第5课“超市中的物联网” 教学设计-2025-2026学年八年级下册《信息科技》西大版

第5课“超市中的物联网”教学设计
年级 八年级 单元/主题 第二单元：物联网与智能生活
课名 第5课：超市中的物联网
一、教学建议
教学时长建议 1课时
教学目标 本课的主要教学目标：1.了解超市中应用的物联网技术；2.能使用RFID标签解决实际问题。
教学设计建议 教学设计建议如下：1.结合学生亲身体验介绍超市购物，感受商品分类摆放、结账方式，认识超市管理、购物过程中物联网技术的重要性;2.通过分析超市管理、购物过程中的具体环节，理解不同技术在不同场景中的应用；3.建构“无人超市收银系统”管理情境，组织学生讨论，运用所学知识对“无人超市收银系统”可能面临的问题提出解决方案，培养学生创新能力。
教学方法建议 在学习引入方面学生对超市购物具有丰富的生活经历，可以在课堂上让学生分享自己的购物经历，并提出问题，如，如何快速识别商品，如何快速结算等，创设情境，引发学生思考，以带领学生进入本节课的学习。在新知学习方面1.对于“超市中的商品管理”知识内容，建议以需求为导向，通过小组讨论，教师总结进行介绍，让学生从整体上了解超市中智能化管理的必要性以及商品在超市中流通的基本环节。2.对于“超市中的物联网技术”知识内容，可从商品识别、提高销售量、提高工作效率三个环节着手，重点关注技术如何发挥作用，培养学生对科技的兴趣，深化学生对物联网技术的认识。教师可以组织学生分别从消费者和经营者的角度，就消费者如何快速便捷购物、经营者如何提高销量，降低成本，提升购物体验入手，结合学生已有的购物经验，提出相关问题，并让学生通过小组合作等方式，学习新知，制定问题解决方案，交流分享。教师对各小组的方案进行评价、总结，并就方案中涉及到的信息技术进行补充，强化学生认知。（1）对于“商品识别”知识内容，要让学生认识到RFID标签的作用是通过技术手段读取商品标记从而实现快速识别的原理。可根据学生具体情况，增加使用NFC、二维码、条形码技术进行商品识别的介绍，进一步加深学生对物联网中通信技术的理解。（2）对于“大数据技术”知识内容，可以引导学生站在经营者的角度思考，围绕要提高利润需要哪些技术展开讨论，教师最后对大数据技术作补充说明。（3）对于“人脸识别技术”知识内容，该内容属于人工智能模式识别技术范畴，可以让学生结合生活经验，就如何快速完成商品支付提供自己的解决方案，教师可对人脸识别技术原理进行适当拓展。在项目探究方面项目一，该项目是使用物联网技术解决实际问题的拓展，教师可以预设几种当地畅销的生鲜商品作为参考，引导学生以提高管理效率，降低管理成本为需求，充分利用RFID标签的优点，设计解决问题的方案。项目二，提供“无人超市收银系统”购物微视频，在学生感受无人超市购物的基础上，教师提出问题，引导学生从自动化和智能化两个方面，对照有人看管超市的购物流程，思考哪些环节可以使用机器（技术）代替，哪些环节目前技术还不够成熟，有待提升。让学生进一步理解技术与人类生存发展的关系，推动社会发展的重要力量是科学技术。
二、补充知识
对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 知识内容 二、超市中的物联网技术 1.RFID标签的应用
补充内容 1.2 主要原理RFID系统由电子标签、读写器、天线、计算机应用系统组成。电子标签和读写器为其关键部分,电子标签用来存储商品信息,读写器用来读取或者写入电子标签中的商品信息。标签进入读写器的范围之后,接收其发出的射频信号,凭电流的感应获得部分能量发送出标签中的商品信息,显示在智能购物车的阅读屏上供顾客了解信息。1.2.1 电子标签电子标签由存储器、天线、调制解调电路、射频模块等组成。它具有唯一的ID号,可以用来区别不同的商品。根据特点的不同,电子标签分为有源标签、半有源标签和无源标签。无源标签[3]的内部没有安装电源,它通过接收读写器发出的射频信号和感应线圈感应获得部分能量来对自己进行供电以完成数据交换。无源标签主要工作在较低频段,它体积小、结构简单、成本低、使用时间长,但它的识别距离短,通常情况下用于短距离识别。考虑到超市的利润和成本问题,通常情况下采用无源标签。1.2.2 读写器读写器是利用RFID技术来读取或者写入电子标签中的信息的装置。它是RFID的信息处理和控制中心,由天线、频率发生器、调制解调电路、存储器、外设接口、锁相环、微处理器等组成。在工作时,读写器会对在其覆盖范围内的电子标签发射能量,用于激活它们来进行发送和修改数据。1.2.3 天线天线是联系电子标签和读写器之间进行信息传输的设备。在实际应用中,电子标签中的天线大多是线极化的,读写器中的天线大多为圆极化[5],天线的大小和摆放位置也会影响数据的发送和接收。一般情况下,为了顾客购物便捷起见,天线尽可能小型化,通常将读写器和天线结合在一起,嵌入到智能购物车上。1.2.4 计算机应用系统在基于RFID的智能超市购物系统中需要用到很多读写器,计算机应用系统用来对这些读写器进行管理,读写器的外围接口可以与计算机通信网络连接,便于远程传输数据。RFID系统由电子标签、读写器、天线组成，其中电子标签和读写器为关键部分。RFID标签具有唯一的ID号，可用来区别不同的商品，读写器用于读取或写入标签中的商品信息。在工作中，当标签进入读写器的范围后，读写器对其覆盖范围内的电子标签发射能量，用于激活它们来进行发送和修改数据，标签的感应元件接收发来的射频信号，凭电流的感应获得部分能量发送出标签中的商品信息，读写器读取信息并解码后，传输给控制系统，再进行数据处理。使用RFID读写器自动识别商品上的RFID标签，可以省去顾客手动扫描商品的环节，并且RFID读写器可以同时读取多个标签，当读取到商品上的标签时，后台系统可以迅速计算出相应商品的价格，这样可以很大程度上提高收银效率。为更清楚地了解采用RFID自助结账系统无人超市的使用流程，故以京东无人超市为例，其操作流程，如下图。无人超市购物流程
补充知识来源（提供网站链接或按参考文献格式提供） 网站链接：https://zhuanlan./p/429522311崔中慧, 尚宸光. 无人超市自助购物系统的可用性研究[J]. 设计, 2021, 34 (09): 45-48.邢婷婷. 基于RFID的智能超市购物系统设计[J]. 技术与市场, 2023, 30 (12): 22-26.任娟娟. 基于RFID技术在绿色超市购物系统中的设计与实现[J]. 粘接, 2020, 41 (02): 58-61.汪阳. 基于RFID的智能超市购物系统的研究应用[J]. 信息技术与信息化, 2020, (03): 139-141.
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容（对教材中何处内容使用软件、硬件） 无
软件名称（最好提供开源软件） 无
基本功能说明 无
硬件名称（选择性价比高、中小学能用得起的） 无
基本功能说明 无
四、项目探究解答参考
项目一：探究利用RFID标签实现对生鲜商品的管理 （以保存猪肉为例）1.降低猪肉变质的速度，延长可食用时间。2.肉类食品在温度较高的环境中，微生物的活性会增加，从而加快变质腐烂的速度。而在低温环境下，肉中水份冻结成冰，细菌不能生长发育。在0℃左右，新鲜猪肉的保质期大约为3-5天。3.自动跟踪猪肉在冷柜保存的时间。4.（1）猪肉入库时登记名称、进货日期、保质期、数量，并将这些信息写入RFID标签，放入冷柜保存；（2）销售尽量通过扫描RFID标签，先把入柜时间较早的先卖出。（3）每天扫描RFID标签，对超过保质期的猪肉请示相关部门处理。
项目二：分析“无人超市收银系统”的运行流程 1.自动扫描顾客所选商品的RFID标签，计算总金额，并自动从顾客绑定的账户中扣款，同时打印结算单。2.如果余额不足，收银系统提示顾客余额不足，请尽快充值；如果不把商品放入“自助收银机结算台区域”，在顾客离开商店门口时再对商品进行自动扫描与计算单进行核对，如果发现有商品未记账，提醒顾客结账。3.优点，方便快捷，节省人力成本，提高经营效率效益。面临技术上的挑战：防盗技术、精准识别顾客所购商品等。
五、操作练习答案
知识检测 1.选择题（1）C；（2）B；（3）ABCD（４）通过人工智能自动识别商品类别和明细，识别用户身份，通过人脸、指纹等方式快捷支付。