人教版（2024）八年级上学期全一册信息科技第1~15课教案

第1页共215页人教版(2024)八年级上学期全一册信息科技第1~15课教案第1单元从感知到物联第1课《开启物联网之门》课程名称：第1课开启物联网之门年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析知识与技能1.能够初步了解物联网，知道物品联网的基本条件。2.能够知道物联网与互联网的关系。3.能够了解我国物联网发展历程，感受数字中国的成就。过程与方法1.通过寻找身边能联网的物品并分析其好处，培养观察能力和对信息技术应用分析能力。2.通过讨论物联网与互联网的区别、探究我国物联网发展原因等活动，提升对比分析和归纳总结能力。3.通过小组合作学习活动，如交流物联网设备应用案例，增强合作与沟通能力。情感态度价值观1.通过感受物联网在生活中的广泛应用，如物联家居、物联班牌等，激发对信息技术的学习兴趣和探索欲望。2.了解我国物联网发展成就，增强民族自豪感和对数字中国建设的认同感。3.在学习过程中，认识到物联网发展中的安全隐患，如数据隐私保护问题，培养信息安全意识。第2页共215页二、教学内容及重点教学重点1.物品联网的基本条件：有唯一可识别的编码、能感知并提供自身数据、可与其他物品交换数据。2.物联网与互联网的关系：核心和基础是互联网，发展历程从计算机连接到人与人互联再到万物互联，传感器的应用是两者最大区别。3.我国物联网发展历程的关键节点和推动因素：1999年起步研究，2009年“感知中国”提出，以及国家重视、广泛应用场景、覆盖广的移动网络等因素。教学难点1.准确理解物联网与互联网的本质区别，尤其是传感器在物联网中的作用，能通过案例(如电器报修的互联网与物联网场景对比)进行分析。2.客观分析物联网数据共享带来的安全隐患，如隐私泄露等问题，并提出合理的保护三、教学过程设计钟)问题导向学习第3页共215页开启物联网之门问情景生活中的物联网师：本节课学习内容有三项。首先寻找身边可联网物品，接着过这些来深入认识物联网。▶▶开启物联网之门01寻找身边能联02探索物联网与了解我国的物网的物品互联网的关系联网发展师：本节课我们将围绕三个关键问题展开：什么是物联网?物师：本节课我们将围绕三个关键问题展开：什么是物联网?物开启物联网之门1.什么是物联网?2.物联网中的“物”指的是什么?3.物联网和互联网之问是什么关系?知识点师：物联网英文是internetofthings,直译为“物品的互联网”,简单说就是借助互联网把物品连接起来，实现万第4页共215页射频识别钟)物互联。“物品的互职网”,“将物品用过互联网连接师：生活中有不少物联网案例。物联家居能实现设备智能控制，让生活更便捷；物联班牌可展示学生信息、减轻教师负担；物联灯光系统能根据环境和需求调节亮度。▶▶开启物联网之门生活中物联网的应用热联家胜物师：计算机接入互联网要有自己的身份，物品要连接互联网也不例外。一般来说，满足以下条件的物品就可以接入互联网。其一要有名，即具备可被识别的唯一编码，像图中手机的可与其他物品交换数据。第5页共215页有名字：有可械识别的唯一编码。分钟)么物品连接了互联网?它们接入互联网后带来了什么好处?学功运动1:探索懂入互取网的种品除了台式计算机，平板计算机、手机，还有第6页共215页*电河e接入直取网的物品知识点师：接下来我们来探索物联网与互联网的关系。随着传感技术和网络技术飞速发展，越来越多物品接入网络使互联网发展成物联网，物联网核心与基础是互联网，依托其实现物一物、物一人连接，同时二者有区别，互联网连计算机等设备、侧重信息交互，物联网连接物品、侧重物品智能管医期：应用解域：直联网筑童信怒交互，物网加重地品智财做控。互联网，由快递员执行将电视寄回工厂返修(反馈执行),展现了从问题发现到借助互联网完成设备维修流程里，人工参与第7页共215页电器?互联网师：在物联网体系中，传感器可自动完成状态感知与数据采集。当检测到异常后，经数据传输与信息处理环节，由物联网关联的机器人直接执行取走报修动作，无需人工手动发起，展现出物联网凭借传感、智能执行等能力，实现设备自主感知、决策与行动，区别于互联网依赖人工交互的运作模式，体现其(实践操分钟)网查找资料，能进一步探究二者关系。第8页共215页学习活动2:通过贴哮壶事件了解物取网与互取网的关系学习活动2:通过贴哮壶事件了解物取网与互取网的关系相关函料，进一步了膨物联网与直联网的关系镜室的计算机上，以方便工作人员随时查看咖啡是否煮好。这就是技▶开启物联网之门件是指在边安知识点始了相关研究，拉开发展序幕；2005年科项目，推进技术应用；2008年北京奥运门票用序发展；2011年工信部发布“十二五”规划，明确发展方向；2013年国务院出台指导意见，加强政策引导；2017年成中央经济工作重点，聚焦产业推进；2021年八部门印发三年第9页共215页23.32亿，展现规模成效。发展至今，物联网应用从过去闭加速融合，开启“万物智联”新时代，持续拓展智慧生活、产工三.产*.833个1185三.产*.833个1185二F”师：我国物联网呈现良好发展态势。原因在于国家重视，出台相关政策支持；应用广泛，覆盖多领域；移动网络覆盖广，像国家重视应用广泛移动网络覆盖广化，回归钟)师：前面我们了解了我国物联网的发展态势等知识。现在进入拓展与提升环节：一是思考洗衣机或冰箱联网可共享的数据及共享对象；二是探讨数据在网上人人可见时可能产生的安全隐第10页共215页拓展与摆升与设备制造商、好友共享。但数据公开易致隐私泄露、设备被控等隐患。次加施，#机的临疗模术，顺的师：同学们，课后作业是列举三种生活中常见的物联网设备，并阐述它们接入互联网后带来的好处，然后简要梳理我国物联网的发展历程，再谈谈你对物联网未来发展的见了物联网与互联网的关系，还了解了我国物联网发展历程，感受数字中国的成就。第11页共215页妙开启物联网之门01初步了解了物联网，知道物品联网的基本条件。037解了我国物联网发票历程。感竖数字中国的成1.反思点：讲解物联网与互联网区别时，部分学生对传感器作工互联网报修”场景对比。讨论安全隐患时，学生多停留在表面隐私问题，对数据滥用、设备操控等深层风险思考不足，2.改进措施：增加“传统家电手动控制”与“智能家电传感前布置“物联网安全事件”资料收集任务，课堂组织小组分第12页共215页课程名称：第2课传感之古今未来课时：45分钟知识与技能1.能够了解传感器的起源、定义及基本工作原理。2.能够认识常见传感器类型，如温度、光敏、声音传感器等。3.能够分析传感器在生活、科技领域的应用实例。4.能够简述传感器的发展趋势，如集成化、智能化、无线化。过程与方法1.通过类比人体感官，理解传感器的功能，提升抽象思维能力。2.通过小组讨论、案例分析，探究传感器在不同场景的应用，培养信息收集与合作探究能3.通过对比古今传感器，体会科技发展脉络，增强历史与科技结合的分析能力。情感态度价值观1.感受中国古代科技成就，激发民族自豪感。2.体会传感器对生活和科技进步的推动作用，培养对信息科技的兴趣。3.关注传感器国产化现状，增强科技自主创新的责任感。教学重点1.传感器的定义与工作原理。2.常见传感器的功能及应用实例。第13页共215页教学难点目标对象的各种数据。问题导向学习器的作用。第14页共215页师：本节课我们的学习内容包括：学习传感器的起源，认识传师：今天的学习内容我们也将围绕两个关键问题展开：什么是1.什么是传感器?传感器是如何工作的?2.作感器的发需趋势是什么?知识点古老的传感器。它们具有一定的感知能力。但古代传感器通常第15页共215页▶▶传感之吉今未来法图南针(式)自楼钟)师：除了我们上面提到的指南针，日晷等传感器外，同学们知实践操作法师：通过查阅资料，我们会发现古时候还有很多传感器，例如的输入，通过风对其产生的作用力，使其发生转动或摆动，人们依据其指向和摆动幅度等判断风向和风速，可以输出风向(如东南西北等方向)、风速等级(可简单划分为微风、大风第16页共215页1.测风器一榆入：自随风力。输出：风向《如东再西北饰方向)师：除了测风器，我国古代还有测雨器。宋代的“天池盆”,量，输出降雨量数值(一般通过容器内收集雨水的深度来衡-输入：真解降济到胸流器内的图水。一猫出：面量数慎《一般通过容蒸内收集所水的深度来面量)。比味代的“天池盆”,是世界上最早的新场器，所递，面震动，利用“悬垂摆原理”,当地震波传来，内部的摆锤会震方位。输出地震发生方位。第17页共215页3.地动仪(候风地动仪)3.地动仪(候风地动仪)师：除了上面介绍的传感器，还有很多早期传感器。比如圭表向、节气、时刻；日晷利用太阳投射影子，把太阳光照下晷针出时刻；沙漏靠控制沙粒掉落速度，输入是沙粒从一个容器到另一个容器的流动，依据沙粒流速、数量和时间对应关系，输出时间；水钟借助水的流动，以水从一个容器流到另一个容器为输入，依照水流速度、水量和时间对应关系，输出时间。它 沙温时间 利用水的流动来测量京从一个宿德流到另依据水流速痘和水量与时间的时间时间一个容画对齿关系知识点钟)师：认识了传感器的起源和一些古代的传感器，下面，我们来学习科技世界中的传感器。传感器是一种能将感应到的数据按照一定规律转换成可用信号的器件或装置，以满足数据的传第18页共215页元件将敏感元件获取的信息，依照特定规律转换成便于传输、处理的信号，如电信号等。uu幢出幢出和控制等要求，被测量的部分，用来感知环境数据、接收输入信号。转换元件的功能是将敏感元件的变化转换成适合传输和度量的信号，从而实传感器中的敏感元件和转换元件抽象为计算，来实现电信号师：了解了传感器后，我们来看看常见的传感器。如温湿度传感器、光敏传感器、红外传感器、气压传感器等，它们广泛应第19页共215页常见的传感器应用师：实现同一个功能，可以使用不同种类的传感器。就如测量实现同一个功能，可兹便用不同种携的惨感题.红外伟感品子设备中的一部分参与我们的生活。那同学们思考一下：洗衣第20页共215页设备中的传感器机、冰箱、空调等常见的家用电器中是否有传感器?如果有传感器，这些传感器有哪些功能和作用?“祝融号”火星探测车可能安装了哪些传感器?分别有什么作用?▶传藤之古今末来师：像洗衣机、冰箱、空调等常见的家用电器，其中都有传感器。我们以洗衣机为例，洗衣机中有水位传感器，温度传感器，重量传感器和压力传感器。水位传感器功能：检测洗衣机内水位高低。可以控制进水和排水，保证洗衣机内水位合适，避免水浪费或不足，满足不同衣物量的洗涤需求。温度传感器功能：测量洗衣水温度。会依据衣物材质和洗涤程序，把水温调节到合适范围，提高洗涤效果，防止衣物因水温过高受损。重量传感器功能：测量衣物重量。为洗衣机控制系统提供衣物重量信息，自动调整水位、洗涤时间和洗涤力度等参数，实现节能高效洗涤。在衣物少就减少用水量、缩短洗涤时间。压力传感器功能：监测洗衣机内部水压。确保洗涤和漂洗时水流正常，防止因衣物过多或管道堵塞等造成水压异常，保护洗衣机水路系统。▶传感之古今未来作用选衣框中不具他感器的功静和作照师：“祝融号”火星车成功在火星表面着陆，并执行了多项科学第21页共215页形观测的导航与地形相机、探测火星次表层结构的次表层探测雷达、监测火星磁场情况的火星表面磁场探测仪，以及获取火星气象数据的火星气象测量仪，这些传感器协同工作，助力“祝融号”开展火星探测任务，让我们对火星环境有更深入认 “励号”火星家到车知识点分钟)展又对传感器提出更高的要求，如体积更小、功能更强、价格更低、检测更准确、使用更灵活、产品更节能传感部作为出联网的基础、监期越来超广连。物联网的发第又时性感器健*师：传感器的种类多达几万种，但和芯片技术一样，国内有部器作为关键基础部件，实现国产化对我国科技自主可控至关重要，能摆脱对外技术依赖，从保障国家安全层面，避免关键技术受外部制约；从技术发展看，助力突破国外长期垄断的技术第22页共215页钟)师：手机之所以越来越智能，很重要的原因就是集成了越来越多的传感器。同学们思考：手机集成了哪些传感器?这些传感师：手机上的传感器有重力传感器：检测手机方向和运动状线强度，实现屏幕亮度自动调节，辅助拍照参数调整。距离传感器：检测手机与物体距离，防止通话时误触，能自动关闭和点亮屏幕。摄像头传感器：捕捉图像和视频信息，用于拍照、录像、视频通话等。指纹传感器：采集指纹用于身份识别，实现指纹解锁、指纹支付。霍尔传感器：检测磁场变化，配合保护套，实现开合时自动唤醒或关闭屏幕。加速度传感器：测量手机加速度变化，应用于计步、摇一摇等功能。气压传感器：第23页共215页钟)师：请同学们在课后选择一种在课堂上未详细介绍的古代传感器，查阅资料后撰写一篇300字左右的小短文，内容需包含该传感器的名称、工作原理、实现的感知功能、输入和输出信息，以及它在当时社会的应用场景和重要意义。钟)师：本节课，我们知道了传感器起源于古代，了解其工作原理，认识到发展趋势及国产化意义；知道古代有多种传感器，了解其现代应用，认识到发展受物联网推动；还知道传感器历史久，了解了其构成，认识到对科技和生活影响大且国产化重要。第24页共215页1.反思点：传感器工作原理对八年级学生仍显抽象，部分学生核心逻辑。跨学科知识在案例中渗透不足，导致学生对复杂应用的原理一知半解。虽设计实物演示，但学生全程仅“观察教师操作”,缺乏自主调试传感器、记录数据的机会，难以直观感受“输入变化→输出响应”的动态过程。小组讨论分析手机传感器因学生知识储备差异，出现“少数人主导、多数人倾培养较充分，但“传感器国产化”话题仅停留在“依赖进口”变化→电流信号”的微观过程，用颜色标注“输入→计算→输出”路径。在讲解“祝融号光谱仪”时，用图示对比“不同物质反射光谱差异”,简要关联物理“光的色散”知识，帮助学生理解“检测成分”的原理。课前准备Arduino套件，课堂中让学生分组操作：遮挡光敏电阻→观察LED亮度变化→记录“光照强度与电流关系”,填写简易实验单。在分析“手机传感器”时，发放“功能卡片”,要求小组用磁贴将卡片贴在“传感兴号高铁制动系统”案例，展示“传感器精度不足可能导致制分钟播放“传感器工程师研发访谈”片段，强调“小元件大作用”,激发学生对科技职业的兴趣。设计“传感器连连看”,帮小科技》科普短文，要求用思维导图梳理“传感器发展趋势”,并任选一种趋势设想应用场景。第3课《环境数据要感知》课程名称：第3课环境数据要感知年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析第26页共215页教学重点教学难点1.理解传感器工作原理，尤其是复杂传感器(如加速度传感器、位置传感器等)。三、教学过程设计钟)问题导向学习第27页共215页环境数据要感知问题情景如何检测周围环境的声音呢?声音传感器师：如图为用于环境数据感知的智能终端，正面有按键A、按键B、RGBLED、OLED、麦克风、光线传键A、按键B、USB接口等，含ESP32主控能测量磁场强度，可通过这些组件开展环境数据感知实一、使用智能终端开展实映一、使用智能终端开展实映第28页共215页测量振子道动知识点师：下面我们一起进入学习活动1,使用智能终端检测当前环境中的声音。利用智能终端检测声音，放置后观察环境数再观察发声及捂住麦克风时数据变化。实践学习学习活动1:使用智能终瞩检测当前环境中的声音在应用商店《市场)中搜索传感部，找到可以调感器的僵并显示出来。过搜索“分贝”、“声音”等关键词查找测第29页共215页件借助智能终端麦克风采集环境声音，经计算转化为声音分贝以在应周商店中搜素”分贝声壹扰测量噪声的软件。这益软件利用家究院就取治师：这里我们任选其一进行实验演示：第一步：启动如“PhysicsToolboxSensorSuite”这类具备检测声音功能的软件，随后把智能终端置于选定的测量位置，进而观察当前环境中的埠椭地门a1M师：第二步：在完成第一步放置智能终端并观察初始环境声音数据后，此时通过拍手、说话或唱歌等发声行为，来观察智能终端上声音数据的动态变化情况，直观感受声音信号的改变。第30页共215页第二步：观麻拍手、说话或唱歌时声自数撤的变化。第三步；找到智能终蠕中麦克风的位置，用手悟住，观察并记绿声盒数据。第三步；找到智能终蠕中麦克风的位置，用手悟住，观察并记绿声盒数据。式各样的传感器产品的学习活动2,使用专门的噪声测试仪检测当前环境中的声第31页共215页知识点二：使用分钟)录当前环境声音数据。合作学习学习活动2:使用智能济国检测当前环境中的声音最当前环填声自数据。师：我们来思考：噪声检测仪有什么功能?集成了几种传感生：该设备具备检测环境声音值的功能，集成了声音传感器，能测量声音强度数据。噪音检测仪有什么功能?集成了几种传感器?检测环境声音侦声音传感器知识点三：使用设备检测分钟)师：了解到物联实验设备的好处，现在我们来学习使用物联实验设备检测环境中的声音。步骤如下：2.把采集环境中声音数据的程序烧录到主控3.在主控板显示屏上查看并记录声音数据。如果有噪声测试仪据。4.用手完全遮住声音传感器，观察数据据。合作学习第32页共215页5.正常说话，查看并记录数据。6.靠近声音传感器，拍一次手，查看并记录数据。7.对比记录的数据，找出最大值和最小值。学习话动3:使用物联实验设备检测环境中的声音学习话动3:使用物联实验设备检测环境中的声音师：本实验活动需要用到的物联实验设备是一块主控板。实验步骤：(1)第一步：编写程序(图形化)打开mPython软件，单击mPython的“教程”→教程案例→义务教育指南八年级代码→图形化程序→第一单元→第3课环境数据要感知→学习活动3.mxml。主循环中，首先初始化板载声音传感器，获取其声音值并存储在变量“sound_value”中，随后将“声音响度：”与变量“sound_value”的值一起转为文本，在显示屏显示，实现持续实时展示声音响度数第33页共215页环境数据要感知第一步：编写程序(图形化》环境数据要感知环境数据要感知(2)第二步：单击mPython的刷入，将程序下载到主控板▶环境数据要感知(3)第3步：功能测试。检测是否实现声音响度检测并在设▶环境数据要感知第34页共215页化，回归师：现在同学们运用物联实验设备来获取当前环境的光照强度，进一步拓展对物联设备功能的实践与探问题导向学习实践操作使用物联实验设备获取当前环境的光影强度。师：本实验活动需要用到的物联实验设备有主控板，其板载了光线传感器。主控板*1(1)第一步：编写程序(图形化)打开mPython软件，单击mPython的“教程”→教程案例→义第35页共215页第一步：描写程序(图形化)组光地外感画植测到的光地激油第一步：编写程序(代码版)lightvalue重量，再齐变量值显示在算第36页共215页(3)第3步：功能测试。检测是否实现当前环境的光照强度第三步；功能演示(测试当族环境的光照强度)自然光照师：本节课的作业为：查阅资料，了解各类传感器功能及其应用。第37页共215页钟)本节课，我们学习了认识了一些常见的传感器及其应用，学习本节课，我们学习了认识了一些常见的传感器及其应用，学习1.反思点：部分学生对复杂传感器原理理解困难，实践操作时速度不一。2.改进措施：后续教学应在讲解原理时多举实例，帮助理解；实践环节增加小组互助，让操作快的学生帮助较慢的同学，同时加强巡视指导，确保每位学生都能有效掌握第38页共215页第4课《物物相连有价值》课程名称：第4课物物相连有价值课时：45分钟1.能够准确说出典型互联网服务(文件传送、电子邮件、万维网)及其对应协议，熟3.学会使用客户端软件和浏览器收发电子邮件，体验基于万维网的互联网应用，设计1.通过自主查找资料、实践操作和小组合作，提升自主学习、动手实践以及团队协作能2.对比不同互联网服务方式和物联网应用场景，培养分第39页共215页2.增强网络安全意识和数据保护意识。教学重点1.典型互联网服务及协议，万维网的特点和基本要素。2.物联网数据的作用、远程控制和传感器协同的原理与应用。教学难点1.理解互联网服务协议的工作机制，万维网超文本技术、超文本语言和统一资源定位符的关系。2.设计创新的物联网应用方案，认识物联网安全问题及防范措施。三、教学过程设计问题导向学习第40页共215页的作用馈。分析处理后的数据还可以通过可视化呈一、丰富实时数据的作用新课教学知识点际生活中，数据是如何具体应用的呢?接下来，通过学习活动一“查看天气实况图”,我们以中央气象台网站为例，探究本地天气实况图基于什么数据生成，以及这些数据的获取方式，进一步感受物联网数据的奥秘。实践学习第41页共215页学习活动1:查看天气实况图师：同学们，我们来看中央气象台网站(http://器，采集各地气温数据，经处理生成全国气温图表，直观呈现温度分布。体现物联网作为大数据基石的作用——传感器采集海量实时数据，为大数据分析提供基础，没要将大量的温度传感器分布在全国各地获取温度数据。知识点物联窗户分钟)师：那么我们该如何将物联网优势应用到实际生活中呢?接下来的学习活动二“设计物联窗户方案”就能让大家一展身请同学们利用远程控制原理，尝试设计能远程窗户方案。合作学习实践操作第42页共215页学习活动2:设计物联窗户方案东晚万德加额，平数眼，进通过网编实理综控制师：方案一是依据当地天气预报，提前预知可能下雨的时间点，然后设定在下雨前自动关窗。当天气预报提示下午三点半程控制优势，结合天气数据实现对窗户的智雨天屋内进水。 白动关庭师：方案二是在窗户外面安装传感器，当传感器检测到下雨时，会立刻触发指令，让窗户自动关闭；而在晴天没检测到降雨时，窗户则保持开启状态。这种方案通过传感器实时感知降雨情况，借助物联网远程控制技术实现窗户的自动开关，能更及时地应对降雨，保障室内环境。第43页共215页▶轴物相连有价值a方案二：在窗户外图安装传感器，检测别下雨就自动关窗。自动关自动关窗师：方案三是借助手机实现远程控制。只要在手机上发送关窗指令，窗户就能接收到指令并自动关闭。这种方式赋予用户更大的自主性，无论身处何地，只要有网络，就能随时操控窗物物相连有价值方案三；在手机上发送关窗指令，即可自动关窗，邮邮发送指令关闭窗户师：那么如何使用智能硬件来远程操控关窗户?▶物物相连有价值如何使用智能硬件来远程操控关窗户?▶物物相连有价值如何使用智能硬件来远程操控关窗户?第44页共215页师：首先我们需要在手机微信中搜索“掌控IOT”小程序，完成注册并登录，完成后点击“添加项目”,输入项目名称如“物联窗户”点击“添加”即可完成项目的添加；接着在设备(1)第一步：将舵机的连接线中橙黄色的信号线对着分支口，完成舵机与分支模块的连接，完成后使用4pin连接线将分支模块连接在主控板的P13、P14接口，土壤湿度传感器使用4pin连接线直接连接在主控板的PO、P1接第45页共215页附读s口附(2)第二步：打开mPython软件，单击mPython的“教程”→教程案例→义物相连有价值→学习活动2.mxml,点击“加载”。中点击“查看”按钮获取的。当从主题接收到“开窗”或“关窗”指令时，分别控制舵机转动至90°或0°以模拟窗户开关第46页共215页第二步：编写程序(代码版)③远程关扉。在平机上发送关窗指今n学定时关湿。设速在某个时间点关窗；检测到下雨就美窥。(4)第4步：功能测试。手机微信小程序中，在该项目对应的主题下，输入关窗指令并发送，查看主控板端的舵机是否执整个智能关窗系统是否能按预期响应指令，实现关窗功能。师：把多个传感器采集的数据进行融合并协同控制，能产生“1第47页共215页助网络实现。比如，通过本地不同种类传感器(光照、人体感师：传感器采集的数据经网络汇聚成大数据，经分析、挖掘后质变化情况，从而找出水质变化的位置。2.网络传感器的协同多个知晓前方道路状况，体现交通领域中数据传递与协同，帮助车第48页共215页出规异常告如后方车主道路情况师：同学们，物联网虽带来生活便利，但安全隐患不容忽视。传感器采集的大量数据，若被恶意利用，会至危及国家信息安全。▶▶物物相连有价值数据被利用均可能引发严重后果，甚至危害围家知识点点存在的分钟)师：气象部门为保障气象数据准确性，会在单个城市设置数千要部署大量监测点；二是这些监测点对气象预测有何重要意义。师：大量部署气象监测点可更全面了解天气状况，提升预报准大，还能规避单一监测点数据异常或错误问题。合作学习第49页共215页学习活动3:监测点存在的作用根掘相关报道，为储保气象数据的准确性，气象为何需要部署这么多的监测点?这些监测点监测点越多，对天气的了解就越全面，预报饱准天气非常重要，还可以避免单一监澜点存在的数燃异化，回归钟)接入网络所能产生的价值。问题导向学习实践操作 第50页共215页打开mPython软件，单击mPython的“教程”→教程案例→义物相连有价值→拓展与提升.mxml,点击“加载”。“light_value”,再初始化板载声音传感器，获取声音值存于变量“sound_value”。接着判断，若“light_value”小于180且“sound_value”大于100,则将所有RGB灯颜色设为R255、G255、B0,并等待30秒；否则，关闭所有RGB灯。第一步：编写程序《图形化)声当0光原这播一童德才开灯，委断(2)第二步：单击mPython的刷入，将程序下载到主控板第51页共215页(3)第3步：功能测试。当环境中出现声音且光照不足时，设备能控制灯自动亮起，体现声音和光照传感器协同工作实现智能照明控制的功能。师：声控灯的声音传感器可与光敏传感器协同，当有声音且光照不足时自动亮灯；红外线灯的红外传感器可与光敏感传感器配合，在有人靠近且光照不足时自动亮灯，体现不同传感器组合实现智能照明控制。自动亮灯师：此外，将楼梯灯接入网络，能实现智能化管理，提升能源第52页共215页钟)师：本节课的课后作业为登录中央气象台网站，查看本地天气实况图，分析其基于的物联网数据类型，并思考这些数据是如何获取的，整理成200字左右的小报告。钟)第53页共215页1.反思点：本次教学通过多种方式促进学生对互联网和物联网的学习，但仍存在不足。部分学生在理解互联网服务协议工作讨论中，个别学生参与度不高，后续应优化分组，明确分工。2.改进措施：实践操作环节时间把控可更精准，让学生有更充分时间探索。未来教学将注重这些问题改进，提升教学效果，第2单元万物互联有协议第5课《物联功能趣体验》课程名称：第5课物联功能趣体验课时：45分钟第54页共215页一、教学目标分析1.能够说出物联网的核心要素(物品、传感器、网络、数据处理)。3.能够列举至少3类生活中的物联产品及其功能(如智能插座、环境监测设备)。2.通过模拟远程控制物联插座，分析“指令发送-状态反馈”流程。3.通过设计花卉监测系统，培养跨学科问题解决能力(融合生物、信息技术知识)。二、教学内容及重点教学重点教学难点1.网关在物联系统中的协议转换作用(抽象概念)。三、教学过程设计问题导向第55页共215页钟)来越多。当你结束了一天的学习，疲惫地回到家。刚走到门口，门就自动识别并为你打开；走进屋内，灯光恰到好处地亮起，温度也是你最舒适的状态；你还没开口，智能音箱就已经播放起你喜欢的音乐。这些神奇又便捷的场景，都离不开各种具有物联功能的产品。就像摄像头、插座、传感器等很多设的?背后又藏着哪些奥秘呢?今天，就让我们一起踏上这场“物联功能趣体验”之旅。学习师：本节课我们要体验物联产品，感受物联网给人们生产和生活带来的便利还要初步了解物联系统中的反馈和控制。学习目标网后带来了哪些便利?物联系统如何实现反馈与控制?第56页共215页1.物品联网后带来了哪些便利?师：本节课的学习内容包括：远程查看物联数据，远程控制物联插座和远程监测物联花卉。▶▶物联功能趣体验知识点分钟)师：我们先来学习的第一个学习内容：远程查看物联数据。物联网通过传感器感知环境数据，这些传感器或许就在你的身边，它们将检测到的数据实时传送到互联网上。访问公共的数据监测网站可以查看传感器采集的数据。例如，在中国环境监焕监地总英的网上，可以量看全游备地的空气量第57页共215页分钟)师：现在我们也来上网查找公开的物联数据。思考可以获得哪些数据?采集这些数据需要用到哪些传感器?AQI、PM2.5、SO2、CO等，采集空气质量数据需要使气象传感器；获取全国的各河流水域的水质情况，包括水温、获取北京市各个区的交通情况，如交通指数、拥堵等级、平均速度，采集这些数据需要使用摄像头、GPS实践操作法全国域教堂气医全国的空气草，蜘话i.2.过Mta/me.sn水质感(H.全篮地表*水质全国的路网流水域的水照情况，世增：//n北事文通北加市书个区的文通油8,包文通师：上面的这些物联网数据通过传感器实时采集获取，数据经网关或网络传输至云平台处理，最终在网站或APP可视化呈第58页共215页师：物联插座是一种能联网的智能插座，大家知道物联插座为知识点分钟)*师：物联插座本质是将插座接入物联网，通过控制插座开关来控制电器。物联插座可以让传统的热水器、电暖气、台灯等普第59页共215页师：物联插座的感知方式有：内置电流或电压传感器实时监测电器工作状态，这种物联插座联网方式一般为Wi-Fi,其应用场景为家庭或工业用电监控、节能优化、电插座还可以通过继电器模块检测物理开关状联网方式一般为ZigBee,其应用场景为电器安全预警(如短气质量传感器，进行环境参数感知，这种物联插座联网方式一般为PLC-IoT(电力线载波),其应用场景为智能家居联动第60页共215页乾、电责分填统计。电出安世世(薄、提感气华允题),节城话节。师：接下来让我们一起将物联插座应用起来，去控制电器吧!来，去控制电器吧!师：下面我们利用物联插座控制台灯的开关，在智能终端(手机)上远程发送控制指令，台灯根据接收指令执行开灯或关灯实践操作第61页共215页的动作；此外，还可以通过按键手动控制台灯的开法美幻的功他；资娇，被可收通过骑手购吹制抽绍的师：完成本活动任务，我们需要用到一块主控板，一个继电器，一个USB灯还有一根4pin连接线以及物联网服务平台。师：我们把USB灯插入继电器，继电器通过4pin连接线和主第62页共215页师：现在开始编写程序，首先配置Wi-Fi连接参数包括名称和密码，再设置设备连接MQTT服务器参数包括物联网地址：三个参数。下面初始化按键A状态及、P0引脚上的继电器状态。当接收到对应主题的消息时，判断若消息为“true”则state设为1,为“false”则设为0。主循环中持续检测btn_a状态，若按下且state为0则设为1,否则设为0,最后根据state值控制引脚p0输出电平，实现对灯的智能控制。单击mPython的刷入，将程序下载到主控板中。▶▶物联功能距体验主控板刷入程序：师：下面进行功能测试。在掌控IOT微信小程序中，打开开还可以通过按下按键A,开灯，再次按下按键A,关灯。师：通过物联插座控制台灯的开关，我们能感受到物联网给人第63页共215页物联网的运程控制在生活中的应用越来越广泛。宜的生长环境，需要关注花卉生长环境的温度、湿度，等情况，这程监测花卉就可以随时关注花知识点分钟)师：智能养花系统通过传感器实时监测温度、湿度、光照等环第64页共215页网，另一种是通过网关设备连接到互联网。师：不是所有的传感器都直接连接到互联网可能有三种原因：Zigbee等短距离协议延长续航；第二成本控制短距离通信模块更昂贵(差价可达5-10倍);第三协议差入互联网。第65页共215页:中模该此地典伤难法励费(健验可速S-108师：正是因为上述原因，所以才需要网关，它就像一个翻译“理解”对方的意思。师：同学们，了解了以上原理，接下来让我们一起做一个简易的花卉环境监测系统吧!了解了以上原理，接下来让我们一起做一个简易的花卉环境监测系统吧!师：在制作花卉环境监测系统过程中，我们思考下面几个问器?这些产品是如何与网络连接的?又是如何向用户呈现数据实践操作法第66页共215页分钟)的?学习活动3:思考原理硬件连接主控板师：参考前面活动内容在掌控IOT微信小程序中添加项目、设备及主题。完成后在mPython软件打开本课学习活动3程序，硬件连接主控板第67页共215页程序打开后同样重新配置Wi-Fi及MQTT中，持续读取DHT11传感器检测到的温度、湿度数据及板载光高”提醒；若湿度<65%,发送“湿度过低”;若光线值<1000,发送“光线过弱”。同时，将温湿度、光线值以字典形式打包发布到对应主题“5b47fXjgT7”。每次循环间隔1秒，确保数据采集与传输的稳定性。单击mPython的刷入，将程序下载到主控板主控板刷入程序；师：最后进行功能测试，传感器实时监测环境中的温度、湿度等数据，观察这些数据以及提示信息是否反馈到物联物联功能趣体验钟)师：经过上面的学习，我们体验了物联产品的功能，拓展任务第68页共215页拓展与提升拓展与提升师：实验报告除了一些个人信息外，可以由4个部分组成。实花卉监测仪、手机APP、智能插座。实验过程中，传感器先采集数据，随后APP显示实时数值，当数据达到阈值触发警并能自动控制浇水。这一流程中，传感器、网络、控制构成完整物联系统。信息科技实验报告信息科技实验报告实验按告通过联网实现功能(如远程控制、数据查看第69页共215页集环境数据的方法，还认识到了网关在物联系统中的重要作用。017解了物联网的远程控制原理。1.反思点：网关的“协议转换”功能对八年级学生较难理解，仅系统中的关键作用。“反馈与控制”的逻辑链条讲解不够具象，学生对“阈值设定-指令发送-执行反馈”的动态流程理解停留在文字层面。若缺乏真实物联插座或花卉监测设备，仅通过知。小组讨论中，部分学生因对物联产品接触较少，在分析“家庭物联设备”时思路受限，依赖教师引导，自主探究深度不足。在“远程监测物联花卉”环节，未充分结合生物学科知识，设计的监测方案缺乏科学性，仅停留在“功能堆砌”层面。数据应用价值的探讨不够深入，学生对“物联数据→实际应用”的转化逻辑理解不透彻。第70页共215页2.改进措施：用“不同语言文件传输”。播放简化版动画，标注“协议转换”的关键步骤，配套图示板书强化记忆。用流程图+实物连线演示，让学生亲手操作"设定温度阈值→触发风扇启室”在线平台，让学生注册账号后：读取虚拟传感器数据→编写简单规则→观察“虚拟设备”响应。针对物联产品认知较少的学生，提供“家庭物联设备功能卡”,通过“功能配对”降低要素”,再展示不同花卉的温湿度阈值表，要求学生根据数据设计个性化监测方案。引入“疫情期间物联数据追踪密接”“智能农业数据指导灌溉”等实例，组织学生讨论“物联数据如何改变生活”,强化“技术服务于需求”的意识。课程名称：第6课数据传输方式多年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析3.列举至少3种物联网常用通信协议(如MQTT、蓝牙、NB-IoT),并说明其典型二、教学内容及重点教学重点1.数据传输方式的分类(有线/无线、近距离/远距离)。2.典型协议的功能与应用场景(如HTTP、MQT第72页共215页教学难点1.协议与传输方式的对应关系。2.低功耗远距离传输技术的必要性理解。3.电子围栏等复杂场景的技术实现逻辑。三、教学过程设计问题导向学习第73页共215页的数据是如何传输的?物联网中的设备是如何连接网络的?物联网中常用的通信协议有哪些?它们都有什么特点?▶数据传输方式多都有什么特点?师：带着上面的问题，我们来看一个物联网技术应用的▶数据传输方式多都有什么特点?智能性上持续提升。这里我们将以共享单车为切入点，深入探析物联系统中的数据流转，进而为分析多样的数据传输方式奠定基础。▶数据传输方式多*88▶数据传输方式多*88共享暴车是一种基干物驰网授术的交通工熟。从服生菜今，它峰历7一系判植朮革新，变得越来欧便搪和智照，共享单车第74页共215页知识点师：为了弄清楚数据在共享单车物联系统中的流转过程，我们先来实践一下学习活动一的内容。首先我们打开共享单车的应单车旁边，用应用软件或小程序扫描单车上的二维码打开车锁，想想服务器是如何知道打开哪辆单车车锁的。实践学习学习适动1:预究共享单车系统的数据流转师：打开共享单车应用软件或小程序查看附近可用单车分布情务器再将数据处理后反馈到软件地图上。第75页共215页师：具体分析该过程就是：共享单车数据传输过程中，车辆借据发送至服务器。MQ发送里服务题。师：第二步：手机需借助移动通信网络接入互联网，随后运用手机通过移动通信网培连胰互联网，通过HTT传用车人的位置数据。辆数据反馈给手机上的共享单车应用软件。如此一来，我们在第76页共215页软件上就能看到附近单车的分布情况。服务器通过HTT将指定位重附近的车辆数据反馈师：同学们，有时我们会看到手机共享单车应用软件提示正在置数据。手机和单车都会按照一定时间间隔22平机应用软件有时播示正在加数材近车辆，这师：接下来是任务二。大家需要走到共享单车旁，用应用软件任务二：走到共享单车旁边，用应用软件成小程序扫描单车上的二维码师：当我们用手机应用软件扫描共享单车的二维码后，软件会第77页共215页锁请求数据。师：服务器在接收到手机发送的开锁请求数据后，会采用不同协议来传递开锁数据。一方面，利用MQTT协议向共享单车发送开锁数据，让单车执行开锁动作；另一方面，通过HTTP协议向手机发送开锁数据，告知手机操作结果。牙连接，辑助开躺。牙连接，辑助开躺。师：物联网中数据传输的方式按介质分可以分为：有线、无线两类。无线传输无需物理介质，靠设备收发装置，有Wi-Fi、蓝牙等方式，移动灵活；有线传输需电缆、网线等介质连网络设备，像以太网、USB,特点是稳定、可靠、不易受干扰。第78页共215页物联网中的数据传输方式：按传输介质：有域传置便4i,监牙、Zigu(蜡舞诊读》,Li(元菱高无填电)师：按传输距离划分数据传输方式可分为近距离通信和远距离通信。物联网对数据传输距离的要求比互联网更丰富。传输距离近的协议是近距离通信协议，远的则是远距离通信协议。像RFID、NFC、蓝牙、ZigBee属于近距离通信协议；3G/4G/5G、NB-IoT是远距离愿义选真通第办饮传特鸡较遮的通儒协区3G4G5GNT等知识点分钟)合作学习第79页共215页师：在智能家居场景里，要把智能灯泡、温度传感器、智能门锁、摄像头等各种设备连接起来，达成设备间互联互通和远程控制。就像之前我们学的共享单车开锁数据传输，这里也涉及不同通信协议的运用。智能门锁师：物联网里，有这些可选通信协议用于数据传输：Wi-Fi基于IEEE802.11标准，是无线局域网线通信；Zigbee低功耗、低成本；Z-Wave专为智能家居设计，它们让设备间能无线传数据，适配不同物联网场景需师：我们来看这张关于几种通信协议特性的表格。它从距离范围、最高速率、安全性、功耗这几个方面，对比了Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-Wave。比如，W米，适用于家庭，速率几十Mbps到几百Mbps,借助WPA2、WPA3等加密，安全有保障，但功耗较高。蓝牙离约10米，速率几Mbps以下，靠配对认证保障安全，功耗低，适合近距设备连接。Zigbee传输在1第80页共215页250Kbps左右，用AES-128加密，安全性强且功耗极低，靠多节点路由扩展。Z-Wave传输距离率几十Kbps到几百Kbps,采用多种加密技术，功耗也低，在家庭多节点组网中表现良好。了解这些，是是Khe之了多的家技末Khe之了多的家技末化，回归钟)师：同学们，这里有两个问题值得大家思考。第一个问题，随信，为什么还要发展低功耗远程数据传输技术呢?第二个问题，为了规范共享单车停放，有些地区设置了固定的还车区同低功耗设计考量：共享单车数量大、分布广，通过低功耗设机数据传输速率高、本身功耗高，但因有较大电池容量，在低功耗设计上依托大容量电池来平衡能耗，二者从自身特点出发，以不同方式助力节能减碳。问题导向学习实践操作第81页共215页鼻有验高的数据轴滤率，功邦候真车位置；二是RFID技术，借助RFID读卡器和车载电子标签共享单车的电子围栏的实理方式师：本节课的课后作业为请同学们列举出除了PPT中提到的智能家居场景外，还有哪些生活场景会用到物联网数据传输技择这些协议的原因，以500字左右的短文形式完成。第82页共215页式多样，不同传输方式各有特点和适用场景。素合理选择通信协议。1.反思点：教学中发现学生对抽象协议概念理解存在困难，类比“设备间的语言”虽有帮助，但部分学生仍缺乏直观感受；小组讨论时，部分学生参与度不足，对复杂场景(如电子围栏)的技术逻辑理解不够深入。用场景，强化记忆；针对复杂场景，拆解为“定位-通信-判断”三步骤，结合动画分步讲解，降低理解难度；设置小组任务分工表，确保每位学生承担具体角色(如记录员、发言人),提升参与度。第83页共215页第7课《电子标签我揭秘》课程名称：第7课电子标签我揭秘课时：45分钟知识与技能1.能够描述RFID和NFC技术的基本原理。2.能够解释RFID系统的工作流程。3.能区分RFID、NFC两种近距离通信协议及其不同之处。4.能够理解读取电子标签的编号的程序。过程与方法1.通过实践操作，掌握电子标签的读取过程。2.通过小组讨论，提高分析和解决问题的能力。情感态度价值观1.认识到电子标签在信息获取和传递中的重要性，培养对物联网技术的敏感度。第84页共215页2.探索电子标签的创新应用，培养创新意识和实践能力。教学重点RFID系统的工作流程和基本原理。教学难点理解RFID系统中电子标签与读卡器的通信过程，编程实现电子标签编号的读取。三、教学过程设计问题导向学习第85页共215页揭秘射频识别技术知识点品标识和自动识别技术，本质上是一种无线通信技术，无须与被识别物品直接接触。RFID系统由电子标签和读卡器组成。一、揭秘射频识别技术一、揭秘射频识别技术了解什么是解障识期按术电子标签们如何利用RFID实现物物通信?通过今天的学习，我们将找1.RFID系统的工作流程是怎样的?1.RFID系统的工作流程是怎样的?2.如何利用RFID实现物与物之间的通信?RFID的工作过程：首先给物品打上电子标签数据。读卡器发送一定频率的射频信号，当物品进入读卡器的工作区时，即电子标签进入读卡器的识别范围后，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量，物品上的电子第86页共215页据，并把这些数据传送到计算机中的管理系理系统作出相应处理。身份证放在指定位置才能成功进站吗?生：回答。师(RFID的优势):作为一种近距离通信方式，RFID有很多优势，每秒可进行上千次的读取，高效准确据可反复修改；电子标签无须瞄准读取，只成的电磁场内就可以被准确读取，适合与各种自动化处理设备尘污染、野外等恶劣环境下使用。①电子标签上的密可反复修改；师：根据RFID的工作过程和优势，同学们，你认为RFID技术能够应用到哪些场景中?第87页共215页你认为RFID你认为RFID技术能够应用到哪些场景中?师：RFID应用领域非常广泛。在物流领域，电子标签被用于跟踪货物和货柜的位置，有助于自动化库存管理，优化货物的流通和分配；在医疗领域，RFID可以用于追踪患者、医疗设备和药品，如患者的手环中嵌入的RFID芯片可以存储其身份数据，医护人员可以通过读卡器快速了解患者信息；在农业领域，电子标签可以附着在动物身上，用于存储动物疫苗等数RFiD的应用领域物流领域医疗领域农业领域师：RFID在生活中还有哪些应用?(小组讨论)RFID在生活中还有哪些应用?高速公路的ETCFID门禁识别系统例如高速公路的ETC,ETC系统主要包括电子标签(安装在车辆上)、读写器(安装在收费站旁边)、应用系统三个主要部分。车辆进入ETC收费车道时，环路感应器感知车辆，读写器发出询问信号。RFID电子标签接收到信号后，激活并响应，进行双向通信和数据交换。中心管理系统获取车辆识别信息后进行比较判断，并根据不同情况控制管理系统产生不同的操作。如果车辆信息合法，系统自动从预先绑定的IC卡或银第88页共215页行账户扣除相应资金，并开启道闸放行。RFID门禁识别系统器会读取此人身上携带的电子标签，并将标签信息与系统中存储的预设批准名单进行比对。如果比对成功，则控制器会解锁安全门，让此人通过；否则，安全门将保持关闭状态，拒绝此分钟)签都有唯一编号，通过RFID读卡器模块可以读取电子标签的编号，下面我们一起动手操作，通过小组合作，完成学习活动1读取电子标签，并在主控板的显示屏显示，体验电子标签的学习活动1:读取电子标签块、电子标签、4pin连接线等。(建议学生2-4人为一组，共用一套设备)合作学习实践操作(1)第一步：将RFID读卡器用4PIN连接线连接在主控板的P第89页共215页(2)第二步：打开mPython软件，在人教版扩展库(educore)中拖出代码务教育指南八年级代码→图形化程序→第二单元→第7课电子标签我揭秘→第二单元→学习活动1.mxml,直接打开本活动卡器一直重复识别电子标签，读取电子标签编号(阻塞模式即等待读取卡片信息完成),屏幕显示读取到的RFID卡编号。第二步：编写程序(3)第三步：单击mPython的刷入，将程序下载到主控板第三步：主控板刷入程序(4)第4步：功能测试。把电子标签放到RFID读卡器模块上以依次把不同的电子标签放在RFID读卡器上，可第90页共215页第四步：功能测试《把电子标签放在F10读卡器模块上)第四步：功能测试《把电子标签放在F10读卡器模块上)解1D卡非近读卡器、丽幕阻示附卡编号。师：通过本实验活动，同学们能否总结出实验结论?(小组讨师：通过本实验活动，我们可以发现每个电子标签都有唯一的①我们小组的电子标签编号；实验结论：每个电子标签都有唯一的编号。知识点师：除了RFID技术，常见的近距离通信技术还有NFC,也就是近场通信技术。NFC是一种近距离的高频无二、了解近场通信的奥秘以作为读卡器，读取NFC卡片的一些信息。手机之间可以利用NFC技术进行无线互联，实现虚拟名片或数字相片等换，。常用于移动支付、数据传输、门禁控制第91页共215页NFC与RFID都是近距离通信技术。与RFID相比，除了议，NFC还规定了数据交换格式。如果说RFID是一个学生戴着胸卡方便别人了解他，老师看一眼他的胸卡就知道这个学生的姓名和班级；NFC就是学生和老师两个人都戴着胸卡，他们可以在看到对方胸卡后就知道对方是谁。此外，NFC还可以更改胸卡上的内容，改变对方接收的数据。总的来说，RFID是一种较为简单的无线识别技术，适合物品跟踪和备间直接交互的场景。二、了解近场通信的奥秘ei的区矫化，回归么样的问题呢?结合本节课学习到的知识，请同学们编写一个利用电子标签识别学生个人信息的程序。可以结合“字典”知识将电子标签编号与学生姓名一一对应。问题导向学习实践操作第92页共215页师：与学习活动1的实验设备一样，修改主控板程序。先定义电子标签编号与学生姓名的对应关系，当读取到电子标签编号时，通过字典查询对应的学生姓名并显示。(可引导学生直接在mPython中打开本活动的程序。)1.定文电平综等墙号与学生名的对的墙号，并用字西来存储子标签2.识刚收图归里，他旅主控板(学习叶，诵过字共查运对应的学生姓名井生：动手操作。(小组讨论并实践)同学们同学们，动手操作吧!修改主控板程序，当读取到电子标签编号时，通过字典查询对应课后作业第93页共215页钟)本节课，我们学习了RFID技术，了解了其工作流程及常见的场景应用；了解了NFC技术以及其与RFID的区别；通过读取RFID卡的实践活动，通过“读取电子标签编验了RFID技术的实现过程。(通过快速问答的形式检查学生对本节课内容的掌握情况。例如：“谁能说的应用场景?”对于表现优秀的同学给予表扬。)01学习了RFID技术及其工作流程及常见02学习了NFC技术以及其与RFID的区1.反思点：本次课程是否达到了预期的教学目标?学生是否能够清晰地理解RFID技术的工作过程?是的方法，小组讨论环节是否有效促进了学生之间的交流与合2.改进措施：针对上述反思点提出具体的改进建议。例如如果发现部分学生对某些知识点理解不够深入可以考虑增加更多的实例讲解或者提供更多的实践机会让他们在实践中巩固知识。课程名称：第8课巧用蓝牙做工具年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析2.能够列举至少3类蓝牙的常见应用场景(如音频传输、文件传输、设备控制)。第95页共215页1.通过对比传统蓝牙与低功耗蓝牙，理解技术迭代的逻辑(如功耗、传输距离的优化)。2.通过“蓝牙翻页笔”制作，体验“传感器采集数据→蓝牙传输指令→设备执行动作”3.通过小组协作排除蓝牙连接故障，提升问题解决能力二、教学内容及重点教学重点2.近距离通信“低功耗、低延时”的特点。3.蓝牙在物联设备中的双向通信应用(如翻页笔控制电脑)。教学难点1.蓝牙协议底层逻辑的抽象理解(如无线电信号配对、HID协议应用)。2.“蓝牙翻页笔”程序中加速度传感器三、教学过程设计钟)问题导向学习第96页共215页今天，我们通过学习“巧用蓝牙做工具”这一课来了解蓝牙的问题情景手机里面播放的音乐如何通过耳机传递出来的?见应用，了解近距离通信的主要特点，能够利用蓝牙开展实017解蓝牙协议的基本原理及常见应用。能够利用蓝牙开属实践。进一步理解物与物之间了解蓝牙协议了解蓝牙协议第97页共215页知识点(7分无线通信技术，广泛应用于设备间的数据传输。根据功耗的不同，主要分为传统蓝牙和低功耗蓝牙，传统蓝牙功耗高“常亮灯泡”持续传输，传输速度快，适合音频、文件传输，传蓝牙是一种乏真无歧通保技术，广泛直用子设备同的鼓寤传填，根锋速度慎(适合音鲜，文件传响，u楼(适杂心龄世包，Mes懂(时需能格)慎(梁影级连播)师：蓝牙的工作原理是一些设备搭载蓝牙芯片，在工作范围内第98页共215页▶巧用蓝牙做工具师：常见的有蓝牙耳机，通过蓝牙与手机相连后可以让我们随时随地听歌，而不打扰别人；蓝牙音响通过蓝牙与手机相连，(8分师：了解了蓝牙协议，下面我们来尝试通过蓝牙配对连接计算机和智能终端(手机),完成照片或视频的文件传实践操作法第99页共215页第一步：准备一台具备蓝牙功能的计算机和一台具备蓝牙功能第二步：在计算机中搜索附近的蓝牙设备，并与智能济描师：然后在计算机中的蓝牙管理界面启用接收文件功能。第100页共215页▶▶巧用蓝牙做工具第三步；在计算机中的蓝牙管理界图启用按师：最后利用蓝牙功能将智能终端中的一幅照片或一段视频发送至计算机，计算机上会显示接收到的文件。巧用蓝牙效工具巧用蓝牙效工具决办法、该学习的要点和收获进行总结。蓝牙翻页师：同学们，下面我们来做一个进阶活动：设计一个蓝牙翻页笔，并能够实现通过“摇一摇”控制计算机中演示文稿翻页的功能。实践操作法第101页共215页师：本实验需要用到的硬件设备是一块自带蓝牙功能的主控板。自增蓝牙功能编写程序(图形化》;第一十空墙指◆第102页共215页i.in师：最后进行功能演示。首先确保主控板与电脑连接蓝牙功能演示：土检模与电助洋描篮牙，如原设备成励连报加速度传感西盈施到应备乐见，向计算机发送一个师：如果无法实现自动翻页功能，可以从检查程序出发，一步第103页共215页外巧用蓝牙做工具知识点二：认识信的特点师：我们今天学习的蓝牙是一种近距离通信协议，此外RFID、NFC都是常见的近距离通信协议，虽式不同，但有着许多共同点。近距离通信协议通常用于一定距离范围内物与物之间的连接，如快递扫码枪，门禁卡和蓝牙音▶巧用蓝牙做工具二、认识近距离通信的特点快进码性门卡师：近距离通信有以下几个特点：一、低功耗，受供电限制，些近距离通信的场景中尤为重要，是许多物联设备正常工作的基本保障，如蓝牙鼠标，运动手环，脉搏仪；三、数据格式简单，设备之间的近距离通信不需要经过多个节点转发数据，所以传输的数据格式更简单。第104页共215页▶巧用蓝牙做工具低国时共时性是许多物留证正地工的最本保植范单设业之网的源造信不需资通过多个韦点韧发曲大数据),换取续航、实时性和成本优化，完美适配物联网小数据高频交互的需求。钟)师：学习了以上知识，下面我们来进行拓展与提升活动。我们第105页共215页师：现在的家用遥控器主要使用蓝牙实现控制。传统红外遥控蓝牙智能遥控是双向通信，数据传输量大，无方向限制、控制距离远，能记忆多台设备，有语音搜索等高级功能，抗干扰性现在的家用国控题主要使用蓝牙温控：响钟)第106页共215页钟)了低功耗蓝牙(BLE)与传统蓝牙的区别，还归纳了近距离通02理解了低功耗蓝牙(BLE)与传统蓝牙的区别。03归纳了近距离通信的三大特点(低功料/低延时/简八年级学生而言较为晦涩。在“蓝牙翻页笔”实践中，部分学生难以理解加速度传感器数据如何转化为蓝牙指令，导致程序调试时无法准确排查“摇晃无响应”的问题。硬件设备不足易引发“操作垄断”现象，小组合作中仅少数学生能接触主控板与蓝牙模块，其他成员参与度低。老旧设备的兼容性问题可能导致配对失败，课堂时间被技术故障处理占据，压缩核心知识的探究空间。教学中未充分关联物理学科知识，讲解蓝牙信号其背后的科学原理。技术对比停留在“功能差异”,缺乏“原信比作“两人隔墙传纸条”,对比红外通信的“面对面传信”,直观解释蓝牙“非方向性”优势。提前测试所有设备兼容性，准备蓝牙适配器与虚拟仿真平台，确保每位学生可通过“实物第107页共215页“近距离通信特点”环节，插入5分钟微讨论：“为什么蓝牙音箱放在书包里仍能连接手机，而红外遥控器必须对准电视?”第108页共215页第9课《互联协议仍沿用》课程名称：第9课互联协议仍沿用课时：45分钟2.通过实践操作主控板调用API,提升数字化工具应用能力和问题解决能2.培养系统思维和技术批判意识，体会协议设计需平衡功能与设备特性(如低功耗)。1.理解HTTP协议在物联系统中的应用流程(请求-响应模型)。1.从物联设备需求出发，分析HTTP协议的局限性(如高能耗、实时性不足)。2.解析JSON/XML数据格式，提取关键信息(如日期、温度)并应用于物联设备。三、教学过程设计第109页共215页(5分钟“今天天气情况如何?”物联音箱都能根据实现情况进行回问题导向问题情最今天多云，气温21度到36 度，空气质量较好从互联网中获取数据互暴协议互暴协议仍染用第110页共215页1.物联系统如何从互联网中获取数据?1.物联系统如何从互联网中获取数据?知识点互联网中备利用健康等数据辅助用户管理生活。在日常生活中，联网地人们措供7丰富的数里，这烘热温对干物联址备壮妆业数据(5分钟)案例教学第111页共215页学习活动1:物联设备获取数据学习活动1:物联设备获取数据体通知等。智能手环，可以从互联网中获取运动建议。智能汽车可以从互联网中获取交通路况数据。交递路况交递路况知识点分钟)器会通过提供API(应用程序接口),使API接口发起HTTP请求，服务器响应GTTP请求并第112页共215页通常，互联网上的服务器会通过提供P1(应用报序接口),使得够访问这些数整资源。 2:利用HTTP获取互联网师：下面我们来尝试获取互联网中的数据，包括获取应用程序接口(API)的网址、发起网络请求、解析返回结果。师：本实验活动需要用到的物联实验设备是1块主控主控板!第113页共215页获取P1的网址：httpa://quan/getSysT这足苏宁0bning)资供的系临叶横口。雨干适四服务器当的系蛛%,也楼日期和时间。师：下面开始编写调用接口的程序：连接WiFi。填写API的网API返回的数据一般为XML或JSON格式的字符串，可ujson库将其解析为字典数据类型，并从中提取日期数据。编写程序(图形化):师：程序代码如图所示。互联协该互联协该仍沿用编写程序(代码版);随施，.e第114页共215页车联协议仍沿用车联协议仍沿用师：最后进行功能演示。当主控板屏幕显示日期时间数据(2025-04-0823:11:29),这表明成功通过HTTP协议从互动能演示；知识点钟)师：刚刚体验了通过HTTP协议从互联网获数据，但是该方式也存在局限性，因为HTTP协议需要设备主动轮询服务器获取高、服务器压力大，不适合实时性要求高的磷物取网设耗高、服务压力大，不合实柔求高的物联大法*8加e得油大法*8加第115页共215页师：在物联网实际应用中，物联通信协议需要满足“低功特点。因为物联设备是电池供电，低功耗可以延长电池寿命；物联设备所使用的网络带宽可能受限，所以“低带宽”的特点能够保证设备即使是在低带宽条件下也能高效工作；“低延时”是因为很多设备如自动驾驶汽车、实时监控系统等需要有快速响应功能；“兼容性”和“可靠性”,保证物联网环境中的多种设备都能够工作，而且是安全有效地工作。证播所且的设备和城死缝南助地工作化，回归(5分钟分钟)口功能、URL等数据整理成表。另外还可以尝试通过调用主控板的urequests库发起HTTP请求来访问这些API,并将对应的自主探究法、创新应的请求方式和认证方式，大家可以尝试使第116页共215页师：请同学们完成课后作业：使用提供的天气API通过该撞口获取天气数招并显示在主控檬上。景中应用的局限性。01认识了互联网中数据的多性。02掌习了利图API获取互联网中