看“智能餐厅自动结账”视频，了解神奇的智能餐厅，简单描述看到的场景。
3．思考：该餐盘是如何自动计费的呢？
明确项目学习目标：探究智能餐盘背后的工作原理，了解物联网射频识别技术。
（二）实验准备：猜想与规划
1．做出实验猜想
根据物联网工作过程可以推测出，在智能餐盘中，应该有能让智能餐盘感知到不同菜品的感知设备。根据实验手册，猜想智能餐盘中到底使用了什么样的感知设备，并说明理由。
2．制定实验方案
根据猜想，智能餐盘能够识别菜品是使用了射频识别技术，在餐盘底部嵌入了电子标签，标签中标记了菜品的价格等信息。根据这个假设，设计一个实验来模拟智能餐盘自动计费的实现过程。请小组讨论完善实验方案，明确实验过程。
（三）实验探究：模拟智能餐盘自动计费系统
1．搭建智能餐盘系统
（1）明确器材
查阅实验手册，根据“智能餐盘设备示意图”，明确所需的实验器材。
（2）硬件搭建
查阅实验手册，将主控板与射频识别（RFID）读写器连接起来，模拟结账台，使用内嵌电子标签的圆形卡片模拟餐盘。
2．编写识别菜品程序
描述程序功能：当把餐盘放到结账台后，需要编写程序来识别的餐盘中 信息，计算 ，并将其在结账台的屏幕上显示出来，刷卡完成 功能。
（1）识别电子标签编号
每个餐盘底部贴有电子标签，且该电子标签具有唯一编号。运行程序代码1“打印电子标签信息”，获取电子标签的编号，并给每个电子标签设置对应的菜品名称、价格。
序号 编号 菜品 单价
1号餐盘 207922d3 辣子鸡 5
2号餐盘 b05c1ed3 红烧肉 8
3号餐盘 c12f44a1 炒青菜 3
（2）定义菜品及价格
根据本组设置的菜品名称、价格，修改程序2下图部分代码。
（3）自动识别菜品
参考实验手册完善半成品程序2，理解程序关键语句。
关键代码：画框的代码功能是_____________
A．将所识别菜品的金额累加存入变量“总价” B．显示菜品价格 C．统计菜品的数量
贴有电子标签的餐盘靠近射频识别读写器时，会被自动读出RFID编号，再通过这个编号找到对应的菜品名称和价格。上传程序2，观察主控板显示的内容，填入下表中，核对读取信息是否正确。
序号 识别结果
1号餐盘
2号餐盘
3号餐盘
（4）刷卡扣费
打开程序3，理解并完善程序关键语句，将程序写入主控版，读取磁卡中电子钱包信息，实现扣费。
关键代码： 处填入的变量是_____________
将程序3上传到主控板，小组成员随机选购菜品测试扣费结果是否正确，并讨论分析数据采集与处理的过程。
测试 选购菜品（份数） 扣费结果
菜品1： 元 菜品2： 元 菜品3： 元
1 1份 2份 1份
2
3
展示小组记录的实验数据，并完成学习评价表。
（四）实验总结：揭秘射频识别工作过程
1．根据实验，总结智能餐盘自动计费的过程。
2．理解射频识别系统的基本组成与工作过程，完成下面填空。
（五）实验拓展：了解射频识别技术的应用
1．说一说：在生活中还有哪些射频识别技术的应用？
2．寻找图书馆里的射频识别技术：图书馆借书时会发现，图书背面贴有电子标签，当读者经过门禁的时候，会判断所拿图书有没有办理借阅手续，如果没有，会发出报警声音。请结合本课知识，思考在图书借阅和归还的过程中射频识别技术的应用，在下图填上射频识别系统的组成。
课后思考：经过今天的学习，想一想射频识别技术还可以应用在什么方面？解决哪些实际问题？
九、学习反思
整体而言，本项目的情境设置非常贴近学生的实际生活，极大地激发了他们的学习兴趣和参与热情。课堂上，学生们的参与度高，小组间的讨论与合作氛围也非常良好。大多数小组能够熟练地完成硬件连接，实现了智能餐盘自动计费系统的模拟实验，基本能够根据智能餐盘自动计费系统归纳理解射频识别技术采集数据的过程。然而，在编程环节遇到了一些挑战。由于实验中的程序代码具有一定难度，且需要学生自主读取电子标签编号并写入新的程序，编程任务较多，学生在理解程序与编写程序环节花费较长时间，导致后续时间较为紧张。少数学生在面对复杂的编程任务时感到挫败，影响了他们的学习积极性。
因此在设计课程时需要更加关注不同学生的能力差异，提供个性化的学习支持。另外还需要在以下几个方面强化设计：简化程序，减少编程任务的难度和数量，确保每个步骤都清晰明了，便于学生理解和操作；提供支架式学习材料，为学生准备更加详细的操作指南和示例代码，包括但不限于半成品程序，帮助他们在遇到困难时有参考依据，减少摸索过程中的时间浪费；增强个性化指导，针对不同水平的学生提供不同程度的支持，例如为初学者提供更多的手把手指导，而对于有一定基础的学生，则鼓励他们尝试解决更复杂的问题。
教学设计
一、学习内容
本项目为八年级上册第二单元项目2，以“智能餐盘自动计费”为主题，学习物联网射频识别技术。在熟悉的生活场景中，寻找背后的物联网应用，揭秘智能餐盘背后的射频识别技术原理。通过物联网实验设备模拟智能餐盘，实现自动结算功能，了解射频识别技术的特点、组成与工作过程，理解射频识别技术采集数据的过程。
二、学习基础
本项目的面向对象为八年级学生，他们乐于通过动手操作和小组合作来探究问题，对于解决生活中的实际问题具有较高的学习热情。学生上一节通过探究倒车雷达的工作原理，初步了解了物联网传感器的工作过程，进一步激发了他们对于物联网数据采集的兴趣。八年级学生在生活中已经接触过比较多的射频识别技术的应用，例如校园卡、公交卡、ETC等等，他们对于本项目的情境充满探究的欲望，但同时他们只了解现象，不明白背后的原理，需要教师提供足够的支架、设计恰当的活动，让他们通过自主地观察、实践与分析，深入理解射频识别技术。
三、问题梳理
1．素养问题
（1）射频识别技术有什么特点？
（2）使用射频识别技术采集信息的一般过程是什么？
（3）如何根据任务需要，选择不同的电子标签？
2．项目问题
（1）如何用电子标签表示不同的菜品？
（2）如何编程读写电子标签中的信息？
（3）如何快速统计多种菜品信息，并进行结算？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
项目目标
利用射频识别技术，揭秘智能餐盘背后的物联网数据采集技术。
素养目标
在生活场景中，了解射频识别技术的特点，以及在物联网中的应用。通过分析智能餐盘的工作过程，理解射频识别采集数据的方法。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
了解射频识别技术在物联网中的应用；分析智能餐盘的工作过程，了解射频识别技术的特点。
（2）学习难点
理解射频识别技术采集数据的过程。
五、学习规划
根据项目情境引发思考——智能餐盘是如何实现自动计费的？基于真实问题开展智能餐盘自动计费系统的探究性实验。实验主要步骤如图所示，实验探究重点围绕“搭建智能餐盘系统→编写识别菜品程序→揭秘智能餐盘原理”开展，学生借助微课视频、实验手册、半成品程序，逐步模拟智能餐盘自动计费系统，再实现由具体到一般的转化，由智能餐盘自动计费系统归纳射频识别系统的基本组成与工作过程，实现项目到素养的提升。
六、环境与资源
类型 器材/工具 作用/功能
硬件 主控板 执行程序，实现电子餐盘系统的功能（1个/组）
射频识别（RFID）读写器 读取电子标签的信息（1个/组）
电子标签 模拟餐盘，表示不同的菜品（2个/组）
磁卡，实现电子钱包扣费功能（1个/组）
软件 Mind+ 编写程序验证实验
学习支架 实验手册 实验操作要点、实验过程记录
视频、微课资源 支持学生自主探究与学习
七、学习评价
1．过程性评价
考察学生课堂表现（发言、合作、展示等），贯穿教学过程始终，以激励性口头表扬为主。
2．总结性评价
（1）实验材料：实验报告（完整性与准确性），程序编写（正确性）。
（2）评价量表。
评价维度 评价指标 评价结果
实验观察 认真观察实验现象并记录（射频识别读写器读取不同菜品的名称和价格） ☆☆☆☆☆
对数据结果分析、归纳（对照识别结果，验证智能餐盘是否正确扣费） ☆☆☆☆☆
实验操作 会连接主控板与射频识别(RFID)读写器 ☆☆☆☆☆
会编程显示不同菜品名称和价格，统计菜品的总价并实现扣费 ☆☆☆☆☆
交流合作 小组合理分工，交流讨论，合作完成“智能餐盘自动计费”实验探究 ☆☆☆☆☆
能够逻辑清晰地展示小组实验成果，总结实验结果，完善射频识别的认知 ☆☆☆☆☆
八、学习过程
（一）实验导入：发现与思考
1．讨论：假期出行就餐场景。
2．观看“智能餐厅自动结账”视频，了解神奇的智能餐厅，简单描述看到的场景。
3．思考：该餐盘是如何自动计费的呢？
明确项目学习目标：探究智能餐盘背后的工作原理，了解物联网射频识别技术。
（二）实验准备：猜想与规划
1．做出实验猜想
根据物联网工作过程可以推测出，在智能餐盘中，应该有能让智能餐盘感知到不同菜品的感知设备。根据实验手册，猜想智能餐盘中到底使用了什么样的感知设备，并说明理由。
2．制定实验方案
根据猜想，智能餐盘能够识别菜品是使用了射频识别技术，在餐盘底部嵌入了电子标签，标签中标记了菜品的价格等信息。根据这个假设，设计一个实验来模拟智能餐盘自动计费的实现过程。请小组讨论完善实验方案，明确实验过程。
（三）实验探究：模拟智能餐盘自动计费系统
1．搭建智能餐盘系统
（1）明确器材
查阅实验手册，根据“智能餐盘设备示意图”，明确所需的实验器材。
（2）硬件搭建
查阅实验手册，将主控板与射频识别（RFID）读写器连接起来，模拟结账台，使用内嵌电子标签的圆形卡片模拟餐盘。
2．编写识别菜品程序
描述程序功能：当把餐盘放到结账台后，需要编写程序来识别的餐盘中 信息，计算 ，并将其在结账台的屏幕上显示出来，刷卡完成 功能。
（1）识别电子标签编号
每个餐盘底部贴有电子标签，且该电子标签具有唯一编号。运行程序代码1“打印电子标签信息”，获取电子标签的编号，并给每个电子标签设置对应的菜品名称、价格。
序号 编号 菜品 单价
1号餐盘 207922d3 辣子鸡 5
2号餐盘 b05c1ed3 红烧肉 8
3号餐盘 c12f44a1 炒青菜 3
（2）定义菜品及价格
根据本组设置的菜品名称、价格，修改程序2下图部分代码。
（3）自动识别菜品
参考实验手册完善半成品程序2，理解程序关键语句。
关键代码：画框的代码功能是_____________
A．将所识别菜品的金额累加存入变量“总价” B．显示菜品价格 C．统计菜品的数量
贴有电子标签的餐盘靠近射频识别读写器时，会被自动读出RFID编号，再通过这个编号找到对应的菜品名称和价格。上传程序2，观察主控板显示的内容，填入下表中，核对读取信息是否正确。
序号 识别结果
1号餐盘
2号餐盘
3号餐盘
（4）刷卡扣费
打开程序3，理解并完善程序关键语句，将程序写入主控版，读取磁卡中电子钱包信息，实现扣费。
关键代码： 处填入的变量是_____________
将程序3上传到主控板，小组成员随机选购菜品测试扣费结果是否正确，并讨论分析数据采集与处理的过程。
测试 选购菜品（份数） 扣费结果
菜品1： 元 菜品2： 元 菜品3： 元
1 1份 2份 1份
2
3
展示小组记录的实验数据，并完成学习评价表。
（四）实验总结：揭秘射频识别工作过程
1．根据实验，总结智能餐盘自动计费的过程。
2．理解射频识别系统的基本组成与工作过程，完成下面填空。
（五）实验拓展：了解射频识别技术的应用
1．说一说：在生活中还有哪些射频识别技术的应用？
2．寻找图书馆里的射频识别技术：图书馆借书时会发现，图书背面贴有电子标签，当读者经过门禁的时候，会判断所拿图书有没有办理借阅手续，如果没有，会发出报警声音。请结合本课知识，思考在图书借阅和归还的过程中射频识别技术的应用，在下图填上射频识别系统的组成。
课后思考：经过今天的学习，想一想射频识别技术还可以应用在什么方面？解决哪些实际问题？
九、学习反思
整体而言，本项目的情境设置非常贴近学生的实际生活，极大地激发了他们的学习兴趣和参与热情。课堂上，学生们的参与度高，小组间的讨论与合作氛围也非常良好。大多数小组能够熟练地完成硬件连接，实现了智能餐盘自动计费系统的模拟实验，基本能够根据智能餐盘自动计费系统归纳理解射频识别技术采集数据的过程。然而，在编程环节遇到了一些挑战。由于实验中的程序代码具有一定难度，且需要学生自主读取电子标签编号并写入新的程序，编程任务较多，学生在理解程序与编写程序环节花费较长时间，导致后续时间较为紧张。少数学生在面对复杂的编程任务时感到挫败，影响了他们的学习积极性。
因此在设计课程时需要更加关注不同学生的能力差异，提供个性化的学习支持。另外还需要在以下几个方面强化设计：简化程序，减少编程任务的难度和数量，确保每个步骤都清晰明了，便于学生理解和操作；提供支架式学习材料，为学生准备更加详细的操作指南和示例代码，包括但不限于半成品程序，帮助他们在遇到困难时有参考依据，减少摸索过程中的时间浪费；增强个性化指导，针对不同水平的学生提供不同程度的支持，例如为初学者提供更多的手把手指导，而对于有一定基础的学生，则鼓励他们尝试解决更复杂的问题。
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