資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第3.1課《物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和智能生活—走進(jìn)智能生活》教學(xué)設(shè)計
課題 物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和智能生活—走進(jìn)智能生活 單元 第三單元 學(xué)科 信息科技 年級 八年級
核心素養(yǎng)目標(biāo) 信息意識：能夠使用物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)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(fā)展趨勢。計算思維：能將身邊的智能設(shè)備通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)分析后了解其的構(gòu)成原理和功能運(yùn)用，認(rèn)識生活中的智能家居和智能穿戴的優(yōu)勢。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：可以在學(xué)習(xí)認(rèn)識智能家居和智能穿戴后結(jié)合所學(xué)對未來的智能生活的未來做出預(yù)測。信息社會責(zé)任：在閱讀和認(rèn)識智能生活時，能夠發(fā)掘其對個人、家庭和社會的影響并揚(yáng)長避短，幫助推動智能生活的發(fā)展。
教學(xué)重點 認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)帶來的智能物品及其使用功能。
教學(xué)難點 掌握智能生活所帶來的便利并預(yù)測智能生活的發(fā)展趨勢。
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課 第3.1課 《物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和智能生活—走進(jìn)智能生活》板書課題。1.本單元你將學(xué)習(xí)：物聯(lián)網(wǎng)在生活中有哪些創(chuàng)新應(yīng)用智能生活、智能家居的“智能”表現(xiàn)在哪些方面建設(shè)安全的物聯(lián)網(wǎng)需要注意什么設(shè)計自己的智能家居項目2.隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，我們的生活也在發(fā)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(jī)一掃就能乘坐地鐵公交，也能騎上共享單車；下班回家，空調(diào)自動打開并調(diào)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。3.生活中的哪些設(shè)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(shè)備智能設(shè)備的名稱智能設(shè)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(jī)藍(lán)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(yùn)動檢測功能，當(dāng)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(jī)推送警報消息。智能手環(huán) / 手表可以自動監(jiān)測心率、睡眠狀態(tài)通信功能，能接收和發(fā)送短信、接聽電話。并且會根據(jù)這些數(shù)據(jù)提供健康建議。4.你知道嗎？1997年完工的比爾·蓋茨“未來之屋“是智能家居的經(jīng)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(shù)的普及、物聯(lián)網(wǎng)芯片的更新，“未來之屋“的科技已經(jīng)落后。如今，智能家居的夢想正逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實，正如一句宣傳語所言：這里你所看到的一切，不是關(guān)于科技的美好憧憬，而是可見即可得的真實生活。5.本課中你將學(xué)習(xí)：物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用給生活帶來的變化有哪些智能家居和智能穿戴等產(chǎn)品功能和應(yīng)用場景是怎樣的智能生活的未來發(fā)展趨勢是什么6.當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將萬物連在一起，萬物就成為可編程的對象。當(dāng)人們用編程語言和指令去控制各種產(chǎn)品時，這些產(chǎn)品就如同具備了“智能”，可以實現(xiàn)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(huán)、智能手表、智能衣物到智能穿戴，近年來各種“智能”產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。當(dāng)這些高科技產(chǎn)品在身邊隨處可見時，意味著我們已身處智能時代。7.播放視頻 學(xué)習(xí)單元導(dǎo)入。學(xué)習(xí)新知引入觀看教學(xué)視頻。 初步認(rèn)識本單元的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。初步明確本課所有知識點。將學(xué)生的注意吸引到課堂。
講授新課 新知講解：板書課題。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(dāng)各種價格親民的家用電器普遍使用了自動化控制技術(shù)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(zhì)，這便是智能家居的起源。 1.智能家居在智能家居環(huán)境中，各種設(shè)備都能聯(lián)網(wǎng)控制，以滿足用戶的各種應(yīng)用需求。智能家居的最初研發(fā)力量主要來自傳統(tǒng)的家電廠商，他們在自己的家電產(chǎn)品中植入了單片機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，讓產(chǎn)品功能更加強(qiáng)大。這些智能家電有智能電視、智能洗衣機(jī)、智能冰箱等。近些年，國內(nèi)外的科技公司紛紛關(guān)注智能家居產(chǎn)品的研發(fā)，許多新的智能產(chǎn)品不斷生產(chǎn)出來，如能夠進(jìn)行語音交互的智能音箱、能夠進(jìn)行視覺識別的家居安防攝像頭、能夠進(jìn)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(guī)劃圖。 2.智能穿戴智能穿戴是智能穿戴設(shè)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(shè)備，這些設(shè)備通常融合無線通信、傳感器、虛擬現(xiàn)實、生物識別等前沿科技。除此之外，它還能結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)對用戶的相關(guān)信息進(jìn)行搜集、處理、反饋和共享。智能穿戴設(shè)備形態(tài)多樣，可穿戴于人體的多個部位。頭頸類可穿戴設(shè)備主要有虛擬現(xiàn)實（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）類智能眼鏡；上肢類可穿戴設(shè)備主要有智能手環(huán)、智能手表等，如圖3.1.2所示。軀干類可穿戴設(shè)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(shè)備常見的有下肢外骨骼和智能鞋墊等，如圖3.1.4所示。閱讀：智能穿戴有很多優(yōu)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(yùn)動等；可以增強(qiáng)人體能力，因為智能穿戴設(shè)備幾乎與人融為一體，其所帶來的強(qiáng)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(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的日益成熟，智能穿戴在醫(yī)療、軍事、工業(yè)、運(yùn)動、教育等各個應(yīng)用領(lǐng)域逐漸顯示出較高的研究和應(yīng)用價值。表3.1.1對智能穿戴的部分應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了說明。表3.1.1 智能穿戴的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品類別用途醫(yī)療智能手環(huán)、智能手表、智能衣物實時檢查用戶的心率、脈搏、步速、血氧等方面得到身體數(shù)據(jù)，并因此預(yù)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(zhàn)場提高士兵的戰(zhàn)場感知能力和機(jī)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(xiàn)隨時隨地為智能穿戴設(shè)備提供電力支持工業(yè)全身外骨骼增強(qiáng)人體機(jī)能，常用于搬運(yùn)工人防爆型頭戴平板電腦可通過語音控制，實現(xiàn)實時通信和作業(yè)指導(dǎo)運(yùn)動智能手環(huán)、智能手表、智能鞋墊、智能內(nèi)衣實時檢查用戶的心率、脈搏、步速、心電圖等，指導(dǎo)用戶科學(xué)鍛煉教育智能眼鏡增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗，尤其是一些地質(zhì)、航空、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等操作性強(qiáng)的學(xué)科，讓學(xué)生仿佛置身真實場景體會實踐操作的感覺知識拓展1.使用智能家居的優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面呢？二、智能生活的未來從最初的智能家居開始，隨著技術(shù)的不斷更新迭代，智能產(chǎn)品的種類和數(shù)量在短短幾十年內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展，人們也越來越適應(yīng)智能產(chǎn)品所帶來的智能生活。 1.應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣將智能家居不同環(huán)節(jié)的產(chǎn)品剝離出來，再進(jìn)行優(yōu)化完善，就能形成不同系列的產(chǎn)品。如圖3.1.5所示的智能安防系統(tǒng)，原本是智能家居的部分，現(xiàn)在已經(jīng)成為一個新的應(yīng)用類別。一些做智能家居的企業(yè)，都在不斷拓展其產(chǎn)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(jī)、智能防塵器等，它們覆蓋了生活、學(xué)習(xí)、工作等越來越多的領(lǐng)域。聚沙成塔，集腋成裘。當(dāng)不同功能的智能產(chǎn)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(kuò)大，就形成了智慧社區(qū)。而無數(shù)個智慧社區(qū)組合在一起，就形成了智慧城市。當(dāng)眾多智能設(shè)備感知數(shù)據(jù)不斷匯集，在真實的社區(qū)、城市之外，也正在形成一個虛擬的數(shù)字社區(qū)和城市。 2.智能程度越來越高現(xiàn)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(rèn)知、理解這些內(nèi)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(xiàn)出來的能力。換言之，人工智能關(guān)注人類智能的模擬、延伸和擴(kuò)展，能夠讓智能產(chǎn)品走向真正的“聰明”，實現(xiàn)更加自然、友好的交互。因為智能終端的性能不夠強(qiáng)大，對于數(shù)據(jù)的處理工作一般要借助于云端服務(wù)器，但受限于網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)和支持“邊緣計算”的智能終端開始普及，智能產(chǎn)品的智能程度將越來越高。 3. 受益群體越來越多當(dāng)前智能產(chǎn)品的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入新階段，智能產(chǎn)品能夠為不同的人群提供更加個性化的服務(wù)。老人、嬰幼兒、殘障人士、養(yǎng)寵物者以及病人等群體，特別需要個性化服務(wù)。以老人為例，國家層面正出臺相關(guān)政策，通過智能產(chǎn)品建設(shè)智慧養(yǎng)老社區(qū)，讓養(yǎng)老變“享老”。知識拓展：1.智能生活的發(fā)展趨勢是怎樣的？探索： 智能家居產(chǎn)品能否為老人的日常生活帶來便利，提高生活質(zhì)量？能否通過各種智能穿戴產(chǎn)品判斷老人是否存在危險或者發(fā)生意外？請舉例說明。智能家居產(chǎn)品可以為老人的日常生活帶來便利，提高生活質(zhì)量，具體體現(xiàn)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(jī)遠(yuǎn)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?zé)簦氐酱采虾鬅艄鈺詣雨P(guān)閉。3.智能窗簾：可以實現(xiàn)窗簾的定時自動開合方便根據(jù)生活習(xí)慣調(diào)整。4.智能掃地機(jī)器人：解決日常清潔問題降低清潔的難度和勞動強(qiáng)度。二、安全保障更全面：1.安全警報系統(tǒng)：能夠在發(fā)生危險情況時及時發(fā)出警報并自動關(guān)閉相關(guān)設(shè)備。2.智能攝像頭：可以充當(dāng)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(tǒng)：老人遇到緊急情況或突發(fā)疾病時，可通過按下緊急按鈕向家人或急救中心發(fā)出求救信號，以便及時獲得救援。三、健康監(jiān)測更貼心：1.智能健康監(jiān)測設(shè)備：可以實時監(jiān)測老人的健康數(shù)據(jù)。2.智能藥盒：可以提醒老人按時服藥，避免漏服或錯服藥物。智能穿戴產(chǎn)品在判斷老人是否存在危險或發(fā)生意外方面有很大的作用，以下是一些例子：
一、跌倒監(jiān)測類產(chǎn)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(huán) / 手表：當(dāng)檢測到老人意外跌倒后，會自動觸發(fā)警報并將自動向預(yù)先設(shè)置的聯(lián)系人發(fā)送警示提醒。3.智護(hù)寶 X1：當(dāng)檢測到跌倒情況時會發(fā)出聲音或震動提醒監(jiān)護(hù)人員，同時內(nèi)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(jìn)行救援。二、健康監(jiān)測類產(chǎn)品：1.心率監(jiān)測設(shè)備：當(dāng)心率異常時會及時向家人或醫(yī)生發(fā)送預(yù)警信息。2.睡眠監(jiān)測設(shè)備：當(dāng)發(fā)現(xiàn)睡眠異常時會及時發(fā)出警報。三、定位追蹤類產(chǎn)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(dāng)老人走出設(shè)定的安全區(qū)域時.，會自動向家人發(fā)送提醒信息。三、課堂練習(xí)為了普及智能產(chǎn)品的應(yīng)用，各種品牌和形式的智能生活體驗館涌現(xiàn)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(guān)企業(yè)的網(wǎng)站，感受智能產(chǎn)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(yīng)用領(lǐng)域，完成表3.1.2的填寫。表 3.1.2 智能產(chǎn)品的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品名稱“智能”的具體表現(xiàn)智能家居海爾智能冰箱能夠根據(jù)食材的種類和數(shù)量自動調(diào)整溫度和濕度，延長食材的保鮮期。還可以通過手機(jī) APP 查看冰箱內(nèi)的食材情況，方便用戶進(jìn)行購物和管理。同時，具備智能菜譜推薦功能，根據(jù)冰箱內(nèi)的現(xiàn)有食材為用戶提供烹飪建議智能穿戴華為智能手環(huán)精準(zhǔn)監(jiān)測運(yùn)動數(shù)據(jù)，包括步數(shù)、距離、卡路里消耗等。能夠自動識別多種運(yùn)動模式，無需手動切換。具備睡眠監(jiān)測功能，分析用戶的睡眠質(zhì)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智能駕駛特斯拉 Model S配備先進(jìn)的自動駕駛輔助系統(tǒng) Autopilot，可以實現(xiàn)自動巡航、自動泊車、自動變道等功能。通過多個攝像頭、雷達(dá)和傳感器，實時感知周圍環(huán)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海康威視智能攝像頭具備高清視頻監(jiān)控功能，可通過手機(jī) APP 隨時隨地查看監(jiān)控畫面。支持人形檢測、移動偵測等功能，當(dāng)檢測到異常情況時會自動發(fā)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(jiān)控?zé)o死角四、拓展延伸1.你知道智能家居設(shè)備包括哪些部分嗎？2.智能家居應(yīng)用范圍。3.物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用給生活帶來的變化有哪些？4.智能家居的優(yōu)勢。 認(rèn)識身邊的智能生活。進(jìn)行閱讀活動。學(xué)習(xí)知識拓展。學(xué)習(xí)智能生活的未來。學(xué)習(xí)智能生活的發(fā)展趨勢。探索智能家居對老人的幫助。完成課堂練習(xí)。進(jìn)行課外知識拓展。 初步認(rèn)識身邊的智能生活，了解智能家居和智能穿戴，為本課研究打下基礎(chǔ)，并鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和觀察能力。增加學(xué)生們對智能穿戴的知識面認(rèn)識。拓寬學(xué)生知識體系。引導(dǎo)學(xué)生在了解了智能生活后能夠獨立思考智能生活未來的發(fā)展趨勢，并結(jié)合實際生活，讓理論知識更加生動、易懂。引導(dǎo)學(xué)生獨立思考進(jìn)行知識體系的拓展和深化。通過舉例子說明智能生活對老人家的益處便利，增強(qiáng)課堂互動性和趣味性。考查學(xué)生的學(xué)以致用能力，知識轉(zhuǎn)化和落地能力，在課堂練習(xí)考察中進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。拓寬學(xué)生知識面。
課堂小結(jié) 物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和智能生活--走進(jìn)智能生活1、引入新知內(nèi)容2、身邊的智能生活3、智能生活的未來4、進(jìn)行相關(guān)知識拓展 總結(jié)回顧 對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)概括。
課后作業(yè) 學(xué)完本節(jié)課，說一說自己家中有哪些智能家居帶來的便利？請同學(xué)們總結(jié)智能生活為我們帶來了哪些方面的好處？ 布置作業(yè) 拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
課堂板書 觀看板書 強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點內(nèi)容。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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