资源简介

附件2
单元整体教学设计模板
基本信息
姓名 学段学科 初中信息科技
单位 联系电话
指导老师
单元学习设计
实施年级 八年级
使用教材 2024义务教育信息科技教学指南
单元主题 从感知到物联
单元课时 （3课时）
备注：若为自拟单元，“使用教材”一栏需标注教材各章、课、节的名称。
单元内容分析（不超过800字）
物联网的核心概念在于“万物互联”，它基于互联网，将人际互联的范畴拓宽至人与物、物与物之间的连接。物联网的兴起极大地拓宽了人们的活动领域，无论是生活、学习还是工作，都因之而获得了更广阔的空间，同时也促进了实体世界与数字世界的深度融合。作为继互联网之后的新一代信息基础设施，物联网在推动大数据、人工智能等信息技术的发展与普及中扮演着至关重要的角色。本单元作为“物联网实践与探索”课程的开篇，着重介绍物联网的基本概念以及传感器等相关知识。 本单元以“从感知迈向物联”为主题，从引导学生“发现身边的联网物品”开始，通过亲身体验身边的物联网应用，探究物联网与互联网之间的内在联系，进而引出物联网中的关键感知设备——传感器。通过实践传感器与物联网的应用，本单元旨在帮助学生认识到物联网在日常学习和生活中的普及程度，以及它所带来的深远影响，从而深刻理解物联网的重要价值。
单元学习目标 （基于课程标准、分析教材、结合学情确定，体现素养导向，标注与语篇关联）
体验物联网：通过亲身感受身边的物联网应用，了解物联网与互联网的差异和共同点，认识物联网的实用价值，并感受它如何改变我们的日常生活、学习和工作方式。 了解物联网应用：深入学习物联网及其应用，特别是传感器系统如何作为连接现实与数字世界的桥梁，同时掌握物联网中数据采集的基本方法。 实践传感器项目：通过参与传感器项目实践，了解传感器的工作原理，并根据项目需求选择合适的传感器等物联网实验设备进行实际操作。 洞察物联网趋势：了解物联网的发展趋势，认识到物联网在国际竞争中的战略地位，以及发展自主可控技术对于保障国家信息安全和推动科技创新的重要性。
单元学习环境 含物理环境（如教室桌椅摆放、黑板、多媒体设备等）、虚拟环境（如数字资源、软件工具、信息平台等）、人文环境（如师生关系、社会性情感支持等）
物理环境 教室桌椅摆放：灵活布局教室内的桌椅，可以根据不同的教学活动进行调整。例如，可以设置成小组讨论的形式，方便学生之间进行交流和合作。 黑板与白板：配备有传统的黑板和现代化的白板，书写工具。黑板可以用于书写重点内容和进行简单的演示，而白板则可以结合多媒体设备，展示更丰富的信息和内容。 多媒体设备：教室内配备有多媒体设备，如投影仪、大屏幕显示器等，用于播放视频、展示PPT等数字资源。 虚拟环境 数字资源：提供丰富的数字资源，包括物联网相关的视频教程、图片、案例等，供学生在学习过程中参考和借鉴。 软件工具：提供物联网相关的软件工具，如传感器模拟软件、物联网平台等，供学生进行实践操作和实验。这些工具可以帮助学生更深入地了解传感器的工作原理和物联网系统的工作过程。 信息平台：建立物联网学习信息平台，包括在线课程、论坛、学习资源库等，方便学生进行自主学习和交流。信息平台还可以提供最新的物联网资讯和技术动态，帮助学生了解物联网的发展趋势和前沿技术。 人文环境 师生关系：建立和谐的师生关系，教师鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动，及时解答学生的疑问和困惑；关注学生的个体差异和学习需求，提供个性化的指导和支持。 社会性情感支持：营造积极向上的学习氛围，鼓励学生之间进行相互合作和帮助。通过小组讨论、团队合作等形式，培养学生的团队协作能力和沟通能力。同时，关注学生的情感需求，提供情感支持和心理疏导，帮助学生建立积极的学习态度和价值观。
单元学习活动设计 （呈现活动名称，概述活动的内容、过程、环境等，标注与目标关联）
活动1 活动名称： 探索物联网世界 活动内容： 本活动旨在通过一系列互动和实践环节，通过寻找能联网的物品，引导学生了解物联网的基本概念、组成要素、关键技术以及在实际生活中的应用，从而辨析物联网与互联网的关系； 了解我国物联网的发展历程，引导学生从互联网应用与创新逐步过渡到物联网实践与探索，激发学生对物联网技术的兴趣和探索欲望。 活动过程： 1.寻找身边能联网的物品 我们生活中身边除了台式计算机、平板计算机、手机，还有哪些物品连接了互联网？它们接入互联网后带来了什么好处，请填写一下表格并小组讨论？ 联网物品联网后的好处如：小米摄像头可以随时随地在手机上看画面
2.以智能家居中的小米摄像头为例，结合教材，分组上网收集资料，探究小米摄像头联网需要哪些条件，为什么可以设置识别到运动物体时录像或拍照保存？总结物联网与互联网的关系。 联网条件：①需要有有名字：有可被识别的唯一编码。 ②可感知：能提供物品本身的数据。 ③能传输：可与其他物品交换数据。 可以设置识别到运动物体：因为有传感器 物联网与互联网的关系 传感器的应用是物联网与互联网的最大区别所在。互联网是基于人的网络，数据在某种意义上是靠人来采集的，随着传感技术和网络技术的飞速发展，越来越多的物品可以接入网络，互联网就发展成了物联网。 3.播放互联网发展食品，学生观看并了解我国物联网的发展，想象未来发展方向。 思考讨论问题 家庭摄像头，电视机等接入互联网，数据在互联网上人人可见，可能会带来哪些安全隐患 教学环境：具备上网条件的信息科技教室，多媒体教学设备。 目标关联：通过实践活动，培养学生的动手能力和创新思维，提高分析问题和解决问题的能力。激发学生对物联网技术的兴趣和探究欲望，培养学生的信息意识和安全意识，为未来的科技学习和生活打下坚实的基础。
活动2 活动名称： 认识及使用传感器 活动内容： 本活动通过了解传感器的由来，分析传感器发展趋势，了解传感器的基本原理，认识常见的传感器，知道生活中多种多样的传感器应用及传感器的作用，让学生通过体验传感器采集环境数据的过程，感受传感器的实际应用，为今后使用传感器作准备。。 活动过程： 1.认识传感器 教师讲解：从活动1中我们知道传感器是物联网的感觉器官，小米摄像头能感知到物体的运动，就如同人的眼、耳、口、鼻、舌等，用于获取目标对象的各种数据。传感器其实由来已久，我国古代的伟大发明指南针、日晷、沙漏等都可以视为最古老的传感器，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，以满足数据的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，其工作原理如下图所示： 2.想一想，分组讨论并列举我们生活中有哪些常见的传感器，从以前的指南针到现在的手机导航，传感器有哪些变化。 温度传感器（体温计） 光敏传感器（感应灯、手机） 声音传感器（噪声测试仪） 图像传感器（摄像头） 加速度传感器（手机） 红外传感器（报警器，手机） 气压传感器（气体测试仪） 相比家用电器，手机中的传感器更多，传感器的发展和传感器的应用需求密切相关，应用越广泛，需求就会越细，要求就会越高。正是由于传感器集成化、智能化、无线化的发展，传感器的作用越来越大。 3. 使用智能终端检测当前环境中的声音（教师演示） 1. 启动具有检测声音功能的软件（如手机软件：数字传感器），将智能终端放在选定的测量位置，观察当前环境中的声音数据。 2. 观察拍手、说话或唱歌时声音数据的变化。 3. 捂住智能终端中麦克风的位置，观察并记录声音数据。 教学环境：具备上网条件的信息科技教室，多媒体教学设备。 目标关联：深入学习物联网及其应用，特别是传感器系统如何作为连接现实与数字世界的桥梁，同时掌握物联网中数据采集的基本方法。
活动3 活动名称： 物联数据趣体验 活动内容： 体验物联网数据带来的重要价值，包括提供丰富实时的数据，实现远程的反馈与控制，以及传感器协同带来的新智能。让学生在体验物联产品的基础上，进一步强化对万物互联基本原理的认识。 活动过程： 1.远程查看全球高清实况摄像头（https://www./）及我国中央气象台（http://www.nmc.cn/）等网站的数据，思考并分组讨论物联网数据有什么作用和价值？ 物联网中的传感器就像遍布在世界各个角落的“神经触角”，每时每刻都在现实世界中感知和检测，源源不断地为互联网输送各种各样的数。物联网应用的快速增长以及形成的海量数据，促进生产、生活和社会管理进一步网络化、精细化，推动社会向着智能化、高效化发展。实现万物互联，不仅能感知数据，还能通过网络实现远程控制，即通过远程发送控制指令进行控制。 2. 雨天没关窗户可能导致家中进水，造成财产损失。尝试设计一种物联窗户的方案，实现远程关闭窗户的功能。 ①根据当地的天气预报预测可能会下雨的时间点，设置在这个时间点之前自动关窗； ②在窗户外面安装传感器，检测到下雨就自动关窗； ③在手机上发送关窗指令，即可自动关窗。 3.以教室中的小米摄像头为例思考：物品联网后带来了哪些便利？物联系统如何实现反馈与控制？ 可以远程获取实时和延时数据，数据可存储和分享，方便班主任跨越时间和空间的限制随时获取学生上课情况数据，做出更及时有效的反应。 v 教学环境：具备上网条件的信息科技教室，多媒体教学设备。 目标关联：通过深度体验各种物联网数据，感受物联网带来的便利与价值，进一步强化对万物互联基本原理的认识。
单元学习结构图 （通过结构图说明单元中几个课时之间的关系和主要教学内容）
课时学习设计
第 课时学习设计
课题名称
一、学习内容分析 本节课处于单元中第2课时的位置，通过了解传感器的由来，分析传感器发展趋势，了解传 感器的基本原理，认识常见的传感器，知道生活中多种多样的传感器应用及传感器在物联网中的作用，引导学生了解中国在传感器领域的贡献，以激发他们对传感技术的兴趣，培养学生的创新意识和民族自豪感。
二、学情分析 在之前的课程中，学生已经学习了信息技术的基础知识，包括计算机硬件、软件、网络等。这些知识为学生学习传感器技术提供了必要的基础； 八年级学生已经在日常生活中接触到一些带有传感器的设备，如智能手机、智能手表、智能家居等。这些设备的使用经验使学生对传感器有了一定的感性认识； 八年级学生具有较强的好奇心和求知欲，喜欢通过实践活动来探索新知识。他们喜欢动手操作，对新鲜事物充满好奇，这有助于他们更好地理解和掌握传感器技术。
三、学习目标 1.学科核心素养 信息意识： 学生应能够认识到传感器技术在信息获取、处理和传输中的重要性，形成对信息的敏感性和关注度。 学生应能够理解传感器技术在日常生活和社会发展中的广泛应用，培养利用信息技术解决实际问题的意识和能力。 计算思维： 学生应能够通过分析和推理，理解传感器的工作原理和转换机制，培养逻辑思维和抽象思维能力。 学生应能够运用所学知识，设计简单的传感器应用方案，培养计算思维和创新能力。 数字化学习与创新： 学生应能够利用网络资源或其他途径，主动查找并整理关于传感器的信息，提高数字化学习能力。 学生应能够尝试利用传感器技术进行创新实践，如设计并制作简单的传感器应用，培养数字化创新能力。 2.学科思想方法 学生应能够从系统的角度理解传感器在信息系统中的作用和地位，理解传感器与其他信息技术组件的相互作用和关系；学生应能够分析传感器技术的优缺点，评价其在不同场景下的应用效果，培养批判性思维和独立思考能力。 3.评价目标 知识掌握程度： 评价学生对传感器基本概念、工作原理和分类的掌握程度，以及学生对传感器历史发展的了解程度。 技能应用能力： 评价学生利用传感器技术进行信息获取、处理和传输的能力，以及学生设计并制作简单传感器应用的能力。 思维发展水平： 评价学生的逻辑思维、抽象思维、计算思维和批判性思维的发展水平，以及学生运用所学知识解决实际问题的能力。 情感态度价值观： 评价学生对传感器技术的兴趣和好奇心，以及学生对信息技术发展的正确态度和价值观。同时，评价学生在团队合作、信息交流和分享等方面的表现。
四、学习重难点 重点：传感器的由来、基本工作原理及其在生活中的应用。 难点：传感器技术涉及物理学、电子学等多学科知识，其工作原理较为抽象。学生可能难以深入理解并准确描述不同类型传感器的转换机制。
五、学习活动设计
任务一：新课导入
教师活动 播放视频，了解有关传感器的相关内容。 学生活动 带着问题观看视频，传感器是什么。
设计意图 引出课题，走进传感器的世界，激发学生的学习兴趣。
任务二：网查找材料，说一说古代还有哪些传感器。它们分别实现了什么感知功能？它们的输入和输出分别是什么？
教师活动 引导学生搜索查询古代已有的传感器，以其中一个（如沙漏）为例，结合“输入—计算—输出”介 绍其工作原理，以此案例让学生自主合作探究其他传感器的工作原理，了解我国在传感器领域的贡献。 学生活动 在教师的指导下，查询古代已有的传感器，相互讨论他们的使用原理，输入、计算、输出的分别是什么，为我们的生活带来哪些作用，我国在这方面有哪些贡献。
设计意图 通过了解传感器的由来，知道传感器的定义，学习各种传感器的工作原理，同时让学生了解中国在传感器领域的贡献，以激发他们对传感技术的兴趣，培养学生的创新意识和民族自豪感。
任务三：思考问题 1.电视机、洗衣机、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？ 2.“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？
教师活动 播放视频，学生观看后讨论以上问题，并思考这些传感器与古代传感器有哪些不同，学生讨论后补充引导。 学生活动 观看相关视频后，在老师的指导下，合作探究并列举所知道的常用家用电器中的传感器的作用，
设计意图 通过学生自主探究，总结传感器在现代社会中的运用以及与古代传感器做对比，展现未来传感器的发展趋势：物联网的发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、产品更节能等，现在，传感器已经从简单的电子零件逐步变成具有感知、计算、存储、传输等功能的集成化装置。
六、板书设计 1. 传感器的起源 2. 认识传感器 定义 分类 工作原理 3. 传感器的发展趋势 微型化 智能化 多功能化 网络化
七、作业设计 1.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。 2.手机集成了哪些传感器？这些传感器有什么作用？手机中的哪些应用使用了这些传感器？
八、特色学习资源或技术手段分析说明 特色学习资源： 课件内容丰富，包含大量的图片、图表和实例，使抽象的理论知识变得直观易懂。 引入了大量生活中的传感器应用案例，如智能手机中的光敏传感器、距离传感器等，以及物联应用中的自动路灯、冰箱、自动加湿器等。这些案例贴近学生生活，能够激发学生的学习兴趣和探索欲望。 鼓励学生通过查找生活中的传感器、小组讨论并记录结果等方式，积极参与课堂互动。这种实践活动有助于培养学生的观察能力和实践能力，同时也有助于加深对传感器原理和应用的理解。 技术手段： 利用多媒体教学手段，如PPT、视频等，展示传感器的历史发展、工作原理和应用场景。这些技术手段能够生动形象地呈现传感器知识，提高教学效果。 提供丰富的在线学习资源，如相关论文、科普文章、视频教程等，供学生自主学习和拓展知识。这些资源能够帮助学生深入了解传感器的最新研究成果和未来发展趋势，拓宽视野。
九、学后反思 在本节课的教学中，通过多种教学方法的运用，如视频导入、实例分析、提高了学生的学习积极性。然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如，在讲解传感器的基本工作原理时，由于这部分内容比较抽象，学生理解起来有一定的难度。在今后的教学中，需要尽可能增加实物用于直接观察体验，采用更加直观的教学方法，帮助学生更好地理解传感器的工作原理。
十、学习评价设计 1.评价目标 知识掌握：评估学生对传感器定义、分类、工作原理及发展历程等基本知识的理解和掌握程度。 技能应用：考察学生能否将所学知识应用于实际生活中识别和分析传感器在日常生活中的应用案例。 思维发展：评估学生的逻辑思维、问题解决能力和创新能力，特别是在分析传感器工作原理和物联应用时的表现。 学习态度：考察学生对信息科技课程的兴趣、学习积极性和团队合作精神。 2.评价标准 准确性：回答或作业内容是否准确，是否符合传感器的基本原理和应用场景。 完整性：回答或作业是否全面覆盖了所要求的知识点，是否提供了充分的证据或案例支持。 创新性：在作业或项目展示中，是否提出了新颖的观点或创新的应用方案。 逻辑性：回答或作业的逻辑结构是否清晰，是否有条理地展示了分析过程。 合作性：在小组讨论或项目展示中，是否积极参与，与团队成员有效沟通，共同完成任务。 3.反馈与改进 及时反馈：对学生的回答、作业和团队合作表现进行及时反馈，指出优点和不足，提出改进建议。 个性化指导：针对学生的学习特点和问题，提供个性化的辅导和支持，帮助他们更好地掌握传感器知识。 持续改进：根据学生的学习反馈和评价结果，不断优化教学内容和方法，提高教学效果。
注：提交作品时请附查重报告。

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