项目九感受智能化生活——认识物联网　教学设计　2022—2023学年沪科版（2019）高中信息技术选择性必修2

发布时间：2024-12-05 02:58

科技时尚趋势2: 5G网络和物联网技术使得智能家居产品设计更具个性化。 #生活知识# #科技生活# #科技时尚趋势#

资源简介

项目九感受智能化生活
——认识物联网
学习目标：
了解物联网的概念及发展历程。
了解与物联网相关的设计及其功能，理解其工作原理。
了解日常生活中与物联网相关的网络应用。
认识防范物联网安全风险的重要性。
教学重点难点：
重点：了解物联网的概念及其发展历程；了解与物联网相关设计及其功能；理解物联网设备工作原理；了解日常生活中与物联网的相关网络应用；认识防范物联网安全风险的重要性。
难点：了解物联网设备的工作原理。
教学准备：
软硬件环境：计算机教室、互联网等
教学素材：信息技术应用实例素材：人体传感器、温度传感器、智能手环等。
教学过程：
教学环节导案学案设计意图
新课导入展示与物联网相关的设备图片，引出物联网的概念。物联网（Internet of things，IOT）是物物相连的互联网。它按照约定的协议赋予物品智能，并把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信。窄带物联网：NB-IOT 是物联网的一个重要分支，主要面向低成本、低功耗、低速率、广覆盖的物联网业务，如传感器、物流监控等。构建与蜂窝网络，只消耗大约180KHZ的带宽。观察教师展示的图片及视频并思考。通过相关物联网的图片引出物联网的概念。
认识物联网发展历程及基本架构带领学生认识物联网的发展历程，展示物联网的基本架构图，引导学生了解物联网的体系架构的组成： (1）应用层。应用层与各种形式的行业需求相结合，可实现物联网技术在现实世界中的应用。请学生谈谈所知道的物联网的应用。 (2）网络层。网络层解决的问题是将物联网感知层所获得的信息数据，在一定范围内通过互联网、3G/4G移动网络、企业内部网、小型局域网等网络手段传送到终端设备上。 (3）感知层。感知层是物联网采集信息、识别物品的技术手段。感知层又分为数据采集与执行数据采集与执行短距离无线通信的了解。引导学生讨论促进了物联网飞速发展的关键技术。组织学生完成教材P95的"思考与讨论"。阅读项目学习指引中的“了解物联网的发展历程”，教材P103及P104知识链接“物联网”及 “物联网的发展历史”。完成教材P95的思考与讨论。（物联网是互联网的延伸。物联网按照约定的协议赋予物品智能，并把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信。究其本质，物联网的核心和基础仍然是互联网。）了解物联网的发展历程及系统架构。培养学生自主探究能力。
完成活动9.1 组织学生完成活动9.1。 (1）指导学生上网查询资料，了解射频识别技术在物流行业中的应用。了解射频识别技术在物流行业各个环节的应用。 (2）引导学生说一说自己了解的感知技术。在教师的指导下完成活动9.1 射频识别（radio frequency identification，RFID）技术是物联网感知层的重要技术之一，也是目前使用最为普遍的感知层技术。培养学生自主探究能力。
分析智能家居系统的结构展示智能家居系统相关图片，引出智能家居系统的概念。请学生谈谈智能家居对人们生活方式的改变。展示某智能家居系统的结构图，分析智能家居系统的工作原理。智能家居一般通过短距离无线通信技术与多功能控制网关建立连接，引出核心概念短距离无线通信。短距离无线通信：（概念）是一种在较短范围内通过无线电波传输信息的技术，该技术具有低成本、通信对等和低功耗的特征。讲解 WiFi 、蓝牙、 NFC 、 Zigbee 等短距离无线通信技术。名称说明WiFi让电子设备连接到无线局域网蓝牙波段2400-2483.5MHz,5.0规范，高速、低功耗、低延迟，传输上限可达24MbpsNFC近场通信，短距高频，ZigBee短距低功耗、低复杂、自组织、低功耗、低数据速率Lifi白光通信，利用可见光谱进行数据传输，多采用白光LED作为光源。
引导学生分析智能家居系统中用到的人体传感器、温湿度传感器、门窗传感器、无线智能摄像头等感知设备。组织学生完成教材P97的"思考与讨论"。观察教师展示的图片，思考并回答。阅读学习指引中的“走近智能家居系统”。完成教材P97的思考与讨论。 1、不能控制，因为非智能设备不具备数据采集和处理能力，无法和多功能控制网关建立连接。 2、能，只要笔记本电脑或其他设备能够通过互联网访问多工功能控制网关即可。掌握智能家居的概念及常见的短距离无线通信技术及应用领域。分析不同的技术之间的优缺点。
分析智能家居系统使用到的相关技术引导学生分析讨论智能家居系统中用到的感知层技术、网络层技术。引导学生分析讨论在智能家居系统中可实现的新型应用。组织学生完成教材P99的"思考与讨论"。根据教师的引导对智能家居系统中用到的技术进行分析。完成教材P99的思考与讨论。 1、感知层。因为多功能控制网关和智能设备一起对物品进行基础信息采集，同时接收上层网络送来的控制信息，执行相应动作。培养学生分析思考能力。
完成活动9.2 组织学生完成活动9.2。 (1)指导学生上网搜索，了解传感器和摄像头的工作原理。 (2）引导学生设计传感器和摄像头之间的关联动作。完成活动9.2 了解传感器及摄像头的工作原理。
认识智能手环播放介绍可穿戴设备的视频，提出问题：可穿戴设备一般依靠哪种短距离无线通信技术建立连接？展示智能手环、智能眼镜的使用方法，邀请学生体验智能手环和智能眼镜。可穿戴设备：是能够穿戴在个人身体上，或能整合到个人的衣服、饰件中，并具备数据采集、处理、交互等功能的便携式电子设备。引导学生了解智能手环的组成及工作原理。智能手环大部分内置锂电池、震动马达、运动传感器、全球定位系统、心率检测传感器、闪存芯片等器件。观看视频，思考并回答问题。观看教师的展示，体验智能手环和智能眼镜。阅读学习指引中的“体验可穿戴设备”和教材P105中的知识链接“可穿戴设备”。体验智能手环，理解其工作原理。
数字化学习引导学生通过数字化学习探索智能眼镜、智能T恤的功能及工作原理。组织学生完成教材P101的思考与讨论。通过数字化学习探索其他智能设备的组成。完成教材P101的思考与讨论。培养学生自主探究学习的能力。
完成活动9.3和9.4 引导学生分析智能手环产生的数据，并谈一谈它对生活的指导作用。组织学生完成活动9.3和9.4. （1）引导学生上网了解智能手环中传感器的工作原理。（2）引导学生发挥想象力设计一款帽子类可穿戴设备，并构思其内部构造图。分析智能手环产生的数据，并谈一谈它对生活的指导作用。完成活动9.3和9.4 培养学生分析问题，思考问题及解决问题的能力。
防范联网安全风险引导学生思考物联网运营中存在的安全风险，了解日常生活中物联网设备的常用安全措施。引导学生完成教材P102的思考与讨论。完成教材P102的思考与讨论。强化风险防范意识，提升信息素养。
完成活动9.5 组织学生完成活动9.5。（1）引导学生思考进行物联网设备安全防护方法，并填写表格。（2）引导学生分享使用物联网的经验和趣事。完成活动9.5。
归纳总结 1、物联网的核心概念物联网（Internet of things，IOT）是物物相连的互联网。它按照约定的协议赋予物品智能，并把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信。 2、物联网的发展历程 3、物联网的系统架构：感知层、网络层、应用层 4、短距离无线通信： WiFi 蓝牙 NFC ZigBee LiFi 知识梳理梳理本节课知识
教学反思：