資源簡介

(共38張PPT)
主題二 任務三
醫療設施新功能
（桂科2025版）八年級
下
1
核心素養目標
3
活動目標
5
練習提升
7
拓展延伸
2
新知導入
4
新知講解
6
開拓視野
活動日志
8
01
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
關注醫療數據隱私保護（如加密傳輸），思考技術應用的倫理邊界（數據安全），形成技術服務于健康的責任感。
運用mPython編程與物聯網平臺，實現心率數據采集、OLED顯示及云端同步，嘗試優化警報參數與交互邏輯。
分解心率監測系統模塊（傳感器、主控板），設計數據采集-閾值判斷-異常反饋流程，用算法優化監測準確性。
通過實例分析物聯網醫療應用，識別健康數據的采集價值，理解傳感器實時傳輸原理，感知物聯網提升醫療效率的作用。
02
新知導入
在我看來，計算機計算機依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉化為數字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
壯壯和家人一起去體檢，驚喜地發現物聯網技術在醫療設施領域具有廣泛的應用，如電子健康檔案、智能對講、輸液監控、排隊叫號、導航導診等，深刻體會到了物聯網給人們帶來的快捷、高效服務。
02
新知導入
測心率時為什么要用指尖傳感器？
指尖血液流動信號更明顯，測量更準；手腕容易晃動干擾數據，所以需要靜置30秒讓傳感器穩定讀取數值。
02
新知導入
思考
消毒機器人怎么知道哪里需要消毒？
在我看來，計算機計算機依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉化為數字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
機器人內置地圖掃描和路徑規劃算法，比如通過紅外或攝像頭識別環境，結合醫院設定的消毒區域坐標自動移動。部分機器人還能遠程人工控制，像新聞中方艙醫院的高效消毒案例。
02
新知導入
在我看來，計算機計算機依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉化為數字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
智能藥盒通過計時器和閃光燈提醒老人按時吃藥，還能將用藥記錄上傳到家屬手機，這是物聯網在慢性病管理中的典型應用。
智能手環實時監測心率并自動上傳數據，異常時觸發蜂鳴器報警。
02
新知導入
思考
除了壯壯提到的物聯網醫療新手段，還有哪些物聯網技術被運用到醫療領域中？聯系生活實際談談自己的體驗，也可以通過網絡了解更多應用實例，寫下來與大家分享。
03
新知講解
遠程監護：老人佩戴智能手環實時監測心率、血壓，數據自動傳給醫生（例如我爺爺戴的監測手表會提醒他休息）。
智能藥盒：帶計時器的藥盒會閃光提醒吃藥，還能記錄用藥情況（類似我姥姥用的電子藥盒）。
消毒機器人：疫情期間醫院用自動噴霧機器人消毒，減少感染風險（新聞里見過方艙醫院使用的例子）。
討論
心率監測對于我們了解自身的健康狀況有重大作用。壯壯想基于物聯網技術設計一套簡易心率自動記錄監測系統，那在正式搭建系統之前，應該先了解哪些信息呢？
03
新知講解
基礎原理：心率如何測量？常用光電傳感器通過檢測血液流動變化獲取數據。
硬件需求：需要哪些部件（如心率傳感器、微控制器、電源模塊）？如何連接？
數據傳輸：如何將數據傳到手機/電腦？用藍牙、Wi-Fi還是其他無線模塊？
軟件功能：是否需要實時顯示心率曲線？異常提醒如何設置？
使用場景：是日常佩戴（如手環）還是固定使用（如床頭設備）？需考慮舒適度和續航。
探究
請以小組探究的方式，分析心率自動記錄監測系統的基本功能需求，完成下列任務。
1.需求分析及功能實現。
（1）因年齡、性別或其他生理因素等個體差異，每個人的心率會有所不同。一般健康成人的心率是 60~100 次/分。
（2）設置心率閾值。如果心率高于 100 次/分或者低于 60 次/分，就可能存在身體狀況異常。當監測到異常現象時，系統需要及時作出反饋并進行健康提醒。
03
新知講解
探究
（3）請分析各個環節的功能需求及用到的實驗設備、平臺，并填寫在相應的橫線上，完成圖2-3-1。
03
新知講解
探究
（3）請分析各個環節的功能需求及用到的實驗設備、平臺，并填寫在相應的橫線上，完成圖2-3-1。
03
新知講解
（1）采集數據環節：通過 心率血氧 傳感器，采集 心率/血氧 數據。
（2）傳輸與存儲環節：將獲取的數據發送并存儲在 物聯網（或云端） 平臺上。
（3）分析處理數據環節：利用 物聯網（或云端） 平臺上的數據，分析 心率是否異常（如超出60~100次/分）。
（4）反饋與控制環節：當 檢測到心率異常（如高于100或低于60次/分），則 主控板（或微控制器） 控制器運行。
探究
2.算法分析及流程圖完善。根據需求分析各環節功能，結合以上內容填寫圖2-3-2中留空部分，將流程圖繪制完整。
03
新知講解
探究
2.算法分析及流程圖完善。根據需求分析各環節功能，結合以上內容填寫圖2-3-2中留空部分，將流程圖繪制完整。
03
新知講解
開始
設置網絡及物聯網服務平臺
上傳數據到 云端 平臺
獲取 心率 數據
心率 值 是否在閾值區間
結束
小貼士
心率血氧傳感器（見圖 2-3-3）適用于指尖測量，不適用于手腕測量。監測時，指需要放置在感測器上30~60秒。
03
新知講解
做中學
模擬搭建心率自動記錄監測系統。
1.硬件清單：主控板x1、心率血氧傳感器x1、4Pin線x1、Type-C數據線x1、帶有熱點功能的計算機x1。
03
新知講解
做中學
模擬搭建心率自動記錄監測系統。
2.連接設備。用4Pin線將主控板和相關傳感器連接起來（見圖2-3-4），并通過Type-C數據線接入計算機。
03
新知講解
做中學
3.程序編寫
（1）進入物聯網服務平臺，添加項目及設備，完成各項配置。
（2）打開mPython軟件，添加網絡應用，編寫程序。
①當心率大于100或小于40時，蜂鳴器響起2秒，代碼如圖2-3-5所示。
03
新知講解
做中學
②把監測時的提示語和最終測得的心率顯示在 OLED 屏上，代碼如圖2-3-6所示。
03
新知講解
做中學
③發送數據至物聯網服務平臺，完整代碼如圖2-3-7所示。
03
新知講解
做中學
03
新知講解
做中學
4.程序測試。運行程序，查看結果，如圖2-3-8所示。
03
新知講解
做中學
平臺生成數據可視化效果如圖2-3-9所示。
03
新知講解
討論
物聯網技術應用在醫療健康、學校教育、家庭生活等領域有何異同點？結合你在搭建簡易物聯網系統的學習經歷，談談你的看法。
03
新知講解
物聯網技術在醫療、教育、家庭中的相同點是都依賴傳感器采集數據（如心率、溫度）、無線傳輸（藍牙/Wi-Fi）和遠程控制，例如醫療手環和家庭空調都能通過云端同步數據。不同點在于應用場景的需求差異：醫療重視數據精準與隱私保護，教育側重設備管理效率，家庭強調設備聯動便捷性。我在搭建心率監測系統時，發現醫療設備對傳感器精度要求極高（如靜置30秒），而家庭設備更注重操作簡單，這說明技術設計需匹配場景需求。
任務拓展
實地考察醫院、社區衛生所等醫療保健機構，多方面思考它們的醫療設備是否可利用物聯網技術進行改進，例如血糖監測系統、遠程病人監護系統等。請把觀察到的問題都記錄下來，并從中選取一個問題，嘗試設計一個合適的物聯網解決方案。
03
新知講解
任務拓展
03
新知講解
實地考察提示：
觀察數據記錄方式：是否依賴人工填寫（如血糖值），易出錯或延遲？
設備聯網能力：現有設備（如監護儀）能否實時傳輸數據到醫生電腦？
患者操作負擔：慢性病患者（如糖尿病）是否需頻繁到醫院測數據？
異常響應速度：突發狀況（如心率驟變）能否自動觸發警報？
隱私保護措施：敏感健康數據是否明文傳輸或隨意存儲？
設計解決方案思路：
目標：例如“解決患者頻繁跑醫院測血糖的問題”。
方案：設計“家用物聯網血糖儀+自動上傳APP+異常提醒醫生”。
技術：血糖儀內置4G模塊、數據加密、閾值報警算法。
04
拓展延伸
智能家居與健康管理
實時健康監測與環境聯動：
智能設備同步監測心率、睡眠質量，聯動空調調節舒適溫度。
異常預警與緊急響應：
跌倒檢測或呼吸異常時，自動觸發警報并通知緊急聯系人。
04
拓展延伸
智能家居與健康管理
生活習慣AI分析優化：
通過行為數據（如運動、飲食）生成個性化健康建議。
遠程醫療設備互聯互通：
血壓儀、血糖儀數據直傳家庭終端，醫生可遠程查看。
04
拓展延伸
智能家居與健康管理
智能環境健康干預：
空氣凈化器根據PM2.5自動啟停，燈光調節預防用眼疲勞。
家庭健康場景化模式：
一鍵啟動“睡眠模式”“運動模式”，適配全家健康需求。
07
活動日志
活動日志 班級：XX 姓名：XX
活動名稱 醫療設施新功能
活動環節 1 了解心率監測基本流程 口 2 掌握數據采集和閾值測定 口 （在對應環節畫V）
活動完成內容 完成模擬搭建心率自動記錄監測系統
活動完成度 口口口口口口口口口(100%)
活動小結 問題與反思：語法錯誤、編輯錯誤。
改進的方法：加強對的心率數據采集理解。
08
板書設計
醫療設施新功能
1.進行新知引入
2.了解心率監測基本流程
3.掌握數據采集和閾值測定
4.完成課堂練習
5.進行知識拓展
09
課后作業
01
根據本課內容，搭建模擬心率自動記錄監測系統。
09
課后作業
02
學完本節課，和同學們討論心率自動記錄監測的作用。
09
課后作業
1、智能手環測量心率時，為什么通常選擇指尖而非手腕？（ ）
A. 手腕皮膚更薄 B. 指尖傳感器價格更低 C. 指尖血液流動信號更明顯 D. 手腕佩戴更舒適
2、以下哪項是物聯網心率監測系統的核心硬件？（ ）
A. 揚聲器 B. 心率血氧傳感器 C. 鍵盤 D. 攝像頭
3、當監測到心率異常時，系統如何提醒用戶？（ ）
A. 自動撥打電話報警 B. 蜂鳴器響并顯示警告信息 C. 發送電子郵件 D. 關閉設備電源
4、物聯網醫療設備傳輸數據時，保護隱私的常見方法是？（ ）
A. 公開所有數據 B. 使用加密協議（如SSL）C. 手動記錄在紙上 D. 僅存儲不傳輸
5、消毒機器人在醫院的主要作用是？（ ）
A. 搬運藥品 B. 自動噴灑消毒液，減少感染風險 C. 監測病人體溫 D. 播放音樂緩解壓力
B
C
B
B
B
09
課后作業
6、請簡述設計一個物聯網健康監測設備（如心率手環）需要考慮哪些關鍵功能和技術支持？
7、電子藥盒的閃光提醒功能僅依賴太陽能供電。（ ）
8、心率傳感器測量時需靜置30秒，是為了讓用戶休息。（ ）
9、消毒機器人可以自動規劃路徑完成醫院消毒任務。（ ）
關鍵功能：實時監測生理數據（如心率）、異常閾值報警（如心率過高/過低）、數據顯示（OLED屏）、數據云端同步。
技術支持：傳感器采集數據（如心率血氧傳感器）、主控板處理信息（如micro:bit）、無線傳輸模塊（藍牙/Wi-Fi）、加密協議保護隱私。
使用場景：日常佩戴需輕便省電，異常時及時觸發警報并通知相關人員。
錯
對
錯
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