【核心素养目标】八年级上册信息技术第三单元第2节《物联网平台与协议》第1课时 川教版2024 教案

中小学教育资源及组卷应用平台
八级上册信息技术教学设计
课题 第2节《物联网平台与协议》第1课时 单元 三单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 【核心素养】信息意识：能识别物联网云平台在智能消防等场景中的核心作用，明确平台对数据存储、设备管理的价值。计算思维：能梳理物联网云平台的核心功能逻辑，理解大数据、云计算、人工智能与物联网的融合机制。数字化学习与创新：通过查阅资料、小组交流，探索常用物联网云平台及AI+物联网的应用场景，提升信息搜集与协作能力。信息社会责任：认识物联网云平台的数据安全保护机制，树立数据隐私与设备安全的责任意识。【教学目标】知识与技能：1.知识目标：理解物联网云平台的定义与核心功能（设备接入、数据存储、远程控制、安全保护），知道大数据、云计算、人工智能对物联网的支撑作用。2.能力目标：能列举常用物联网云平台，分析AI与物联网结合的典型应用，提升信息整理与表达能力。3.情感目标：感受物联网云平台的技术价值，激发对云计算、人工智能等前沿技术的探索兴趣，增强技术应用的安全意识。过程与方法：通过情境设问导入，结合生活案例拆解平台功能，借助探究活动拓展知识，用课堂分享巩固重点。情感、态度与价值观：拓展学生知识面，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力。培养孩子们的动手操作能力。体会物联网云平台对智能应用的支撑作用，培养主动运用技术思维分析实际问题的意识，重视数据安全与隐私保护。
重点 物联网云平台的定义与核心功能（设备接入与管理、数据存储与分析、远程监控与控制、数据安全与隐私保护）。
难点 理解大数据、云计算、人工智能与物联网的融合逻辑，明确技术之间的支撑关系。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计教学设计教学设计 一、新课导入1、情景展示同学们，上节课咱们解锁了物联网的“通信魔法”，知道了Wi-Fi、5G这些技术能让数据“跑”、指令“飞”。但新问题来了——就像博士爷爷好奇的那样：“有了通信技术，智能消防系统的远程报警功能靠啥实现呀？”咱们打个比方：传感器是“侦察兵”，5G是“通信兵”，侦察兵发现火情，通信兵把消息传出去，可消息传给谁？指令从哪发？总不能让安保叔叔天天抱着手机等消息吧？这就需要一个“超级中转站+指挥中枢”，它就是今天的主角——物联网云平台！今天咱们就一起揭开它的神秘面纱，看看这个“中枢大脑”到底有多厉害！生：（自由发言，猜测云平台的作用）2、揭示课题大家的猜测都很有道理！物联网云平台就像智能消防系统的“云端大管家”，既要接收传感器的报警消息，又要帮安保叔叔下达控制指令，还得管好所有设备和数据。今天咱们就从“大管家的工作内容”“大管家的超能力来源”“大管家的实际应用”三个方面，把它彻底搞懂！（板书课题）二、新知学习（一）物联网云平台：物联网的“云端大管家”首先咱们明确定义：物联网云平台是利用云计算，给物联网设备提供数据存储、计算和管理的平台。简单说，它就是物联网设备的“云端社区”，所有设备都能在这里“报到”，数据都能在这里“安家”，指令都能在这里“中转”。它的核心功能有四个，咱们结合智能消防系统一个个拆解：1.设备接入与管理——“社区登记处”智能消防系统里有烟雾传感器、温度传感器、喷淋设备、报警喇叭等好多设备，这些设备要想互通消息，得先“加入社区”。物联网云平台就是“登记处”，支持多种通信协议和接口，不管是用Wi-Fi的传感器，还是用5G的报警设备，都能方便地接入平台。平台还能给每个设备分配“身份证号”，实时监控设备状态——“3楼302的烟雾传感器在线”“5楼的喷淋设备正常”，哪个设备坏了，平台第一时间“报警”，这就是设备管理功能。2.数据存储与分析——“数据仓库+分析师”传感器每天会采集海量数据，比如温度、湿度、烟雾浓度，这些数据杂乱无章，就像一堆零散的零件。云平台的“数据仓库”能把这些数据安全存起来，还能通过大数据技术当“分析师”，对数据进行分析——“这个教室最近温度总偏高，是不是电路有问题？”“烟雾浓度突然超标，确认是火情！”把没用的“垃圾数据”变成有用的“关键信息”，这才是数据的真正价值！3.远程监控与控制——“远程指挥中心”这是云平台最实用的功能！安保叔叔不管在操场、办公室，还是在家，只要打开手机APP（应用层），就能通过云平台查看所有传感器的实时数据——“302教室烟雾浓度超标！”然后点击“打开喷淋”，指令通过云平台传给喷淋设备，立马执行。也就是说，云平台让“远程监控”“远程控制”变成了现实，不用人跑现场，就能搞定一切！4.数据安全与隐私保护——“社区保安”设备多、数据多，安全问题很重要！万一有人恶意入侵，篡改数据、伪造指令，后果不堪设想。云平台的“保安”功能超给力：通过加密技术把数据变成“密码信”，只有授权的人才能看懂；通过身份认证确认“你是谁”，不是安保人员不能下达指令；通过访问控制限制“谁能看、谁能操作”，全方位保护设备和数据安全，杜绝“恶作剧”和恶意攻击。总结一下，物联网云平台的四大核心功能：设备接入管理（登记）、数据存储分析（存+算）、远程监控控制（指挥）、数据安全保护（保安）。有了这四大功能，物联网设备才能“协同工作”，智能应用才能“落地见效”！（二）云平台的“超能力来源”：三大技术支撑云平台之所以这么厉害，不是凭空来的，而是有三大“技术法宝”撑腰：1.云计算——“弹性仓库+超级计算机”物联网设备越来越多，产生的数据也越来越大，就像社区里的人越来越多，需要更大的房子和更快的办事效率。云计算能提供“弹性存储”，数据多了就自动扩容，数据少了就自动缩容，不浪费资源；还能提供强大的计算能力，不管多少数据，都能快速处理，减轻本地设备的负担，让传感器、喷淋设备这些“小设备”不用装复杂的芯片，也能高效工作。2.大数据——“数据分析师”之前说过，原始数据没什么用，比如“25℃、26℃、38℃”，单独看就是一串数字。但通过大数据技术，能从海量数据中找规律、提价值——比如分析一个月的温度数据，发现某教室每天下午3点温度升高，可能是空调故障；一旦检测到“烟雾浓度骤升+温度骤升”，就立马判断为火情，触发报警。大数据让云平台“会思考”！3.人工智能（AI）——“智能大脑”如果说大数据让云平台“会思考”，那人工智能就让它“会聪明地思考”！AI和物联网结合，能让应用更智能、更个性化。比如AI+物联网照明系统，能根据光照数据和用户偏好自动调亮度；AI+物联网设备管理，能通过算法预测设备寿命——“这个传感器已经用了3年，可能快坏了，提前更换”，减少资源浪费。在智能消防系统里，AI还能识别“假火情”，比如有人抽烟导致烟雾浓度轻微超标，AI分析后不会触发报警，避免误报，是不是很智能？这三大技术就像云平台的“CPU、内存、硬盘”，缺一不可，共同支撑起物联网的“云端中枢”！（三）探究活动1：常用物联网云平台大搜罗现在大家知道了云平台的功能和技术支撑，那生活中常用的物联网云平台有哪些呢？比如咱们手机里的智能家居APP，背后都有对应的云平台。请大家小组合作，用手机查阅资料，搜集3-5个常用的物联网云平台（比如阿里云物联网平台、腾讯云物联网平台、华为云IoT等），简单记录它们的特点或应用场景。给大家5分钟时间，等会儿请小组代表分享你们的“搜罗成果”！生：（小组合作查阅资料，记录信息，教师巡视指导）时间到！哪个小组先来分享？（邀请1-2个小组发言）比如有的小组找到了阿里云物联网平台，支持海量设备接入，常用于智慧城市、智能家居；腾讯云物联网平台，和微信生态结合紧密，操作方便。大家搜集的信息都很实用，这些云平台虽然名字不同，但核心功能都和咱们今天学的一样，都是物联网的“云端大管家”！三、拓展延伸（8分钟）AI和物联网的结合太神奇了，除了教材里说的智能照明、设备寿命预测，还有很多厉害的应用。现在进入探究活动2：小组讨论，查阅资料，想一想AI与物联网的结合还改变了哪些领域？比如交通、农业、医疗、生活服务等，每个小组至少找出2个领域，简单说明应用场景。给大家6分钟时间，等会儿咱们来一场“AI+物联网应用大比拼”！生：（小组讨论，查阅资料，教师巡视引导，比如提醒“智能驾驶是不是AI+物联网？”“智慧农业里AI怎么用？”）时间到！“应用大比拼”开始！请小组代表分享你们的发现，每个领域用1句话说明。（邀请2-3个小组分享）比如：“AI+物联网在智慧农业里，能根据土壤湿度、光照数据自动浇水、施肥”；“在医疗领域，AI+物联网手环能实时监测老人心率，异常时自动报警”；“在交通领域，AI+物联网能实现智能停车，自动找车位、自动缴费”。大家的发现太精彩了！AI让物联网从“能联网”变成“会思考”，让技术更懂人、更贴心！四、课堂小结（5分钟）今天咱们认识了物联网的“云端大管家”——云平台，谁能说说核心知识点？（邀请学生发言）生：（总结云平台的核心功能、技术支撑、常用平台等）大家总结得又全面又准确！咱们今天重点掌握：物联网云平台是物联网的“云端中枢”，有设备接入管理、数据存储分析、远程监控控制、数据安全保护四大核心功能；背后靠云计算、大数据、人工智能三大技术支撑；AI与物联网的结合让应用更智能、更个性化。记住：没有云平台，物联网设备就是“各自为战”的散兵；有了云平台，才能实现“协同作战”的智能系统，让技术真正服务生活、保障安全！五、作业布置
预习下一课。板书设计物联网平台与协议1.核心主角：物联网云平台（云端大管家）2.四大核心功能：设备接入与管理（登记）数据存储与分析（存+算）远程监控与控制（指挥）数据安全与隐私保护（保安）3.三大技术支撑：云计算、大数据、人工智能（AI）4.典型应用：智能消防、智慧农业、医疗健康、智能交通 观看思考；表达学习学习了解了解学习交流；分享操作练习交流表达交流表达预习下一课 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；培养表达能力培养倾听习惯增加知识面了解远程监控与控制培养倾听习惯增加知识面培养学生举一反三、学习迁移的能力；学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。培养表达能力培养表达能力培养自主学习能力
教学反思
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