资源简介

第2课 《走进物联网》教学设计
【课标内容要求】
通过对真实场景中物联网应用实例的剖析 ，认识物联网实现万物互联的基本原理。
【教学内容分析】
通过对真实场景中物联网应用实例的剖析，认识物联网实现万物互联的基本原理，了解物联网的特征和架构，为设计并搭建简易物联网系统原型打下基础。
【教学目标】
1. 通过对真实场景中物联网应用实例的应用体验和剖析，了解物联网的特征。
2. 通过对真实场景中物联网应用实例的剖析，初步了解物联网的架构。
3. 尝试剖析物联网应用实例，结合实例对物联网特征和架构进行具体化描述，绘制实例物联网架构示意图。
重点：了解掌握物联网的特征和架构相关概念，并能够结合实例对物联网特征和架构进行具体化描述，绘制实例物联网架构示意图。
难点：结合实例对物联网特征和架构进行具体化描述，绘制此实例物联网架构示意图。
【核心素养指向】
引导学生理解物联网的架构，了解各种信息传感设备和通信网络的作用，培养学生的信息意识、计算思维和问题解决能力，掌握物联网的运行原理和流程，为数字化学习与创新能力打好基础，有助于学生在未来的数字世界中更好地适应和生存。
【学情分析】
初中七年级的学生掌握了基本的计算机操作技能，并对物联网应用有所接触和了解，如智能家居系统、无人超市、共享单车系统等，这些都为他们理解物联网的特征和架构提供了实例的参照。但由于初一学生对通信技术、网络技术、传感网技术和自动化技术等这些知识还是比较缺乏，所以在学习物联网概念时可能会感到抽象和难以理解，尤其是在感知层、网络层、平台层、应用层的架构方面，可能难以理解各个层次的功能和关联。另外，对学生来说，结合物联网应用实例对物联网特征和架构进行具体化描述可能也需要进一步的解释和引导。
【设计构想】
1. 整体设想功能、技术、文化：
功能：通过本课学习，学生能够了解物联网的特征和架构，包括全面感知、可靠传递和智能处理的特征，以及感知层、网络层、平台层、应用层四层架构
技术：引导学生了解物联网的技术构成和相关技术知识，如传感器、网络通信等。通过亲身体验和思考，培养学生的探究问题、解决问题的能力。
文化：学生将感受到物联网对生活和社会的改变，培养其对信息技术的兴趣和热爱。
2. 教法学法
通过讲解、示意图和案例分析，向学生介绍物联网的特征和架构概念，帮助学生理解和记忆。
采用启发式和探究式教学方法，通过提问和讨论的方式，激发学生的思考和参与，深化对物联网特征和架构的理解。
结合小组活动，学生进行小组讨论和分享，培养学生的合作能力和表达能力。
3. 情境与任务：
情境：假设学生们身处智能家居系统的环境，体验并剖析智能家居系统的工作原理和流程，归纳和总结物联网的特征和架构。
任务：学生需要列举物联网在生活中的应用实例，并尝试画出该实例的物联网架构示意图。
4. 学生活动：
学生通过观看物联网应用实例结合自己应用体验，归纳总结物联网的特征。
在教师引导下，通过对物联网实例智能家居系统的剖析，了解工作原理及流程，理解物联网的架构。
学生们分组进行小研究，选择一个具体的物联网应用领域（如无人超市民、共享单车等），深入研究该领域的应用案例和技术原理，并绘制架构示意图，并展示分享。
5. 核心素养的落实：
信息素养：学生通过获取、评估和利用信息，了解物联网的相关特征和架构知识。
创新素养：尝试剖析物联网实例，展示对物联网技术的创新思维和实际应用能力。
合作素养：通过小组合作学习，学生培养合作精神和团队意识。
6. 评价设计：
过程性评价：教师在课堂上通过观察学生的参与程度、讨论表现以及小组展示的质量等方面，来监控学生的学习过程，并及时给予肯定和指导。同时，教师可以通过提问和解答学生问题的方式，鼓励学生的反思和深入思考。
终结性评价：学生最后要表现出对物联网特征和架构的理解以及物联网在生活中的应用案例的分析和归纳。他们需要准确地列举出物联网的特征，能够绘制出物联网架构示意图，同时能够深入了解某个具体领域的物联网应用，并进行展示和分享。这些表现将反映学生对所学知识和能力的掌握程度，以及其对物联网的理解和应用能力的发展程度。
【教学环境及资源准备】
教学场所：计算机教室，投影设备正常工作。
教学工具：计算机、投影仪、基础米家智能套装、米家App 。
3. 教学资源：物联网相关PPT、相关物联网应用实例视频，物联网架构示意图模板。
【教学活动设计】
学习 任务 学习过程 设计意图 用时
教师活动 学生活动
导入 播放物联网常见应用实例《智能家居系统》，引导学生回顾上一节课的学习内容，物联网的基本概念和应用。 回顾上一节课的内容，复习物联网的基本概念和应用。 通过回顾和展示物联网应用实例，激发学生的学习兴趣，同时引入本节课的教学内容铺垫。 4
知识 讲授（1） 结合《智能家居系统》实例，提出问题：“只要给家电配上传感器就是智能家电了吗？”引导学生思考普通家电配上传感器与智能家居系统的区别。 教师总结学生的回答，澄清概念，通过智能家居系统实例引导学生将物联网的特征概括出来 全面感知：通过传感器等设备，实时获取环境信息。 可靠传递：将感知到的信息通过稳定、高效的网络传输到服务器进行处理。 智能处理：利用人工智能和机器学习技术，对收集到的信息进行分析并做出智能决策。 针对教师提出的问题，学生积极思考，通过交流讨论、分享观点等形式解答这个问题。通过对家电配上传感器与智能家电（家居）的区别比较，在教师的引导下探究归纳总结物联网的特征，并将这些特征应用到问题的解答中。 通过学生探究教师总结讲解，让学生明白物联网不仅仅是传感器的应用，而是涉及到信息传输、数据处理等多个环节，涉及到多个领域的综合性技术。从而理解掌握本课的第一个教学目标物联网的三大特征及其在日常生活中的应用。 从区别比较和具体实例分析引入概念，有利于学生掌握理解物联网的特征这一知识点。 8
知识 讲授（2） 教师引导剖析智能家居系统是如何实现物联网特性的，其工作原理及流程，并尝试画出其物联网架构示意图。 通过对智能家居系统工作原理及流程分析，概括物联网的架构： 感知层：智能家居系统中使用各种传感器来感知环境信息，例如温度、湿度、光线等。这些传感器将收集到的数据转换为电子信号。 2. 网络层：通过网络设备，如路由器或Wi-Fi，将感知层收集到的数据进行传输。这样各个家居设备之间可以互相连接和通信。 3. 平台层：智能家居系统中的平台层主要是一个中心的处理和控制中心，也可以叫做智能家居服务器或云服务器。它接收来自网络层的数据，并通过分析和处理这些数据来提供智能化的服务。 4. 应用层：用户可以通过手机APP、电脑等界面与智能家居系统进行交互。他们可以远程控制家居设备，如调节温度、打开灯光等。同时，他们也可以从应用层接收智能家居系统提供的各种信息和提示。 智能家居系统物联网的架构示意图： 聆听教师讲解和示例，结合学生应用体验，剖析智能家居系统的基本工作原理和流程。 跟随教师的讲解，师生共同讨论并归纳智能家居系统的物联网工作原理和流程，概括物联网的架构一般由感知层、网络层、平台层和应用层四层组成。在教师引导下尝试绘制智能家居系统物联网架构的示意图。 通过对具体实例剖析，让学生更好地了解物联网四层架构的具体应用，培养学生的分析和理解能力。通过展示和交流，学生可以进一步巩固对物联网架构的理解，同时培养学生的表达能力和批判思维。 通过绘制智能家居系统实例的物联网架构示意图，可以更直观地了解物联网的架构以及物联网工作原理和流程。为下阶段学习物联网的原型设计打下基础 10
实例 剖析 展示共享单车、无人超市两个物联网应用实例相关材料。 学生按分组选择一个，结合自身应用体验剖析其工作原理和流程，要求学生通过小组讨论合作绘制此实例的物联网架构示意图，展示分享并组间补充。 学生分组选择展示共享单车或无人超市的物联网应用实例，根据教师提供的材料，结合自身应用体验，进行小组讨论，共同绘制物联网架构示意图。 小组代表分享示意图，并详细介绍所选实例的工作原理和流程。其他小组可补充或提出疑问。 物联网架构、工作原理和流程是本节课的教学重点。通过学生小组讨论绘制物联网应用实例示意图、分享和补充等环节，可以使学生更好地理解物联网的工作原理和各个层次的功能和关联，从而更好地掌握本节课的教学重难点。 10
课堂 练习 讲解分析 及时发现问题，并对学生的学习进行针对性的引导和帮助。 完成课本练习 了解学生对知识的理解程度和掌握情况。通过检测学习效果，老师可以及时发现问题和巩固薄弱环节。 4
归纳总结 用思维导图板书归纳总结本节课的学习内容。 聆听，进一步加深对知识的理解和记忆 帮助学生将课堂上所学到的各个知识点进行整合和梳理，形成一个清晰的知识框架 4
板书设计：

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