第二单元 第一节 物联网的智能感知 教案 川教版（2024）信息技术八年级上

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第2.1课《物联网的智能感知》教学设计
课题 物联网的智能感知 单元 第二单元 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感知层的传感、识别、定位技术，涵盖智慧交通、工业生产、农业种植等不同场景的应用形式。计算思维：能够分析传感、识别、定位技术的功能差异，让学生理解感知层 “信息采集 - 识别解析 - 位置获取” 的协作逻辑。数字化学习与创新：能够借助案例梳理、探究活动（如技术场景填表）探索感知技术应用，学生尝试设计其在生活中的创新应用场景。信息社会责任：能够认识到感知技术对生产效率、生活便捷性的提升价值，让学生理解其在多领域推动发展的积极影响。
教学重点 掌握物联网感知层传感、识别、定位技术的功能、应用场景及 “信息采集 - 识别解析 - 位置获取” 协作逻辑。
教学难点 理解传感、识别、定位技术的协同机制，能结合生活或智慧消防等实际场景，创新设计感知技术应用方案，将技术知识转化为实际问题解决能力。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 单元导入第二单元 物联网的感官系统项目主题：消防自动喷淋系统项目背景：在日常生活中，火灾会对人们的生命安全和财产安全构成巨大威胁。当火灾发生时，怎样才能及时监测并有效控制呢 物联网拥有强大的感知能力，可以实时监测火灾，并自动做出响应，如自动打开喷淋系统，释放灭火剂，从而减少火灾带来的损失和伤害。让我们一起探索物联网的奥秘，设计搭建一个消防自动喷淋系统吧!项目目标：1.了解物联网丰富的感知识别技术。2.了解传感器，能够使用传感器进行数据的读取和显示。3.通过搭建消防自动喷淋系统原型，探索物联网感知、控制和反馈的技术。第2.1课 物联网的感官系统学习目标1.通过分析身边的物联网应用，了解物联网丰富的数据采集方式。2.通过查阅资料，认识传感技术、识别技术、定位技术等感知识别技术。新知导入欢欢：博士爷爷，听说我们要设计一个消防自动喷淋系统，它有什么作用呢 博士爷爷：消防自动喷淋系统能及时监测火灾的发生并启动喷淋装置，保护我们的生命安全。欢欢：哇，听起来真厉害!这个系统如何知道发生火灾了呢 博士爷爷：消防自动喷淋系统可是个“聪明的家伙”，它有一双“火眼金睛”--那就是智能感知技术。让我们一起来探索吧。物联网的感知层通过感知识别技术进行信息采集和识别。（观看视频） 倾听对话、观看视频，初步感知智能感知技术。 激发学生兴趣，建立对物联网感知的初步认知。
讲授新课 新知讲解：一、传感技术传感技术能感知周围环境和特定物品，其应用领域非常广泛。在工业中，借助传感器监测压力、温度、液位等数据，可实现生产流程的自动化监控，提高生产效率与生产安全。在农业中，通过监测土壤数据、气候数据、农作物生长数据等，可指导农作物精准种植。在日常生活中，智能家居、运动手环等设备中也包含了丰富的传感器，它们让我们的生活变得更加智能和健康。欢欢：妈妈，家里新买的设备是什么呀 妈妈：这是体感运动机，它可以通过识别技术来实现人机互动，以后你在家里也可以“打球”啦! 二、识别技术 识别技术能够对已经感知到的信息进行辨识和理解，主要包含条码识别技术、射频识别技术(RFID)、生物特征识别技术、图像识别技术、卡类识别技术等。1、射频识别技术射频识别技术通过无线射频方式对识别对象(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和交换数据的目的。射频识别技术在我们生活的各个领域都有广泛的应用。RFID应用于物流领域，可跟踪货物的位置和状态，从而优化库存管理和配送效率;RFID应用于交通领域，如ETC系统，可减少交通拥堵并提高支付效率;RFID应用于医疗领域，可以便捷实现患者身份确认、药品追踪、资产管理等。拓展阅读RFID 在动物管理领域中的应用RFID 在动物管理领域具有重要作用。通过在动物身上安装 RFID 标签，可以为每个动物赋予一个唯一的电子身份。这个身份可以存储关于动物的各种关键信息，如品种、来源、免疫记录、治疗和用药情况以及健康状况等。在养殖业中，RFID 的应用使得动物的出栏和回栏数量可以自动统计，简化了传统的人工盘点流程。同时，该技术支持智能分栏及称重操作，进一步优化了日常管理。随着技术的不断进步，RFID在动物管理领域的应用前景广阔，预计将成为该领域的一个重要发展方向。2、生物特征识别技术生物特征识别技术通过计算机与光学、声学、生物统计学等技术手段密切结合，利用人体固有的生理特性(如掌纹、人脸、虹膜等)和行为特征(如声音、步态等)来进行识别。人脸识别是通过比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的技术，它包括人脸图像采集、人脸定位、身份确认以及身份查找等。掌纹识别是利用手指末端到手腕部分的手掌图像进行身份鉴别的技术，具有采样简单、图像信息丰富、用户接受程度高、不易伪造等特点。探究活动一请查阅资料，进一步了解各类识别技术，结合个人观察和生活体验，分析生活中哪些应用或场景使用了识别技术，并填写下表。（观看表格）欢欢：博士爷爷，我发现在楼下公交站牌上可以看到我要坐的公交车什么时候到站了。 博士爷爷：公交系统使用了定位技术，能够实时追踪公交车的位置，从而预测它们到达各个站点的时间。三、定位技术定位技术通过声、光、无线电等方式获取目标当前位置信息。从日常生活中的地图导航到军事、航空、航海等领域的精确定位，都离不开定位技术的发展。北斗卫星是我国自主可控的大国重器，依托北斗卫星导航系统，能够提供全球范围内的定位服务，可以帮助人、车辆、船舶、飞机等准确地规划路线。Wi-Fi定位是一种利用无线局域网络(WLAN)的无线接人点进行室内定位、监测和追踪的技术。Wi-Fi定位技术更适用于室内环境或城市密集区域。探究活动二智能手机的应用中融合了各种各样的感知识别技术，通过查阅资料和小组讨论完成下图。(观看图片)探究活动三分小组查阅资料、讨论交流，在火灾发生时，智慧消防系统可以使用哪些感知识别技术实现高效且实时的火灾预警、监测和应急响应 例如:智慧消防系统利用图像识别技术对火灾和燃烧烟雾进行图像分析并及时报警。智慧消防系统核心运用三类感知识别技术：传感技术通过温感、烟感等设备，实时监测温度、烟雾、电气参数及可燃气体泄漏；图像识别技术借助摄像头分析火焰、烟雾并触发报警；定位技术精准锁定火灾区域与消防员位置，为应急救援高效调度提供支持。拓展阅读胶囊胃镜中国科技馆的科普日活动现场，展出了一个胶囊胃镜。它的外形与普通可食用胶囊极为相似，尺寸略偏大一些，长大约2厘米，直径大约1 厘米。 患者将其吞下后，躺在检查床上，腹部对准探头，医生即可在控制台屏幕上实时观察胶囊在消化道内的行进情况和高清摄像头捕获的图像，以辅助诊断。胶囊胃镜结合了距离传感技术、人体腔道图像识别技术、智能定位技术，确保按预定轨迹移动并反馈位置信息。同时它还内置了智能导航系统，能够独立规划路径和控制姿态，这项先进技术使得胶囊胃镜能够精确地识别出疑似病变点，为医生提供及时准确的诊断支持。四、课堂练习完成课堂练习31-32页。五、拓展延伸1、识别技术抗干扰识别技术不断提升抗干扰能力，如在强光、雾霾等复杂环境下，优化后的图像识别仍能精准捕捉目标。通过算法升级，条码识别、RFID 等技术可减少遮挡、噪声影响，保障物流、交通等场景的识别效率。2、定位技术高精度定位技术向厘米级精度突破，除卫星定位外，室内定位通过蓝牙、UWB 技术实现复杂空间精准导航。适用于商场导购、地下车库寻车、工业设备定位等场景，解决传统定位 “室内盲区” 问题。3、行业定制化感知针对农业、医疗、工业等场景定制专用传感器，如农业土壤墒情传感器、医疗人体血氧传感器。适配特殊环境（高温、潮湿、高压），采集更具针对性的数据，助力行业精准化管理。4、无源感知技术应用 无需电池供电，通过射频能量、环境振动、光线等获取电能，如物流 RFID 标签、管道监测传感器。降低设备部署与更换成本，适用于难以布线或更换电池的场景，实现长期无人值守监测。 聆听讲解，结合工业、农业等实例理解应用。梳理RFID 在物流、交通等领域的应用案例。阅读材料，了解 RFID 在养殖业的具体应用。了解人脸、掌纹等识别方式，对比其特点。查阅资料，列举生活实例并填写识别技术表格。学习北斗、Wi-Fi 定位，分析适用场景差异。小组讨论，梳理智能手机中的感知识别技术。分组研讨智慧消防中感知识别技术的应用。研读资料，知晓胶囊胃镜整合的三类技术。倾听拓展内容，了解感知技术发展趋势。 帮助学生掌握传感技术的功能与应用场景。让学生明确 RFID 技术的核心作用与价值。拓宽学生视野，感知技术的多元实用价值。助力学生区分生物特征识别的不同类型。引导学生联系生活，深化识别技术认知。使学生掌握定位技术的分类与应用范围。培养学生合作探究与技术整合分析能力。推动学生运用所学技术解决实际问题。让学生理解技术融合对医疗领域的助力。让学生知晓技术前沿动态，拓宽认知边界。
课堂小结 《物联网的智能感知》课程小结：本节课围绕物联网感知层核心，我们掌握了传感、识别、定位三大技术——传感采集数据、识别解析信息、定位锁定位置，通过智慧消防、智能手机、物流跟踪等案例具象化其应用场景。通过探究活动，我们了解技术正向微型化、高精度、低功耗发展，且需注重隐私保护与社会责任。感知层是物联网 “数据入口”，推动多行业智能化升级，学生能培养数字化思维与创新意识。 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、观察生活中3个物联网感知技术应用案例，简要说明对应传感、识别或定位技术。 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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