資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
八年級信息科學教學設計
課題 第二單元 萬物互聯有協議 第11課 物聯功能細分解
主備人 Xinxijishu886
備課時間 月 日
授課時間 月 日 --- 月 日
教學內容及教材分析 今天所講的內容是物聯功能細分解。教材圍通過對物聯功能的細分解，引導學生認識身邊的物聯系統，了解物聯系統的三層結構，并以物聯門鎖系統為例分析其核心功能。教材內容緊密聯系實際生活，有助于培養學生的實踐能力和創新思維。
核心素養目標 信息意識：讓學生認識到物聯功能細分解，提高對物聯系統的三層結構及各層的功能的敏感度。計算思維：培養學生分析物聯系統結構和功能的能力，提升邏輯思維水平。數字化學習與創新：鼓勵學生探索物聯功能細，嘗試運用物聯設備進行創新實踐。信息社會責任：增強學生在使用物聯設備時的安全意識和責任意識。
教學重點 物聯系統的工作過程，物聯系統的三層結構及各層的功能。
教學難點 教材內容緊密聯系實際生活，有助于培養學生的實踐能力和創新思維。
教學方法 講解法、案例分析法、引導啟發法。
學習方法 自主探究法、小組合作法。
教學過程教學過程 教 學 內 容
復習鞏固：播放一段智能家居的視頻，展示各種物聯設備的應用場景。提問學生：“視頻中出現了哪些物聯設備？它們給我們的生活帶來了哪些便利？”新課導入：引導學生觀看視頻，積極思考并回答問題。激發學生的學習興趣，引出本節課的主題——物聯功能細分解。新課教學：生活中的物聯系統大多由終端設備、傳感器、網絡和軟件組成，它們相互連接和交互，共同實現數據采集、傳輸、處理和控制等功能。一、 尋找身邊的物聯系統物聯系統在生活中的應用非常廣泛，如物聯公交站牌、共享單車、物聯家居、物聯停車等。以物聯公交站牌系統（圖11.1）為例，該系統通過公交車搭載的北斗車載定位終端、加速度傳感器等多個傳感器和通信設備，實時感知公交車的位置、運行狀態等數據并傳輸給服務器，再對數據進行分析處理，實現車輛定位、路線規劃、到站提醒等應用功能，為乘客提供高效、便捷的出行體驗。教師可以根據學情，自主選擇學生相對熟悉的典型應用，在把握教學主線的前提下，聚焦數據采集、傳輸及處理過程，引導學生簡單描述物聯系統應用的工作過程，初步認識物聯系統由終端設備、傳感器、網絡和軟件組成，彼此間可以相互通信、交換數據。學習活動1物聯公交站牌系統具備什么功能？該功能的工作過程是怎樣的？ 2. 你還知道哪些物聯系統？這些系統有哪些功能？通過什么方式可以實現這些功能？學習活動1的第1個問題旨在讓學生了解一個物聯系統由多個功能組成，并能描述某一功能的工作過程。以到站提醒功能為例，其工作過程可描述為：通過北斗車載定位終端、加速度傳感器等，采集公交車的位置、運行速度等數據，通信設備通過網絡將數據傳輸給服務器，數據處理系統對數據進行分析處理，將結果發送給公交車牌呈現，實現到站提醒功能。學習活動1的第2個問題旨在引導學生分析物聯系統應用，抽象出系統工作過程框架，為學習三層結構作鋪墊。教師引導學生描述數據流為主線的工作流程“采集數據—傳輸數據—處理和呈現數據”，分別對應物聯系統的感知層、網絡層和應用層，從而引出物聯系統的三層結構。二、 了解物聯系統的三層結構人們通常把物聯系統劃分為三層，即感知層、網絡層和應用層，如圖11.2所示。感知層是物聯系統的基礎，在物聯系統中起著決定性的作用，如同人的感覺器官，負責從物理環境中采集數據，并對數據進行簡單處理，以便后續傳輸。網絡層的主要作用是實現互聯互通，如同人的神經中樞系統，負責將感知層采集到的數據安全、可靠地傳輸到應用層進行處理和分析。應用層位于物聯系統三層結構中的最頂層，如同人的大腦，其主要功能為通過云計算平臺進行信息處理。應用層不僅能對感知層采集的數據進行計算、處理和分析挖掘，而且還能根據分析的結果實現對現實世界的實時控制、精確管理。學生在互聯網應用與創新模塊已經學過 TCP/IP 協議，對分層描述的方式并不陌生。教師可以結合學習活動1分析的物聯系統工作流程，對比介紹物聯系統的三層結構，幫助學生理解物聯網是互聯網的延伸。以物聯公交站牌為例。感知層：公交車需要安裝北斗車載定位終端、加速度傳感器及通信設備和簡單數據處理模塊（這些設備通常會集成在一起，統稱為車載終端），實時采集公交車的位置、運行狀態等數據，并對數據進行簡單的處理；物聯公交站牌顯示公交車信息。網絡層：物聯公交站牌系統通常采用無線通信技術，如3G、4G、5G、NB-IoT等。應用層：對感知層采集的數據進行處理和應用。這里需要說明的是，物聯網還在不斷完善和發展中，有的觀點將物聯系統劃分為感知層、網絡層、平臺層和應用層，也有的觀點將執行器歸為應用層。教學中不必糾結細節，這些都是輔助學生理解萬物互聯基本原理的支架。教師還可以列舉生活中的其他案例。以物聯家居系統為例，感知層負責采集家居環境中的溫度、濕度、光照強度等數據，并將這些數據通過網絡層傳輸到應用層，應用層對數據進行處理，并將處理結果通過執行器應用到現實世界中。例如，可以根據溫度數據控制空調，根據濕度數據控制除濕器，根據光照強度數據控制燈光等。在此過程中，教師要注重引導學生思考各層使用的協議。三、分析物聯門鎖系統的核心功能物聯門鎖是物聯系統的一個典型應用，可以實現刷卡開鎖、門鈴遠程通知、遠程控制開鎖和刷臉開鎖等多個功能。其每一個功能的實現都離不開軟硬件的支持。教師可以通過圖片、視頻等方式，引導學生把一個完整的物聯系統分解為相對獨立的多個功能。學習活動2 聚焦一個核心功能，以數據流為核心，分析該功能的工作過程，將關鍵要素填入表11.1。建議教師給各小組做好分工，每組負責1 ～ 2個功能的梳理，避免無關因素的干擾，聚焦工作流程，為下節課開展功能實踐作鋪墊。
課堂練習 物聯網技術為門鎖功能的拓展提供了更多可能，可以將門鎖與其他設備連接起來，實現智能化控制和管理。 除了本課分析的功能，還可以實現什么功能？
課堂小結 1．身邊有很多物聯網應用，如物聯公交站牌、物聯門鎖等。2．通常把物聯系統劃分為三層，即感知層、 網絡層和應用層。3．物聯門鎖系統可以分解為多個核心功能。
作業布置 做信息科技學生手冊78頁的任務單
板書設計 第11課 物聯功能細分解一、尋找身邊的物聯系統二、了解物聯系統的三層結構三、分析物聯門鎖系統的核心功能
組長審批意見及簽字 簽字： 年 月 日
教學反思
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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