第五单元 第21课 文物保护新手段 教案 义务教育版（2024）信息科技八年级全一册

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第21课 文物保护新手段 教学设计
课题 文物保护新手段 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】应用是物联网发展的根本目的，创新是推动物联网发展的动力。物联网应用处于快速发展期，具有多样化、规模化、行业化等特点，在工业、农业、交通、教育、电力、医疗、物流、军事、文物保护等领域有着广泛的应用，推动经济社会全方位发展，对整个社会产生深远的影响。 本单元在第四单元的学习基础上，结合简易物联系统设计与搭建，在文物保护、健康生活、医疗设施、农业生产、学习探究等方面展开实践探索。 通过博物馆环境监测系统、身高记录仪、输液监测系统、奶牛产奶监测系统、探究热水降温规律等物联网应用实践，引导学生进一步探索物联网中数据采集、处理、反馈控制等基本功能，体验物联网、大数据及人工智能的关系。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。3. 数字化学习与创新：能够主动利用数字设备开展实践创新活动，并在创新活动中认识到原始创新对可持续发展的重要性。4. 信息社会责任：遵循信息科技领域的伦理道德规范，明确科技活动中应遵循的价值观念、道德责任和行为准则。
重点 了解物联网在文物保护中的应用，掌握利用物联实验设备开展实践探索。
难点 掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
【视频导入】<文物的“生存危机” 与“科技救援”>
https://www./video/BV1zu4y1d7Bs/ spm_id_from=333.1391.0.0&vd_source=3c4600b50a25cca850bdf156c0e45932
中华民族在发展的过程中留下了许多珍贵的历史文物，保护这些文物，就是保护历史、传承文明。
你在参观博物馆的过程中，发现过哪些物联网技术呢？它们在保护这些文物的过程中，又发挥了怎样的作用？ 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、探索物联网在文物保护中的应用【学习探究】文物保护包括对古建筑、历史遗址、艺术品等文物的保护和修复。传统的文物保护方法尽管具有一定的效果，但仅凭借人工无法精确地确定文物保护的关键因素，也无法进行预测分析。利用物联网技术，将文物连接互联网，可以实现对文物全方位、全时段的监测和管理。例如，故宫博物院使用物联网技术实现了对文物环境的实时监测和调控，以及对文物的数字化管理和精准定位；秦始皇帝陵博物院使用物联网技术实现了对文物环境的实时监测和调控，并通过智能导游系统为游客提供了更为便捷和丰富的参观体验；敦煌莫高窟使用物联网技术准确掌握莫高窟洞窟的环境变化，预警各种自然威胁。【思考-讨论】某博物馆馆长对莫高窟的洞内环境监测系统非常感兴趣，也想开发一款物联环境监测系统，你能帮助他吗？配备了物联系统的博物馆环境监测与传统的环境监测有什么区别？传统的环境监测：数据不能实时呈现，查看麻烦。物联系统环境监测：数据可以在大屏幕上实时更新，也可以发送到手机和计算机上，查看方便。【学习活动】二、博物馆环境监测系统实践基于物联网的博物馆环境监测系统需要实时监测哪些环境数据？温度、湿度、光照强度、烟雾、二氧化碳浓度……本小组探究的核心问题是： 。 【例】如何实时监测博物馆中的温湿度？【实践探究】1. 需求分析。分析博物馆环境监测系统的功能需求。【示例】2. 功能实现。分析各个环节需要用到的物联实验设备及平台。（可以采用文字、简笔画等形式）【示例】3. 算法设计。根据需求分析和功能实现，绘制流程图。【示例】【学习活动】三、合作探究【模拟实现博物馆环境监测物联系统功能】任务一：硬件搭建，并根据物联网服务平台配置流程完成平台项目设置及网络连接。任务二：采集数据。用传感器获取当前环境的温度与湿度并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在表格中。任务三：传输与存储数据。在物联系统中，物联网服务平台负责数据的存储，主控板负责读取传感器数据并通过网络发送给物联网服务平台。在博物馆环境监测系统项目中，主控板要先连接网络，再连接物联网服务平台，然后不停地读取传感器的数据，并把这些数据上传到物联网服务平台。任务四：分析处理数据。获取的环境数据： 。采集数据的环境： 。 数据分析形式： 。A．物联网服务平台 B．电子表格 C．Python模块同学们，不同文物有不同的保存环境要求。如果超出了适合文物保存的环境数据范围，则会对文物造成不可逆的影响。你们能根据文物的最佳保存环境要求，帮我们设置好相应的保护措施吗？任务五：反馈与控制。查找不同文物的保存环境要求，确定环境数据阈值。实现自动调节温度和湿度的功能。例如，温度过高时，启动空调降温；湿度过低时，开启恒湿器。实现博物馆环境监测功能的主要代码如下所示。 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】在博物馆中，除了要为文物营造恒温、恒湿的环境，还有哪些环境因素值得关注？请在探索本项目的基础上，为博物馆环境监测系统增加一个新的功能。实地考察本地的博物馆、学校的校史馆等，观察是否利用了物联网相关技术。若有，请在充分了解后，提出升级改进方案；若没有，请设计一个方案。 自主探究 呼应课堂核心知识，并通过生活案例拓展学生的认知边界。
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