第一单元 第二节 初识物联网 教案 川教版（2024）信息技术八年级上

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第1.2课《初识物联网》教学设计
课题 初识物联网 单元 第一单元 学科 信息技术 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：能够让学生了解物联网的核心特征（全面感知、可靠传递、智能处理），涵盖智慧图书馆、航空物联网、防汛预警等多场景。计算思维：能够分析物联网的四层架构（感知层、网络层、平台层、应用层），让学生理解各架构间的协作逻辑及物联系统的信息流转。数字化学习与创新：能够借助案例梳理、探究活动（如防汛预警系统分析）探索物联网架构，尝试拆解实际系统的软硬件设备及功能。信息社会责任：能够认识到物联网在防汛、医疗、交通等领域的作用，让学生理解其对公共安全、生活效率及服务质量的提升价值。
教学重点 掌握物联网 “全面感知、可靠传递、智能处理” 的核心特征，以及感知层、网络层等四层架构的具体功能。
教学难点 理解物联网感知层、网络层、平台层、应用层的协作逻辑，需将抽象架构概念对应到防汛预警系统案例中。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第1.2课 初识物联网学习目标1.分析身边的物联网应用实例，了解物联网的特征。 2.剖析物联网应用场景，初步认识物联网的架构。新知导入欢欢：博士爷爷，原来我们身边这么多物联网应用，这样的体验太棒啦!但是，这些物体之间又是如何实现“沟通”与“控制”的呢 博士爷爷：欢欢，这个问题非常好!你已经触及了物联网的核心。物联网实现物物相连，离不开传感、通信、信息处理和自动化等一系列技术。这些技术可以让物与物之间实现相互感知、通信、控制，让我们一起来探究吧。（观看视频） 观看视频，初步了解物联网的特征，思考物体间 “沟通” 与控制的原理。 激发学生兴趣，引出物联网核心知识探究。
讲授新课 新知讲解：一、物联网的主要特征物联网融合了网络、通信、传感、自动化等技术，具有全面感知、可靠传递和智能处理的特征。1.全面感知物联网利用二维码、传感器、定位器及射频识别(RFID)等技术获取物体及环境信息，可实现对现实世界各种物理现象的普遍感知。例如:应用识别技术，扫描图书馆中一本图书上的条码，就可以了解这本书的基本信息、借还状态、流行程度以及当前书架上的位置等信息。2.可靠传递物联网借助多样化的通信网络，如互联网、电信网、电网、交通网等，将感知设备采集的各类数据进行实时、准确传递。例如:航空物联网的整体部署，实现了航空数据的实时监测与可靠传递，在飞机维护、飞行记录、航班改道、应急响应等方面发挥了巨大作用，提高了飞行的安全性和效率。3.智能处理物联网可利用云计算、模糊识别和数据融合等智能技术对数据和信息进行处理、分析，从而对物体实施智能化的控制。例如:城市交通信号灯借助高清摄像头等设备实时收集车流数据，经大数据分析预测车流变化，计算并自动调整红绿灯时长，提升通行效率，减少排放与能耗，改善市民出行体验。 二、物联网的一般架构物联网是一个开放型体系架构，一般可分为感知层、网络层、平台层和应用层。（出示图片） 欢欢：博士爷爷，这些物联网的架构之间是如何协作的呢 博士爷爷：欢欢，我们以智慧医疗的重要支撑--医疗物联网为例，来逐一认识物联网的各个架构。1.感知层感知层位于架构底层，衔接物理世界和信息世界，是物联网应用和发展的基础。感知层通过传感器、RFID读卡器、摄像头等设备，对物体信息进行识别和采集。在医疗物联网中，感知层主要由各种医疗传感器和设备组成，如心率监测器、血糖仪、血压计、可穿戴设备等，还有可服用的数字药物。数字药物通过在药丸中嵌入微型传感器实现对患者服药情况及身体健康状况的实时跟踪。2.网络层网络层涵盖了私有网络、公共互联网以及各类有线和无线通信网络，负责接收感知层数据并传输至平台层，同时将处理结果返回感知层。在医疗物联网中，网络层实现了医疗设备与数据中心、医疗机构之间的信息传输和交互。例如:视讯医疗通过网络实现医疗数据的实时传输，使医生和患者、专家和医护人员之间能够远程在线交流，以实现家庭健康指导、手术示教、远程会诊以及远程监护等。3.平台层平台层利用云计算、大数据、人工智能等技术，对获取的海量信息进行智能化处理、分析、预测以及存储等，同时为应用层提供智能计算处理的支持。在医疗物联网中，平台层对海量的医疗数据进行分析与处理，助力医生更准确地诊断和治疗。例如:远程医疗监护系统实时上传患者数据至平台层，依托智能算法分析，实现对患者健康状况的实时监测和预警。4.应用层应用层是物联网和用户的接口，与各行各业的需求结合，实现物联网的智能应用。在医疗物联网中，应用层包括电子病历、移动医护、临床诊疗辅助等，旨在优化医疗服务。应用层的创新应用，可提升医疗服务效率与质量，为患者带来更为个性化和便捷的体验。探究活动为提升城市防汛防洪能力，守护人民群众生命财产安全许多城市建立了防汛排涝监测预警系统。防汛预警系统通过在关键地点布设多种传感器，实时监测降雨量、水位以及排水系统情况，将收集到的数据通过网络发送到控制中心，借助数据分析实现预警，最大限度地降低暴雨、洪水等自然灾害带来的安全风险。下图是某防汛预警系统的示意图，请讨论分析该系统的物联网架构，说说各架构的软硬件设备有哪些 有什么功能 (观看表格)三、课堂练习完成课堂练习19-20页。四、拓展延伸1、 RFID 技术应用RFID 即射频识别，是物联网感知层核心技术之一，可通过无线信号识别物体信息，常用于图书馆图书管理、物流包裹溯源等场景，助力物联网实现 “全面感知” 的特征。2、智能家居物联例智能家居是物联网应用层典型场景：感知层传感器采集温湿度、人体红外数据，经网络层传输至平台层分析，最终实现灯光、空调的自动化控制，提升生活便捷性。3、物联数据隐私护物联网数据常包含个人信息，需通过加密传输、权限管理防护：如智能手环的健康数据，经平台层加密存储、访问验证，避免信息泄露，保障用户隐私安全。4、农业物联助生产农业物联网用感知层土壤传感器、气象站采集数据，经网络层传至平台层分析，指导精准灌溉、施肥，提升作物产量、降低人力成本，是智慧农业的核心支撑。5、AI + 物联网融合AI 与物联网融合（AIoT）让数据处理更智能，通过机器学习算法挖掘数据价值。如智能安防摄像头识别异常行为、智慧零售分析客流热点，强化物联网 “智能处理” 能力，拓展应用场景深度。6、物联终端设备类物联网终端分三类：传感终端（如温湿度传感器）负责数据采集，控制终端（如智能开关）执行操作指令，网关设备负责协议转换与数据转发。三类设备协同支撑架构运转，是物联网落地的硬件基础。 结合图书条码等实例，理解感知技术应用。分析航空物联网案例，明确数据传递路径。研讨交通信号灯调节实例，剖析数据处理过程。识别医疗物联网中感知设备及数据采集功能。分析视讯医疗数据传输场景，梳理网络功能。探究远程医疗监护系统数据处理流程。了解医疗物联网应用场景，明确服务价值。讨论防汛预警系统架构，梳理各层软硬件及功能。学习课外知识拓展，了解 RFID 技术应用、智能家居物联例、物联数据隐私护、农业物联助生产等。 让学生掌握物联网全面感知的核心特征。帮助学生理解可靠传递的技术逻辑与价值。引导学生领悟智能处理的核心作用。让学生明确感知层衔接物理与信息世界的作用。帮助学生理解网络层数据传输与交互核心。引导学生掌握平台层智能分析与支撑功能。让学生认识应用层对接需求的落地意义。培养学生拆解实际系统、分析架构协作的能力。拓展学生知识面增强学生对物联网的了解，激发学生技术探索兴趣。
课堂小结 《初识物联网》课程小结：本节课围绕物联网核心知识展开，重点讲解其三大核心特征（全面感知、可靠传递、智能处理）与四层架构（感知层、网络层、平台层、应用层），明确各层功能分工与协作逻辑。通过防汛预警、医疗、智能家居等实例，具象化物联网在多领域的应用价值。物联网作为数字时代核心技术，既体现技术创新，又深刻改变生产生活，需重点掌握架构逻辑与应用场景，为后续学习与实践奠定基础。 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、选取生活中1个物联网场景，说明其核心特征及对应架构层级，撰写30字左右分析。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
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