资源简介

甘教版七年级信息科技上册教案 修订：
教材解读
单元教学目标：
一、知识与技能
1. 掌握本单元重点知识：
二、过程与方法
充分利用现代化教学手段，多方面、全方位的展开教学活动，教学中应用教学图片、多媒体课件、视频、音频、投屏、合作探究等多种形式展开教育教学活动，使知识和教育呈现出立体感、多彩性，使教育和教学更具效率、更显魅力。
三、情感、态度与价值观
1. 让学生感受到物联网的魅力，激发学生对物联网领域的学习兴趣和探究物联网的积极性。
2. 通过小组合作，培养动手能力、解决实际问题的能力和团队合作意识。
3. 通过对创意设计的交流与展示，培养学生的创新能力与语言表达能力。
教法导航
使用任务型教学法、直观教学法、情景教学法，遵循以学生为主体、教师为主导的原则。
学法导航
观察分析、合作探究
教学用具
计算机教室、教学白板、一体机、视频、音频、投屏、多媒体课件等。
课时分配
第一节: 1课时
第二节: 1课时
第三节: 1课时
第一节 认识物联网
1.；
2.；
3.。
掌握物联网的架构。
搜索资料了解什么是物联网。
环节一. 情景导入
播放《未来已来》视频。
首先播放视频，并让学生边看边思考，从中获取到了什么信息？
通过视频让学生直观地看到物联世界，初步体验“万物互联”观念；
提出问题：随着科技的发展，我们的生活变得越来越智能。这一切都要归功于物联网技术。那到底什么是物联网呢？带着这些问题，让我们一起走进物联网世界
设计意图：吸引学生的注意力，让学生进入到课堂状态，激发学生的学习兴趣
环节二. 新课讲授
1. 物联网的概念
学生自主阅读教材内容、观看《物联网》视频，回答物联网的概念，进一步讲解，帮助学生理解概念。
设计意图：引导学生自主阅读教材内容、视频内容，提高学生学习的主动性，有助于养成自主学习习惯。
2. 物联网的架构
通过智慧教室的例子来讲解物联网的架构。
物联网一般由感知识别层、网络传输层、综合应用层四层组成。
1.感知识别层，是物联网的核心技术，既包括射频识别、无线传感器、也包括各种智能电子产品，用于感知识别信息。
2.网络传输层，把下层（感知识别层）数据接入互联网，供上层服务使用，即传输信息。
3.综合应用层——处理应用信息，利用云计算、大数据、人工智能等各种智能计算技术，对随时收到的各种海量数据和信息进行分析处理，实现智能化处理和控制。
设计意图：通过讲解，和问题引导让学生进一步理解物联网的架构。
探究1：升级我们的教室
提出问题：对比我们现有教室，想一想我们还需要哪些设备或者再添加哪些功能后，我们的教室就可以升级成智慧教室了？（引导学生从架构的每一层寻找）
探究2：身边的物联网技术
1．以小组为单位，在结合探究任务一答案的基础上，延伸到以下设备：智能门铃、感应电灯、智能体重秤、ETCC（自助洗车），每小组确定一到二个设备作为研究对象。
2．要求学生上网查找相关资料了解这些设备的运行原理，并在下发的表格内填写探究成果)。
教师巡视指导，在给予充分探究时间后，邀请学生代表把发现成果分享给大家，并演示使用方法，说明工作原理和使用方法。
探究3：畅想未来—我的智能房间。
1.在教师已下发的表格中写出你的创新构想和设计要点。
2.并在下发的“我的智能房间”图片中“画一画”。
教师在巡视指导和发掘选择的基础上，邀请学生代表展示他的设计思路和畅想样稿。
教师组织学生多元化评价，并给予充分的肯定。
使用思维导图小结本课内容
设计意图：思维导图总结本课内容，可以让学生将本节课所学知识快速串联，便于记忆和理解。
1. 完善“我的智能房间”；
2. 提前了解关于物联网传感技术的资料，思考物联网是如何智能感知和获取信息的呢？
认识物联网
1.认识物联网
2.物联网架构
3.物联网的应用
第二节 物联网传感技术
1.
2.
传感器的种类及在生活中的应用。
传感器在生活中的应用。
提前了解关于物联网传感技术的资料，思考物联网是如何智能感知和获取信息的呢？
环节一. 情景导入
播放一段视频！边看边思考，你从中获取到了什么信息？
老师：人类对物理世界的感知能不能满足信息时代的发展要求？例如，上千度的温度，有毒有害气体，Pm2.5等。
学生：不能
老师：通过预习，相信大家已经知道，在物联网中，传感器作为重要的感知设备，可以有效解决以上问题。
设计意图：激发学生学习兴趣并引导学生进入学习状态。
环节二. 新课讲授
1.认识传感器
教师提出任务：学生自读概念并总结（P82）。
A. 传感器的定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息转换成为电信号或者其他形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
B．传感器的组成：
传感器是由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四个部分组成。
C．传感器的分类（PPT展示与人的感觉器官进行对比）
通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
2.传感器的应用（演示传感器的实际应用案例）
老师可以结合生活中传感器的应用，举例重点说说几种常见的传感器，扫地机器人，小米智能温湿度计。
学生讨论并汇报交流：
例如：光敏传感器/红外传感器/微波感应传感器：“网红”酷毙灯，实现自动感应，人来灯亮、人走灯灭的功能。
气敏传感器：它能感知特定气体，从而可以对气体进行检测、监控、报警。例如，教学楼内的烟雾报警器及消防报警系统，当检测到空气内有烟雾产生并达到一定浓度时报警系统就会响起。
设计意图：通过实例介绍，拓宽学生知识，激发学生兴趣。
Step 3. 问题探究
1. 智能家居中的传感器。
展示智能家居示意图，学生分组讨论智能家居中的传感器可以应用在哪些方面。
请小组代表回答。之后播放《智能家居视频》，让学生有直观上的体验
2. 智慧农业中传感器的应用。
学生分组讨论、网上搜索资料，分析传感器在农业中的应用，请小组代表回答。之后播放《智慧农业》视频，梳理和总结传感器在农业中的应用。
设计意图：通过智能家居和智慧农业两个实例活动，加深学生对传感器应用的理解，同时加深理解物联网并且感知物联网技术给生活带来的变化，渗透“万物互联“意识。
使用思维导图小结本课内容
提前了解物联网识别技术，并思考快递包裹智能分拣是如何实现的？
第二节 物联网传感技术
一、认识传感器
1、 定义：
2、 组成及原理:
3、 分类
二、传感器的应用
第三节 物联网识别技术
1.
2.
了解图形码识别技术、电子标签及RFID技术的应用
环节一. 情景导入
想一想我们眼中的事物和信息千差万别，我们怎样才能准确识别它们呢？
物联网识别技术，也称为自动识别技术。它是通过被识别物与识别装置之间的交互，自动获取被识别物的相关信息，并提供给计算机系统做进一步处理。
同学们讨论一下，你都知道哪些物联网识别技术？
常见的物联网识别技术有光符号识别、语音识别、虹膜识别、指纹识别、IC卡识别、图形码识别和RFID识别。
环节二. 新课讲授
1. 图形码识别技术
图形码识别技术是物联网中最常见的一种标签识别技术，主要包括条形码和二维码技术。图形码识别技术可以解决物联网中的物体识别问题。
A 依次介绍条形码和二维码的构成和所包含的信息。
B. 提出问题：同学们知道条形码和二维码的由来吗？
学生分两组分别在网上查找条形码和二维码的由来，并选择学生代表对搜索结果进行反馈。之后播放《条形码的由来》和《二维码的由来》视频。
C.提出问题：
（1）在生活中哪些地方可以见到条形码和二维码的身影呢？
（2）请大家思考还有哪些地方可能会用到条形码和二维码呢？
引导学生进行讨论并进行反馈。
2. RFID 技术与电子标签
电子标签是附着在标识物体上的电子器件。我们将每个物品赋予具有唯一性的电子编码，并存储在电子标签中。
通过视频《RFID》依次介绍RFID和电子标签的特性，组件，功能和实际应用。
设计意图：通过对资料的阅读，学生理解为什么是图形码识别技术，并能够将其很好的运用，深入研究物联网相关应用。
环节三. 合作探究
探究1. 与图形码相比较，电子标签的特点有哪些
分小组查阅资料并讨论，将讨论结果填写在下表中。
探究2. 快递包裹智能分拣是如何实现的？
分小组查阅资料并讨论，将讨论结果填写在下表中。
探究3. 奶牛的“耳环”
奶牛场的每头奶牛耳朵上都带有一个“耳环”(电子标签)，猜想一下奶牛的“耳环”里可能藏着哪些信息 存储了信息的“耳环”有哪些作用
探究4. 生活中还有哪些问题可以通过自动识别技术来解决，从而使我们的生活更加智能化呢 请举例。
1.自动识别家庭成员后开门。
2.当有人经过时楼道灯自动打开。
3.支付宝和微信的扫脸支付功能。
4.手机的指纹支付功能。
5.用面部识别打开手机。
6.语音助手控制智能家电。
7.乘坐公交车可以用支付宝或微信二维码进行支付。
8.掌纹、声纹、指纹识别解锁智能设备。
探究5. 物联网已经开始影响到我们生活的方方面面，那么它在便利我们生活的同时，会不会有不利影响呢，请大家讨论一下，如果有安全隐患的话，我们要怎样解决这些潜在的问题，你有什么好办法吗？
设计意图：通过丰富的探究活动，让学生能更加深刻的理解物联网对我们的影响，并引发学生思考，提高学生逆向思维能力。
使用思维导图小结本课内容。
利用所学知识，针对你发现的某一问题，设计一款物联网设备，画出草图并添加说明。
第三节 物联网识别技术
1.图形码识别技术
2.RFID技术和电子标签
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(共23张PPT)
教师：
认识物联网
1
了解什么是物联网
2
掌握物联网的架构
3
了解物联网的应用领域
学习目标
新课讲授
什么是物联网？
阅读教材内容、观看《物联网》视频，回答物联网的概念
物联网（The Internet of Things，简称IOT）就是物物相连的互联网
物联网的概念
新课讲授
物联网的架构
物联网是怎样实现万物互联的呢？
它有什么样的架构呢？
利用云计算、大数据、人工智能等各种智能计算技术，对随时收到的各种海量数据和信息进行分析处理，实现智能化处理和控制。
01
物联网的核心技术，既包括射频识别、无线传感器、也包括各种智能电子产品，用于感知识别信息。
感知识别层
02
03
物联网的架构
把下层（感知识别层）数据接入互联网，供上层服务使用，即传输信息。
网络传输层
综合应用层
架构分析
合作探究
升级我们的教室
对比我们现有教室，想一想我们还需要哪些设备或者再添加哪些功能后，我们的教室就可以升级成智慧教室了？
现有设备
升级设备
升级我们的教室
一体机（交互白板）
无线网络
广播系统
时钟
课桌椅
灯
窗帘
智能黑板（带一体机）
智能灯
智能窗帘
智能时钟
智能桌椅（提醒坐姿或休息）
智能空调
终端控制系统
电子班牌
语音控制器
合作探究
身边的物联网技术
我们身边有哪些物联网技术应用的实例呢？请大家以小组形式查找资料，分析以下设备原理，将结果填写到表格里。
组件
感应门铃就是通过各种传感器获知物体存在的信息，转换成电信号，传输到手机或其他智能终端上。
猫眼，门铃，摄像头，麦克风，无线通信模块
智能门铃
1
工作原理
智能电灯
2
组件
通过无线技术连接到用户的智能手机或智能终端并允许用户通过 APP或语音控制灯光。
灯，内置芯片，传感器，无线通信模块
工作原理
智能体 重秤
3
组件
利用传感器,在置物平台上放上重物后造成压力使表面发生形变而引发了内置电阻的形状变化, 通过集成电路运算后转换为相应的电信号,语音播报或传输到手机应用上。
主板，应变式称重传感器，重力传感器，显示屏，控制核心语音模块（提示音）：GSM模块/蓝牙模块/wifi模块（给手机或者电脑客户端发信息）
工作原理
ETCC(自主洗车)
4
组件
通过摄像头识别车牌，电子屏幕选择支付方式，选择洗车时间，系统自动生成支付二维码，用户扫描付款完，远端服务器收到支付款，下发指令，用户开始洗车。
自助洗车机终端、无线传输终端设备、数据中心三大部分组成。
工作原理
合作探究
我的智能房间
发挥你的想象，设计你自己的智能房间，请在下发的表格中填写你的创新构想和设计要点。
感知识别层
网络传输层
温湿度计、加湿器、空气净化器、智能窗帘、吸顶灯、阅读灯、智能音箱，计算机、平板、冰箱、门铃等
互联网、局域网连接设备，如：光猫、路由器等
我的智能房间
参
考
内
容
我的智能房间
参考图片
本课小结
走进物联网
概念
架构
识别
传输
应用
作业设计
1. 完善“我的智能房间”；
2. 提前了解关于物联网传感技术的资料，思考物联网是如何智能感知和获取信息的呢？
万物互联
未来已来(共24张PPT)
教师：
物联网传感技术
1
了解物联网中传感器的种类
2
熟悉传感器在生活中的应用
学习目标
新课讲授
认识传感器
阅读教材内容，总结传感器的定义、组成和分类
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息转换成为电信号或者其他形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的定义
敏感元件
传感器的组成
变换电路
辅助电源
转换元件
传感器的原理
被测量
物理、化学、生物等信息
电信号
敏感
元件
转换
元件
变换
电路
辅助电源
传感器的分类
热敏元件
光敏元件
力敏元件
磁敏元件
湿敏元件
声敏元件
放射性敏感元件
色敏元件
味敏元件
气敏元件
嗅觉（气敏传感器）
触觉(力敏传感器、温度传感器、湿度传感器)
传感器的分类
视觉(红外传感器、超声传感器、光敏传感器)
听觉（声音传感器）
味觉（化学传感器）
新课讲授
传感器的应用
传感器在日常生活中的应用有哪些呢？让我们一起来看几个实例
传感器
超声波传感器、红外测距传感器、接触传感器、红外光电传感器、防碰撞传感器、防跌落传感器、防过热传感器、集尘盒防满传感器、边缘检测传感器等众多传感器。
扫地机器人
1
传感器
包括感温元件、感湿元件。感温元件可以是热电偶、热敏电阻或半导体温度传感器等，它会随着环境温度的变化而产生电阻、电压等电学特性的变化。 而感湿元件可以是电容、电阻、电导等，它会随着环境湿度的变化而产生电学特性的变化。
温湿度计
2
请大家讨论或上网查找
传感器
光敏传感器、红外传感器、超声波传感器、声控传感器、微波感应传感器
“网红”酷毙灯
3
请大家讨论或上网查找
传感器
离子式烟雾传感器、
气敏式烟雾传感器
烟雾报警器
4
合作探究
智能家居中的传感器
请大家观看智能家居示意图，分组讨论在智能家居中的传感器可以应用在哪些方面？
智能家居中的传感器
智能家居中的传感器
智能家居中的传感器
合作探究
智慧农业中传感器的应用
请大家观看智慧农业动画，分组讨论、网上搜索资料，分析传感器可以怎样应用在农业中？
智慧农业中的传感器应用
本课小结
传感器的定义
传感器的分类
传感器的应用
认识传感器
互联网传感技术
的应用传感器
生活
医疗
环保
工业
农业
作业设计
提前了解物联网识别技术，并思考快递包裹智能分拣是如何实现的？
万物互联
未来已来(共25张PPT)
教师：
物联网识别技术
1
了解图形码识别技术
2
了解电子标签和RFID技术
学习目标
新课讲授
图形码识别技术
图形码识别技术是物联网中最常见的一种标签识别技术，主要包括条形码和二维码技术，请同学们和我一起来了解。
条形码是将多个宽度不等的黑条和白条按照一定的编码规则进行排列，用以表达一组信息的图形标识符。
条形码
将条形码转化为相应信息，需要经过扫描和译码两个过程。当条形码扫描器发出的光经过条形码反射后，白色条纹反射可见光，黑色条码则不反射，由此识别出信号“0”和“1”，最后根据对应的编码规则将台哦行吗符号转换为相应的数字与字符信息。
条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。
条形码承载的信息和用途
常规的条形码
条形码的外观
个性化的条形码
条形码的由来
二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形。
二维码
使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字、数值信息，通过编码，它可以存储图片、声音、文字、签字、指纹等数字化信息。当用智能终端扫描这些图像时，相关信息就会在智能终端屏幕上显示出来。
二维码的由来
（1）在生活中哪些地方可以见到条形码和二维码的身影呢？
（2）请大家思考还有哪些地方可能会用到条形码和二维码呢？
条形码和二维码的应用
新课讲授
RFID技术和电子标签
让我们通过视频来简单了解RFID技术和电子标签的相关知识
RFID技术
合作探究
电子标签的特点有哪些
与图形码相比较，电子标签的特点有哪些 分小组查阅资料并讨论，将讨论结果填写在下表中。
电子标签的特点有哪些
数据 存储量 读写速度 使用 便捷度 安全性 耐用性 感应效果
容量更大，数据可随时更新，可读写
无须直线对准扫描，读写速度更快，可多目标识别、运动识别
体积小，容易封装，可以嵌入产品内
专用芯片、序列号唯一、很难复制
无机械故障、寿命长、抗恶劣环境
快捷、识别准确率高
合作探究
快递包裹智能分拣是如何实现的？
分小组查阅资料并讨论，将讨论结果填写在下表中。
快递包裹智能分拣是如何实现的？
货物进入输入区，通过扫描仪或机器人等自动设备，自动识别包裹上的条码、标签或二维码信息，并进行实时记录和存储。然后，在开启分拣前，系统将自动对货物进行分类、排序，准备分拣。
货物经过输送带进入分拣区，系统通过智能算法对货物进行分类、排序，分门别类地将货物分发到对应的出货口。通过分拣区内的多个扫描仪、摄像头、传感器等设备，对货物进行实时监测，从而确保货物能够准确、快速地送到对应的出口。
物流自动分拣系统还需要配备自动化管理和控制系统。该系统包括计算机、数据库、人机界面等，利用自动化技术和信息技术，对货物分拣环节进行综合管理、监控和控制，从而实现自动售货、自动拣货、自动装箱、自动出货等操作。
识别和排序
自动分拣
自动化管理和控制
合作探究
奶牛的“耳环”
奶牛场的每头奶牛耳朵上都带有一个“耳环”(电子标签)，猜想一下奶牛的“耳环”里可能藏着哪些信息
存储了信息的“耳环”有哪些作用
“耳环”中有哪些信息
“耳环”有哪些作用
奶牛的“耳环”
品种
来源
生产性能
免疫状况
健康状况
畜主
出栏日期
2. 对数量众多的牲畜做到各个方面识别和对牲畜做到详细管理；
3. 体温监测，早期疾病预警
4. 实时定位，实时掌握牲畜位置信息
1. 追溯其来源，分清责任，堵塞漏洞；
合作探究
生活中的自动识别应用
生活中还有哪些问题可以通过自动识别技术来解决，从而使我们的生活更加智能化呢 请举例。
生活中的自动识别应用
1.自动识别家庭成员后开门。
2.当有人经过时楼道灯自动打开。
3.支付宝和微信的扫脸支付功能。
4.手机的指纹支付功能。
5.用面部识别打开手机。
6.语音助手控制智能家电。
7.乘坐公交车可以用支付宝或微信二维码进行支付。
8.掌纹、声纹、指纹识别解锁智能设备。
合作探究
物联网发展的潜在威胁
物联网已经开始影响到我们生活的方方面面，那么它在便利我们生活的同时，会不会有不利影响呢，请大家讨论一下，如果有安全隐患的话，我们要怎样解决这些潜在的问题，你有什么好办法吗？
本课小结
物联网识别技术
图形码
识别
技术
RFID技术
和
电子
标签
作业设计
利用所学知识，针对你发现的某一问题，设计一款物联网设备，画出草图并添加说明。
万物互联
未来已来

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