资源简介

(共38张PPT)
主题二 任务三
医疗设施新功能
（桂科2025版）八年级
下
1
核心素养目标
3
活动目标
5
练习提升
7
拓展延伸
2
新知导入
4
新知讲解
6
开拓视野
活动日志
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
关注医疗数据隐私保护（如加密传输），思考技术应用的伦理边界（数据安全），形成技术服务于健康的责任感。
运用mPython编程与物联网平台，实现心率数据采集、OLED显示及云端同步，尝试优化警报参数与交互逻辑。
分解心率监测系统模块（传感器、主控板），设计数据采集-阈值判断-异常反馈流程，用算法优化监测准确性。
通过实例分析物联网医疗应用，识别健康数据的采集价值，理解传感器实时传输原理，感知物联网提升医疗效率的作用。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
壮壮和家人一起去体检，惊喜地发现物联网技术在医疗设施领域具有广泛的应用，如电子健康档案、智能对讲、输液监控、排队叫号、导航导诊等，深刻体会到了物联网给人们带来的快捷、高效服务。
02
新知导入
测心率时为什么要用指尖传感器？
指尖血液流动信号更明显，测量更准；手腕容易晃动干扰数据，所以需要静置30秒让传感器稳定读取数值。
02
新知导入
思考
消毒机器人怎么知道哪里需要消毒？
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
机器人内置地图扫描和路径规划算法，比如通过红外或摄像头识别环境，结合医院设定的消毒区域坐标自动移动。部分机器人还能远程人工控制，像新闻中方舱医院的高效消毒案例。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
智能药盒通过计时器和闪光灯提醒老人按时吃药，还能将用药记录上传到家属手机，这是物联网在慢性病管理中的典型应用。
智能手环实时监测心率并自动上传数据，异常时触发蜂鸣器报警。
02
新知导入
思考
除了壮壮提到的物联网医疗新手段，还有哪些物联网技术被运用到医疗领域中？联系生活实际谈谈自己的体验，也可以通过网络了解更多应用实例，写下来与大家分享。
03
新知讲解
远程监护：老人佩戴智能手环实时监测心率、血压，数据自动传给医生（例如我爷爷戴的监测手表会提醒他休息）。
智能药盒：带计时器的药盒会闪光提醒吃药，还能记录用药情况（类似我姥姥用的电子药盒）。
消毒机器人：疫情期间医院用自动喷雾机器人消毒，减少感染风险（新闻里见过方舱医院使用的例子）。
讨论
心率监测对于我们了解自身的健康状况有重大作用。壮壮想基于物联网技术设计一套简易心率自动记录监测系统，那在正式搭建系统之前，应该先了解哪些信息呢？
03
新知讲解
基础原理：心率如何测量？常用光电传感器通过检测血液流动变化获取数据。
硬件需求：需要哪些部件（如心率传感器、微控制器、电源模块）？如何连接？
数据传输：如何将数据传到手机/电脑？用蓝牙、Wi-Fi还是其他无线模块？
软件功能：是否需要实时显示心率曲线？异常提醒如何设置？
使用场景：是日常佩戴（如手环）还是固定使用（如床头设备）？需考虑舒适度和续航。
探究
请以小组探究的方式，分析心率自动记录监测系统的基本功能需求，完成下列任务。
1.需求分析及功能实现。
（1）因年龄、性别或其他生理因素等个体差异，每个人的心率会有所不同。一般健康成人的心率是 60~100 次/分。
（2）设置心率阈值。如果心率高于 100 次/分或者低于 60 次/分，就可能存在身体状况异常。当监测到异常现象时，系统需要及时作出反馈并进行健康提醒。
03
新知讲解
探究
（3）请分析各个环节的功能需求及用到的实验设备、平台，并填写在相应的横线上，完成图2-3-1。
03
新知讲解
探究
（3）请分析各个环节的功能需求及用到的实验设备、平台，并填写在相应的横线上，完成图2-3-1。
03
新知讲解
（1）采集数据环节：通过 心率血氧 传感器，采集 心率/血氧 数据。
（2）传输与存储环节：将获取的数据发送并存储在 物联网（或云端） 平台上。
（3）分析处理数据环节：利用 物联网（或云端） 平台上的数据，分析 心率是否异常（如超出60~100次/分）。
（4）反馈与控制环节：当 检测到心率异常（如高于100或低于60次/分），则 主控板（或微控制器） 控制器运行。
探究
2.算法分析及流程图完善。根据需求分析各环节功能，结合以上内容填写图2-3-2中留空部分，将流程图绘制完整。
03
新知讲解
探究
2.算法分析及流程图完善。根据需求分析各环节功能，结合以上内容填写图2-3-2中留空部分，将流程图绘制完整。
03
新知讲解
开始
设置网络及物联网服务平台
上传数据到 云端 平台
获取 心率 数据
心率 值 是否在阈值区间
结束
小贴士
心率血氧传感器（见图 2-3-3）适用于指尖测量，不适用于手腕测量。监测时，指需要放置在感测器上30~60秒。
03
新知讲解
做中学
模拟搭建心率自动记录监测系统。
1.硬件清单：主控板x1、心率血氧传感器x1、4Pin线x1、Type-C数据线x1、带有热点功能的计算机x1。
03
新知讲解
做中学
模拟搭建心率自动记录监测系统。
2.连接设备。用4Pin线将主控板和相关传感器连接起来（见图2-3-4），并通过Type-C数据线接入计算机。
03
新知讲解
做中学
3.程序编写
（1）进入物联网服务平台，添加项目及设备，完成各项配置。
（2）打开mPython软件，添加网络应用，编写程序。
①当心率大于100或小于40时，蜂鸣器响起2秒，代码如图2-3-5所示。
03
新知讲解
做中学
②把监测时的提示语和最终测得的心率显示在 OLED 屏上，代码如图2-3-6所示。
03
新知讲解
做中学
③发送数据至物联网服务平台，完整代码如图2-3-7所示。
03
新知讲解
做中学
03
新知讲解
做中学
4.程序测试。运行程序，查看结果，如图2-3-8所示。
03
新知讲解
做中学
平台生成数据可视化效果如图2-3-9所示。
03
新知讲解
讨论
物联网技术应用在医疗健康、学校教育、家庭生活等领域有何异同点？结合你在搭建简易物联网系统的学习经历，谈谈你的看法。
03
新知讲解
物联网技术在医疗、教育、家庭中的相同点是都依赖传感器采集数据（如心率、温度）、无线传输（蓝牙/Wi-Fi）和远程控制，例如医疗手环和家庭空调都能通过云端同步数据。不同点在于应用场景的需求差异：医疗重视数据精准与隐私保护，教育侧重设备管理效率，家庭强调设备联动便捷性。我在搭建心率监测系统时，发现医疗设备对传感器精度要求极高（如静置30秒），而家庭设备更注重操作简单，这说明技术设计需匹配场景需求。
任务拓展
实地考察医院、社区卫生所等医疗保健机构，多方面思考它们的医疗设备是否可利用物联网技术进行改进，例如血糖监测系统、远程病人监护系统等。请把观察到的问题都记录下来，并从中选取一个问题，尝试设计一个合适的物联网解决方案。
03
新知讲解
任务拓展
03
新知讲解
实地考察提示：
观察数据记录方式：是否依赖人工填写（如血糖值），易出错或延迟？
设备联网能力：现有设备（如监护仪）能否实时传输数据到医生电脑？
患者操作负担：慢性病患者（如糖尿病）是否需频繁到医院测数据？
异常响应速度：突发状况（如心率骤变）能否自动触发警报？
隐私保护措施：敏感健康数据是否明文传输或随意存储？
设计解决方案思路：
目标：例如“解决患者频繁跑医院测血糖的问题”。
方案：设计“家用物联网血糖仪+自动上传APP+异常提醒医生”。
技术：血糖仪内置4G模块、数据加密、阈值报警算法。
04
拓展延伸
智能家居与健康管理
实时健康监测与环境联动：
智能设备同步监测心率、睡眠质量，联动空调调节舒适温度。
异常预警与紧急响应：
跌倒检测或呼吸异常时，自动触发警报并通知紧急联系人。
04
拓展延伸
智能家居与健康管理
生活习惯AI分析优化：
通过行为数据（如运动、饮食）生成个性化健康建议。
远程医疗设备互联互通：
血压仪、血糖仪数据直传家庭终端，医生可远程查看。
04
拓展延伸
智能家居与健康管理
智能环境健康干预：
空气净化器根据PM2.5自动启停，灯光调节预防用眼疲劳。
家庭健康场景化模式：
一键启动“睡眠模式”“运动模式”，适配全家健康需求。
07
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX
活动名称 医疗设施新功能
活动环节 1 了解心率监测基本流程 口 2 掌握数据采集和阈值测定 口 （在对应环节画V）
活动完成内容 完成模拟搭建心率自动记录监测系统
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：语法错误、编辑错误。
改进的方法：加强对的心率数据采集理解。
08
板书设计
医疗设施新功能
1.进行新知引入
2.了解心率监测基本流程
3.掌握数据采集和阈值测定
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
根据本课内容，搭建模拟心率自动记录监测系统。
09
课后作业
02
学完本节课，和同学们讨论心率自动记录监测的作用。
09
课后作业
1、智能手环测量心率时，为什么通常选择指尖而非手腕？（ ）
A. 手腕皮肤更薄 B. 指尖传感器价格更低 C. 指尖血液流动信号更明显 D. 手腕佩戴更舒适
2、以下哪项是物联网心率监测系统的核心硬件？（ ）
A. 扬声器 B. 心率血氧传感器 C. 键盘 D. 摄像头
3、当监测到心率异常时，系统如何提醒用户？（ ）
A. 自动拨打电话报警 B. 蜂鸣器响并显示警告信息 C. 发送电子邮件 D. 关闭设备电源
4、物联网医疗设备传输数据时，保护隐私的常见方法是？（ ）
A. 公开所有数据 B. 使用加密协议（如SSL）C. 手动记录在纸上 D. 仅存储不传输
5、消毒机器人在医院的主要作用是？（ ）
A. 搬运药品 B. 自动喷洒消毒液，减少感染风险 C. 监测病人体温 D. 播放音乐缓解压力
B
C
B
B
B
09
课后作业
6、请简述设计一个物联网健康监测设备（如心率手环）需要考虑哪些关键功能和技术支持？
7、电子药盒的闪光提醒功能仅依赖太阳能供电。（ ）
8、心率传感器测量时需静置30秒，是为了让用户休息。（ ）
9、消毒机器人可以自动规划路径完成医院消毒任务。（ ）
关键功能：实时监测生理数据（如心率）、异常阈值报警（如心率过高/过低）、数据显示（OLED屏）、数据云端同步。
技术支持：传感器采集数据（如心率血氧传感器）、主控板处理信息（如micro:bit）、无线传输模块（蓝牙/Wi-Fi）、加密协议保护隐私。
使用场景：日常佩戴需轻便省电，异常时及时触发警报并通知相关人员。
错
对
错
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