资源简介

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第3课《智慧交通》教学设计
课题 智慧交通 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 八年级下
核心素养目标 信息意识：理解什么是智慧交通，了解物联网在交通系统中的应用，体会技术对生活质量的提升，关注生活中的技术应用。计算思维：学习物联网在智慧交通场景的应用现状，完成智慧生活物联设计方案的智慧交通部分，提高系统性解决方案设计能力。数字化学习与创新：理解智慧交通中的传感器的作用，智慧交通物联系统不同体系结构层次的具体功能。信息社会责任：通过学习物联网在智慧交通场景的应用现状，知道物联网在信息社会的重要作用。
教学重点 理解什么是智慧交通，了解物联网在交通系统中的应用。掌握共享单车（二维码+GPS）、ETC（RFID）、智能红绿灯（地磁传感器）等物联网技术的基本原理与应用场景。
教学难点 区分物联网感知层（传感器）、传输层（网络）、控制层（算法）的功能差异，理解三者协作实现车联网的过程。完成智慧生活物联设计方案的智慧交通部分
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.聚焦近年来，道路拥堵、事故频发等问题凸显，仅靠增建基础设施和应用传统管理方法已无法满足人们的出行需求。物联网协同互联网、大数据、人工智能等技术，为智慧交通的实现提供了强大的技术支撑。播放视频《AI赋能智慧交通》 学生分享学校周边的地形、车流等交通数据，讨论为什么传统管理方法已经无法满足要求。 培养学生分析问题的能力，并了解为什么传统管理方法无法满足需求。
讲授新课 新知讲解：一、探索在物联网的赋能下，智慧交通不仅是简单的车辆流动，更是一个集成了大数据、云计算、传感器等多种技术的综合系统。它能够实时监控交通状况预测交通流量，优化交通路线，甚至为乘客提供个性化的出行建议。线路规划当你准备出门时，你的手机应用程序已经为你规划好了最佳路线，避免了拥堵；当你行驶在路上，交通管理系统能实时调整交通信号。交通管理当你行驶在路上，交通管理系统能实时调整交通信号，确保道路畅通无阻。二、议一议什么是智慧交通？定义：智慧交通是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性的服务。作用：收集不同道路的车流量信息，然后通过交通信号灯等对车流量进行控制，减轻堵车压力。效果：利用远程监控功能，交警能掌握道路和车辆情况，让驾驶违章无处可逃，还能及时处理交通事故。智慧交通利用物联网技术将各种交通运输设施连在一起，以图像识别为核心技术，可以全面感知交通运输设施、工具的建设状况，同时监控整个交通的运行情况，实现改善交通环境、保障交通安全和提高资源利用率等。智慧交通与物联网的关系物联网把红绿灯、公交车、摄像头甚至手机连接在一起，实现相互通讯。智慧交通进一步把联网设备一起组成的“聪明交通系统”实现红绿灯根据车流量自动变灯、公交站牌显示公交车还有几分钟到站等功能。智慧交通的实现离不开物联网技术，传感器在智慧交通系统中扮演着至关重要的角色，它们像是一双双眼睛和耳朵，时刻关注着道路的动态，为智慧交通的发展提供了坚实的基础。这些传感器具体有哪些？它们是如何被部署在交通系统中的？又能够收集哪些关键信息？交通摄像头：安装在路口、道路沿线或交通枢纽。用于交通流量、车速控制、交通事故检测、车牌识别等。雷达传感器：安装在公路、隧道、桥梁等。用于监测车辆速度、车辆距离、交通拥堵情况。激光雷达：用于自动驾驶车辆内或高精度交通监控。用于收集高精度的交通流量数据及周边环境的三维建模。三、议一议共享单车大多被投放在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等区域，以供人们使用。共享单车的使用当我们使用共享单车时，先打开相应的应用程序扫描单车上的二维码，确认开锁；使用完毕后骑行到指定区域，关闭电子锁，这时候应用程序会提示单车已归还。共享单车的功能共享单车上使用带有GPS、的电子锁，通过与应用程序相连，可以实现精准定位、实时掌控车辆状态等功能，应用程序、二维码、电子锁三者构成一个简单的物联网。电子不停车收费ETC是一个传感器网络，用于高速公路收费，能让车辆途经收费站时自动扣费。整个过程耗时短、不用停车，能提高收费效率、缩短等候时间。四、能量加油站智慧公交公交车刷卡机内置联网芯片（物联网卡），让你刷公交卡/手机就能自动扣费，还能让公交公司实时查看车辆位置和收费情况。智慧公交的实时定位公交车装上"智能大脑"（GPS+摄像头），自动向总部报告位置和乘客情况，让公交公司能实时调整路线、告诉你公交车还有几分钟到站！无人驾驶中国无人驾驶技术30年前起步，现在快递车、扫地车都能自己"看路"工作啦！什么是无人驾驶无人驾驶汽车就像"机器人司机"，用电子眼观察路况→电脑脑做决定→机械手脚开车，全程自动操作保安全！五、能量加油站无人驾驶的核心系统感知系统相当于人的眼睛、耳朵，负责感知周围环境。并采集与处理环境信息与车内信息。决策系统相当于人的大脑，负责数据整合、路径规划、导航和判断决策。执行系统相当于人的小脑和四肢，负责汽车的加速、刹车和转向等驾驶动作。六、做一做参考教程中的表分析智慧交通物联系统不同体系结构层次的具体功能。电子不停车收费系统感知系统通过电子眼使用车载标签+路边天线的方式自动识别车辆身份。决策系统用无线信号快速给系统回传"谁通过了收费站"的数据。执行系统实现车辆过路的自动扣费，还能统计车流量帮你避开堵车。七、设计参考下文撰写智慧生活物联系统设计方案中的智慧交通子方案，具体步骤为：
第一步，根据本课的学习优化之前关于智慧交通部分的构思；第二步，根据构思展开分析物联网技术应用于智慧交通场景时存在的问题、智慧交通应具备的功能；第三步，根据问题与需求，确定智慧交通物联系统的基本构成。智慧生活物联系统智慧交通部分设计方案框架智慧交通（一）交通场景应用现状与问题分析已有智能红绿灯和无人公交试点，但系统各自独立、设备贵、事故处理慢、农村信号差。（二）智慧交通的功能分析实现监控路况与违章情况，自动控制红绿灯和调度公交班次，车路协作防碰撞，事故定位并实时推送绕行。（三）智慧交通的基本构成传感器采集数据，5G传数据，AI云平台做决策，导航/自动驾驶执行。八、实践同学们先了解智慧交通（比如智能红绿灯），然后设计一个系统：感知：用传感器检测路况传输：用网络发送数据控制：电脑分析后自动调节交通最后画张图说明整个过程，比如"车多了→传感器发现→信号灯变绿"这样的流程。同学们先了解智慧交通（比如智能红绿灯），然后设计一个系统：感知：用传感器检测路况传输：用网络发送数据控制：电脑分析后自动调节交通最后画张图说明整个过程，比如"车多了→传感器发现→信号灯变绿"这样的流程。九、拓展任务目前，物联网在智慧交通领域应用较多的场景，除了本课提到的共享单车、电子不停车收费系统等，还有智慧停车、智能红绿灯、汽车电子标识、充电桩等，请查阅资料参考第一条范例补全下表。物联网在智慧交通领域的应用场景表应用场景物联网技术的作用智慧停车通过安装地磁感应，连接进入停车场的智能手机，实现停车自动导航、在线查询车位等功能智能红绿灯物联网实时监测车流，自动调整红绿灯时间，减少拥堵。汽车电子标识物联网识别车辆身份，支持无感支付和违章追踪，提升管理效率。充电桩物联网监控充电状态，远程调度和支付，优化用电体验。十、拓展位置服务（LBS）从2001年开始，我国推出“亲子通”"汽车导航"等基于位置的服务（LBS）。核心是通过GPS等定位技术确定设备位置，再通过移动互联网提供周边信息或服务。车联网的本质与构成车联网本质是由大量车辆位置、速度等信息组成的网络。车辆通过GPS定位、摄像头拍摄、传感器探测等实时采集自身位置和道路环境数据。车联网运作过程每辆车用GPS、传感器等设备自动记录位置、路况；所有车辆通过互联网将数据传送到数据处理中心；中心计算机分析数据后，实时规划路线、播报路况，智能调节红绿灯时长。生活中的实际应用实时显示堵车路段、自动推荐最快路线。部分城市红绿灯也会根据车流自动调整时间。十一、拓展延伸智慧停车系统的物联网应用停车位实时监测技术：通过地磁传感器或摄像头实时检测车位占用状态，并将数据上传至云端平台。自动缴费与导航联动：用户通过APP查询空位并导航至车位，离场时自动结算停车费，减少人工干预。智能充电桩网络的构建充电桩智能管理：利用物联网技术实时监测充电桩工作状态（如故障、使用率），优化运维效率。充电桩智能调度：根据电网负荷动态调整充电费用，并通过APP引导车主前往空闲充电桩。交通环境监测与应急响应空气质量与噪声监测：在道路沿线部署环境传感器，实时收集PM2.5、噪音数据，辅助城市环保决策。交通事故应急车道管理：通过物联网设备快速识别事故位置，自动开启应急车道并通知救援车辆优先通行。 一、探索上网收集智慧交通包含的功能，并在小组分析讨论。二、议一议收集资料，了解智慧交通的优缺，讨论智慧交通的应用场景与缺点。三、议一议分享共享单车或类似共享产品使用经历。四、能量加油站畅想并分享如果无人驾驶普及对生活有什么影响。五、能量加油站小组收集、分析实际无人驾驶案例中的系统应用，并在全班分享。六、做一做完成思考题。七、设计小组协作完成智慧生活物联系统智慧交通部分设计方案框架。八、实践网上搜索一个智慧交通，了解它的功能，并绘制流程图。九、拓展任务收集不同智慧交通领域应中的物联网应用，在，整理表格并在小组对比各自异同。十、拓展说一说你使用过什么基于位置的访问。十一、拓展延伸讨论物联网还在什么地方有应用。 一、探索培养学生的信息收集与整理能力，并培养团队学习能力。二、议一议通过收集信息让学生更全面了解知识点，同时培养学生归纳总结的能力。三、议一议锻炼学生学会书本知识与生活经历结合的能力，思考所学知识的实际应用。四、能量加油站帮助学生了解前沿技术，思考技术对生活的影响。五、能量加油站培养学生的分析能力和对最新科技发展的认识。六、做一做巩固知识点。七、设计让学生学会综合应用知识点完成作业，并加强小组合作意识。八、实践提升学生的动手能力。九、拓展任务让学生通过收集信息，更全面的了解物联网的不同应用场景。十、拓展引导学生理解知识点在什么地方运用。十一、拓展延伸引导学生思考物联网在生活中的实际应用。
课堂小结 个人信息防泄露1、进行新知引入2、了解智慧交通3、设计智慧交通子方案4、完成课堂练习5、进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、设计智慧交通子方案 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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