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【核心素養目標】第3單元 第1課《物聯網創新和智能生活--走進智能生活》課件+素材-【清華大學版2024】《信息科技》八上

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【核心素養目標】第3單元 第1課《物聯網創新和智能生活--走進智能生活》課件+素材-【清華大學版2024】《信息科技》八上

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(共51張PPT)
第1課
物聯網創新和智能生活—走進智能生活
(清華大學版)八年級

1
核心素養目標
3
新知講解
5
拓展延伸
7
板書設計
2
新知導入
4
課堂練習
6
課堂總結
課后作業
8
單元導入
本單元你將學習:
物聯網在生活中有哪些創新應用
智能生活、智能家居的“智能”表現在哪些方面
建設安全的物聯網需要注意什么
設計自己的智能家居項目
01
單元導入
隨著物聯網技術的普及,我們的生活也在發生變化。早上起床,窗簾自動打開,第一縷陽光照亮房間,智能語音助手告訴你今天的天氣和工作安排;上班途中,手機一掃就能乘坐地鐵公交,也能騎上共享單車;下班回家,空調自動打開并調至合適溫度,電飯煲飄出米飯香甜的氣息;夜晚來臨,客廳燈光自動變亮……這一切,已不是科幻作品中的場景,而是真實存在于我們的生活中。
01
單元導入
學習熱身
生活中的哪些設備具備了“智能”?請將所了解的信息填寫在下表中。
日常生活中的智能設備
智能設備的名稱 智能設備的獨特功能
智能門鎖 可以通過指紋識別、人臉識別、密碼輸入或者手機藍牙等多種方式開鎖并且能夠記錄開鎖記錄。
智能攝像頭 具有運動檢測功能,當檢測到畫面中有物體移動時自動開啟錄像功能,并向用戶手機推送警報消息。
智能手環 / 手表 可以自動監測心率、睡眠狀態通信功能,能接收和發送短信、接聽電話。并且會根據這些數據提供健康建議。
01
單元導入
1997年完工的比爾·蓋茨“未來之屋“是智能家居的經典之作,其智能化與自動化控制覆蓋了住宅的每一個角落。然而,隨著5G技術的普及、物聯網芯片的更新,“未來之屋“的科技已經落后。如今,智能家居的夢想正逐漸變為現實,正如一句宣傳語所言:這里你所看到的一切,不是關于科技的美好憧憬,而是可見即可得的真實生活。
你知道嗎?
01
02
核心素養目標
信息意識
計算思維
數字化學習與創新
信息社會責任
在閱讀和認識智能生活時,能夠發掘其對個人、家庭和社會的影響并揚長避短,幫助推動智能生活的發展。
可以在學習認識智能家居和智能穿戴后結合所學對未來的智能生活的未來做出預測。
能將身邊的智能設備通過系統的學習分析后了解其的構成原理和功能運用,認識生活中的智能家居和智能穿戴的優勢。
能夠使用物聯網創新所帶來的智能物品,以及了解智能生活中智能家居和智能穿戴的使用功能,思考智能生活的發展趨勢。
03
新知導入
本課中你將學習:
物聯網創新應用給生活帶來的變化有哪些
智能家居和智能穿戴等產品功能和應用場景是怎樣的
智能生活的未來發展趨勢是什么
03
新知導入
當物聯網技術將萬物連在一起,萬物就成為可編程的對象。當人們用編程語言和指令去控制各種產品時,這些產品就如同具備了“智能”,可以實現和用戶的友好互動。從智能插座、智能燈泡、智能音箱到智能家居、智能安防,從智能手環、智能手表、智能衣物到智能穿戴,近年來各種“智能”產品不斷涌現。當這些高科技產品在身邊隨處可見時,意味著我們已身處智能時代。
03
新知導入
04
新知講解
一、身邊的智能生活
智能生活也稱為智慧生活。人們對智能生活的需求,最初來自對建筑空間和居住空間的“自動化”控制。當各種價格親民的家用電器普遍使用了自動化控制技術時,人們自然希望也能將其用于對居住空間的控制,提升生活品質,這便是智能家居的起源。
04
新知講解
1.智能家居
在智能家居環境中,各種設備都能聯網控制,以滿足用戶的各種應用需求。智能家居的最初研發力量主要來自傳統的家電廠商,他們在自己的家電產品中植入了單片機系統,實現聯網,讓產品功能更加強大。這些智能家電有智能電視、智能洗衣機、智能冰箱等。
圖3.1.1 家居智能化規劃
近些年,國內外的科技公司紛紛關注智能家居產品的研發,許多新的智能產品不斷生產出來,如能夠進行語音交互的智能音箱、能夠進行視覺識別的家居安防攝像頭、能夠進行人臉識別的智能門鎖等。圖3.1.1所示的是家居智能化的規劃圖。
04
新知講解
2.智能穿戴
智能穿戴是智能穿戴設備的簡稱,是指能穿戴在身上或整合到衣服上的一種便攜式設備,這些設備通常融合無線通信、傳感器、虛擬現實、生物識別等前沿科技。除此之外,它還能結合互聯網和大數據等技術對用戶的相關信息進行搜集、處理、反饋和共享。
智能穿戴設備形態多樣,可穿戴于人體的多個部位。
頭頸類可穿戴設備主要有虛擬現實(VR)和增強現實(AR)類智能眼鏡;上肢類可穿戴設備主要有智能手環、智能手表等,如圖3.1.2所示。
(a)智能手環
(b)智能手表
04
新知講解
軀干類可穿戴設備主要有全身外骨骼和智能衣物等,如圖3.1.3所示;下肢類可穿戴設備常見的有下肢外骨骼和智能鞋墊等,如圖3.1.4所示。
圖3.1.3 軀干類可穿戴設備
(a)全身外骨骼
(b)智能衣物
圖3.1.4 下肢類可穿戴設備
(a)下肢外骨骼
(b)智能鞋墊
04
新知講解
閱讀
智能穿戴有很多優勢,比如操作更加便捷,幾乎可以完全依靠人體的自然動作,如手勢、語音、眼球運動等;可以增強人體能力,因為智能穿戴設備幾乎與人融為一體,其所帶來的強大的計算能力,讓使用者仿佛擁有了與生俱來的“超能力”。隨著人工智能、大數據、云計算等技術的日益成熟,智能穿戴在醫療、軍事、工業、運動、教育等各個應用領域逐漸顯示出較高的研究和應用價值。表3.1.1對智能穿戴的部分應用領域進行了說明。
04
新知講解
閱讀
表3.1.1 智能穿戴的應用領域
應用領域 產品類別 用途
醫療 智能手環、智能手表、智能衣物 實時檢查用戶的心率、脈搏、步速、血氧等從面得到身體數據,并因此預防或輔助治療某些疾病
軍事 智能頭盔、智能眼鏡 借助夜視模式幫助士兵更有效地觀察戰場提高士兵的戰場感知能力和機動能力
智能防彈衣 保證士兵的生命安全,甚至可以連接電源實現隨時隨地為智能穿戴設備提供電力支持
工業 全身外骨骼 增強人體機能,常用于搬運工人
04
新知講解
閱讀
表3.1.1 智能穿戴的應用領域
應用領域 產品類別 用途
工業 防爆型頭戴平板電腦 可通過語音控制,實現實時通信和作業指導
運動 智能手環、智能手表、智能鞋墊、智能內衣 實時檢查用戶的心率、脈搏、步速、心電圖等,指導用戶科學鍛煉
教育 智能眼鏡 增強學習體驗,尤其是一些地質、航空、醫學、化學等操作性強的學科,讓學生仿佛置身真實場景體會實踐操作的感覺
04
知識拓展
使用智能家居的優勢體現在哪些方面呢?
一、便捷性方面
1.集中控制:智能家居系統能夠將家中各種設備集成到一個控制平臺上。
2.遠程操作:設備連接到網絡用戶可以對家中設備進行遠程控制。
3.自動化場景設置:可以根據用戶的生活習慣和需求預設多種場景模式。
二、安全性增強方面
1.智能安防監控:安裝智能攝像頭可以實時監控家中各個角落,并且通過手機隨時查看監控畫面。
2.智能門鎖:智能門鎖提供多種開鎖方式相比傳統鑰匙開鎖更加安全方便。
04
知識拓展
使用智能家居的優勢體現在哪些方面呢?
3.安全傳感器網絡:包括門窗磁傳感器、煙霧報警器等眾多傳感器設備。
三、節能高效方面
1.智能照明控制:智能照明系統可以根據環境光強度自動調節燈光亮度。
2.智能家電能源管理:一些智能家電能夠根據用戶的使用習慣和實際需求自動調整運行模式,達到節能的目的。
3.能源監測與分析:智能家居系統可以對家庭能源消耗情況進行監測和統計以直觀的圖表形式展示給用戶各個設備的能耗占比、不同時間段的能耗變化等信息。
04
知識拓展
使用智能家居的優勢體現在哪些方面呢?
四、提升舒適體驗方面
1.環境自動調節:可以根據用戶設定的舒適溫度范圍自動調節室內溫度濕度。
2.個性化定制服務:可以根據每個家庭成員的不同需求喜好進行個性化設置。
3.智能語音交互:可以通過語音指令控制家居設備。
五、設備的擴展性方面
1.易于添加新設備:可以根據自己的需求添加新的智能設備。
2.設備聯動功能拓展:隨著智能設備的不斷增加,各種設備
之間可以實現更多復雜的聯動功能。
04
新知講解
二、智能生活的未來
從最初的智能家居開始,隨著技術的不斷更新迭代,智能產品的種類和數量在短短幾十年內得到了迅猛的發展,人們也越來越適應智能產品所帶來的智能生活。
04
新知講解
1.應用領域越來越廣
將智能家居不同環節的產品剝離出來,再進行優化完善,就能形成不同系列的產品。如圖3.1.5所示的智能安防系統,原本是智能家居的部分,現在已經成為一個新的應用類別。一些做智能家居的企業,都在不斷拓展其產品的功能和種類,大的如智能影音、智能健康,小的如智能耳機、智能防塵器等,它們覆蓋了生活、學習、工作等越來越多的領域。
圖3.1.5 智能安防系統
04
新知講解
聚沙成塔,集腋成裘。當不同功能的智能產品組合在一起,就形成了覆蓋住宅各個角落的智能家居。把智能家居的范圍擴大,就形成了智慧社區。而無數個智慧社區組合在一起,就形成了智慧城市。當眾多智能設備感知數據不斷匯集,在真實的社區、城市之外,也正在形成一個虛擬的數字社區和城市。
04
新知講解
2.智能程度越來越高
現在,“人工智能”一詞廣為人知,但是人工智能的“智能”(intelligence)和智能生活的“智能”(smart)不一樣,前者偏向于認知、理解這些內在智能的研究,而后者往往會被翻譯為“聰明”,偏向于某一方面表現出來的能力。換言之,人工智能關注人類智能的模擬、延伸和擴展,能夠讓智能產品走向真正的“聰明”,實現更加自然、友好的交互。
因為智能終端的性能不夠強大,對于數據的處理工作一般要借助于云端服務器,但受限于網速,往往在“智能”方面不盡如人意。近幾年,人工智能算法模型日臻成熟、5G網絡和支持“邊緣計算”的智能終端開始普及,智能產品的智能程度將越來越高。
04
新知講解
3. 受益群體越來越多
當前智能產品的研發已經進入新階段,智能產品能夠為不同的人群提供更加個性化的服務。
老人、嬰幼兒、殘障人士、養寵物者以及病人等群體,特別需要個性化服務。以老人為例,國家層面正出臺相關政策,通過智能產品建設智慧養老社區,讓養老變“享老”。
04
知識拓展
智能生活的發展趨勢是怎樣的?
一、人工智能深度融合與應用拓展:
1.智能家居領域:人工智能將使智能家居系統更加智能、個性化。
2.醫療健康領域:人工智能輔助醫療診斷和健康管理將成為常態。
3.教育領域:智能教育將進一步發展,實現個性化學習和終身學習。
二、物聯網與萬物互聯的加速推進:
1.家庭層面:智能家居設備的互聯性將不斷增強,
形成更加完善的智能家居生態系統。
2.城市層面:物聯網將推動智慧城市的建設和發展。
04
知識拓展
智能生活的發展趨勢是怎樣的?
三、自動駕駛技術的持續進步與應用拓展:
1.技術成熟度提升:自動駕駛技術將不斷提高其安全性和可靠性。
2.應用場景擴大:自動駕駛技術將不僅僅應用于私人汽車領域,還將在公共交通、物流運輸、共享出行等領域得到廣泛應用。
四、智能穿戴設備與健康監測的融合發展:
1.功能集成度提高:除了常見的運動監測、心率監測、睡眠監測等功能外,還將逐漸加入血壓、血糖、血氧等生理指標的監測功能。
2.設計與舒適性改進:智能穿戴設備的設計將更加注重美觀性和舒適性。
04
知識拓展
智能生活的發展趨勢是怎樣的?
五、能源管理的智能化與可持續發展:
1.家庭能源管理:在家庭中幫助用戶實現能源的高效利用和節約。
2.城市能源管理:在城市層面,對城市的能源供應和消耗進行全面監測和管理,優化能源的分配和調度,提高能源利用效率。
六、隱私與安全的強化保障:
1.技術保障措施加強:隨著智能生活的發展,隱私和
安全問題日益受到關注,相關技術保障措施將不斷加強。
2.法律法規完善:政府和相關機構將制定更加完善的法律法規和政策標準。
04
新知講解
探索
智能家居產品能否為老人的日常生活帶來便利,提高生活質量?能否通過各種智能穿戴產品判斷老人是否存在危險或者發生意外?請舉例說明。
04
新知講解
智能家居產品可以為老人的日常生活帶來便利,提高生活質量,具體體現在以下方面:
一、生活起居更加便捷:
1.智能門鎖:可以通過手機遠程為老人開門,避免老人被鎖在門外。
2.智能燈光:能在老人雙腳落地時自動亮起柔和的墻燈或地燈,回到床上后燈光會自動關閉。
3.智能窗簾:可以實現窗簾的定時自動開合方便根據生活習慣調整。
4.智能掃地機器人:解決日常清潔問題降低清潔的難度和勞動強度。
智能家居產品能否為老人的日常生活帶來便利,提高生活質量?
04
新知講解
二、安全保障更全面:
1.安全警報系統:能夠在發生危險情況時及時發出警報并自動關閉相關設備。
2.智能攝像頭:可以充當安防助手,如檢測到異常情況會及時通知家人。
3.緊急呼叫系統:老人遇到緊急情況或突發疾病時,可通過按下緊急按鈕向家人或急救中心發出求救信號,以便及時獲得救援。
三、健康監測更貼心:
1.智能健康監測設備:可以實時監測老人的健康數據。
2.智能藥盒:可以提醒老人按時服藥,避免漏服或錯服藥物。
智能家居產品能否為老人的日常生活帶來便利,提高生活質量?
BUS STOP
04
新知講解
智能穿戴產品在判斷老人是否存在危險或發生意外方面有很大的作用,以下是一些例子:
一、跌倒檢測類產品:
1.智能襪子:檢測到老人跌倒就會提醒急救人員,以便采取救生行動。
2.智能手環 / 手表:當檢測到老人意外跌倒后,會自動觸發警報并將自動向預先設置的聯系人發送警示提醒。
3.智護寶 X1:當檢測到跌倒情況時會發出聲音或震動提醒監護人員,同時內置的定位模塊可以精確確定老人的位置,方便在緊急情況下進行救援。
能否通過各種智能穿戴產品判斷老人是否存在危險或者發生意外?
04
新知講解
二、健康監測類產品:
1.心率監測設備:當心率異常時會及時向家人或醫生發送預警信息。
2.睡眠監測設備:當發現睡眠異常時會及時發出警報。
三、定位追蹤類產品:
1.老人定位器:老人外出時,佩戴定位器可以讓家人隨時掌握老人的位置,防止老人走失。
2.智能鞋:在鞋底嵌入定位芯片的智能鞋,可以實時追蹤老人的行蹤,當老人走出設定的安全區域時.,會自動向家人發送提醒信息。
能否通過各種智能穿戴產品判斷老人是否存在危險或者發生意外?
05
課堂練習
為了普及智能產品的應用,各種品牌和形式的智能生活體驗館涌現在大街上和商場中。請以小組為單位,利用課余時間實地參觀智能生活體驗館或瀏覽相關企業的網站,感受智能產品對我們生活的影響在智能家居、智能穿戴、智能駕駛、智能安防等方面,各選擇一個感興趣的應用領域,完成表3.1.2的填寫。
挑戰
05
課堂練習
挑戰
表 3.1.2 智能產品的應用
應用領域 產品名稱 “智能”的具體表現
智能家居 海爾智能冰箱 能夠根據食材的種類和數量自動調整溫度和濕度,延長食材的保鮮期。還可以通過手機 APP 查看冰箱內的食材情況,方便用戶進行購物和管理。同時,具備智能菜譜推薦功能,根據冰箱內的現有食材為用戶提供烹飪建議
智能穿戴 華為智能手環 精準監測運動數據,包括步數、距離、卡路里消耗等。能夠自動識別多種運動模式,無需手動切換。具備睡眠監測功能,分析用戶的睡眠質量,提供改善睡眠的建議。同時,支持來電提醒、消息推送等功能,讓用戶不會錯過重要信息
05
課堂練習
挑戰
表 3.1.2 智能產品的應用
應用領域 產品名稱 “智能”的具體表現
智能駕駛 特斯拉 Model S 配備先進的自動駕駛輔助系統 Autopilot,可以實現自動巡航、自動泊車、自動變道等功能。通過多個攝像頭、雷達和傳感器,實時感知周圍環境,確保行駛安全。車輛還可以通過 OTA 升級不斷提升性能和功能,為用戶帶來更好的駕駛體驗
智能安防 ??低曋悄軘z像頭 具備高清視頻監控功能,可通過手機 APP 隨時隨地查看監控畫面。支持人形檢測、移動偵測等功能,當檢測到異常情況時會自動發送警報通知用戶。有的型號還具備智能追蹤功能,可以自動跟蹤移動的物體,確保監控無死角
06
拓展延伸
你知道智能家居設備包括哪些部分嗎?
1.智能家居控制系統:遠程控制家中的燈光、空調等設備。
2.智能照明系統:可以通過手機應用程序或語音控制來調節燈光的亮度、顏色和開關。
06
拓展延伸
你知道智能家居設備包括哪些部分嗎?
3.智能家電:像智能冰箱能夠實時監測食物的儲存狀態,提醒用戶食物的保質期。智能洗衣機可以根據衣物的重量、材質自動選擇合適的洗滌程序。
4.智能溫控系統:根據室內外溫度和用戶設定自動調節室內溫度。
06
拓展延伸
智能家居應用范圍。
一、家庭住宅領域:
1.客廳:智能照明系統、智能影音設備。
2.臥室:智能照明系統、智能窗簾、智能溫控系統。
3.廚房:智能冰箱、燃氣傳感器和煙霧探測器。
4.浴室:人體感應裝置、智能鏡能。
二、辦公場所領域:智能照明節能管理、智能安防門禁系統、智能會議室系統。
三、酒店民宿領域:客房控制、智能門鎖與門禁管理、能源管理與設備監控。
四、養老機構領域:健康監測與報警系統、智能呼叫與服務系統。
06
拓展延伸
物聯網創新應用給生活帶來的變化有哪些?
一、生活便利性顯著提升
1.智能家居控制一體化:物聯網將各種家居設備連接起來,人們可以通過手機、語音助手等方式對家中設備進行集中控制。
2.智能購物體驗優化:物聯網技術支持的智能冰箱能監測食物存儲情況,當食物快過期時提醒用戶,還能根據冰箱內食物種類推薦菜譜。
3.出行智能化規劃:在交通領域,物聯網讓智能汽車能夠獲取實時路況信息,通過車聯網技術與交通系統連接,為駕駛者提供最優路線規劃。
06
拓展延伸
物聯網創新應用給生活帶來的變化有哪些?
二、安全保障更加可靠
1.家居安全防護升級:智能家居安防系統利用物聯網實現了全方位監控。
2.交通出行安全提升:車輛的物聯網設備有助于提高行車安全。
3.個人健康安全監控:在健康領域,可穿戴設備和物聯網醫療系統能夠實時監測個人健康數據。
三、能源管理更加高效節能
1.家庭能源智能調配:物聯網使家庭能源管理系統能夠實時監測各種電器的能耗情況。
06
拓展延伸
物聯網創新應用給生活帶來的變化有哪些?
2.能源供應優化協同:能源供應商能夠根據用戶的實際需求和能源消耗情況優化能源分配。
四、個性化服務精準滿足需求
1.個性化家居環境定制:可以根據每個家庭成員的喜好和習慣來定制環境。
2.個性化健康管理方案:在健康領域,通過物聯網收集的個人健康數據,可以為用戶提供個性化的健康管理方案。推薦個性化的營養食譜。
3.個性化交通出行服務:在交通出行方面,物聯網可以根據用戶的出行習慣和偏好提供個性化服務。
06
拓展延伸
智能家居的優勢。
便捷性:
遠程控制:用戶可以通過手機、平板電腦等智能設備,在任何有網絡的地方遠程控制家中的設備,不受時間和空間的限制。
場景模式一鍵切換:用戶可以根據自己的需求設置多種場景模式,如 “回家模式”“離家模式”“觀影模式”“睡眠模式” 等,
只需一鍵即可實現多個設備的聯動控制,操作簡單方便。
安全性:
智能安防監控:智能家居系統配備了智能攝像頭、門磁、窗磁、煙霧報警器、燃氣報警器等安防設備,能夠實時監控家中的安全狀況。
06
拓展延伸
智能家居的優勢。
智能門鎖:智能門鎖具有多種開鎖方式,如指紋識別、密碼開鎖、刷卡開鎖、手機遠程開鎖等,安全性高,且方便用戶使用。
節能性:
能源管理:對家中的電器設備進行能源管理,根據用
戶的使用習慣和需求,自動調節設備的運行狀態,實現能源的節約。
定時控制:用戶可以通過智能家居系統對電器設備進行定時控制,避免電器設備長時間待機,節約能源。
06
拓展延伸
智能家居的優勢。
舒適性:
環境調節:智能家居系統可以根據用戶的需求自動調節室內的溫度、濕度、空氣質量等環境參數,為用戶創造一個舒適的生活環境。
個性化定制:智能家居系統可以根據用戶的個人喜好和需求進行個性化定制,滿足用戶的不同需求。
擴展性:智能家居系統具有良好的擴展性,
可以根據用戶的需求不斷添加新的設備和功能。
07
課堂總結
1
引入新知內容
物聯網創新和智能生活--走進智能生活
2
身邊的智能生活
3
智能生活的未來
5
進行相關知識拓展
1
2
3
4
08
板書設計
物聯網創新和智能生活--走進智能生活
1.進行新知引入
2.學習新知講解
3.完成課堂練習
4.進行知識拓展
09
課后作業
01
學完本節課,說一說自己家中有哪些智能家居帶來的便利?
09
課后作業
02
請同學們總結智能生活為我們帶來了哪些方面的好處。
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