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本课内容属于教育部《义务教育劳动课程标准（2022 年版）》中第四学段 （7～9 年级）的任务群 7：新技术体验与应用。当前，随着大数据、物联网、云 计算、人工智能等新一代信息技术的兴起，人们的劳动生产和生活方式发生了新 变化，人类社会已经从工业化时代进入了新技术时代。新技术时代，智能化劳动 工具取代手工劳动工具，把人类从繁重的体力劳动中解放出来。社会分工不断细 化、复杂化，脑力劳动和创造性劳动的比重不断增加，高科技含量的劳动变得越 来越重要。本课围绕科技发展和产业变革，注重新兴技术支撑与家庭劳动生活相 结合，开展课程教学活动，旨在让学生在劳动观念方面，能认识到智能家居的应 用改变了劳动方式，创造了美好生活，树立劳动光荣、技能宝贵、创造伟大的观 念；在劳动能力方面，能根据需要，使用某项新技术设计制作简单的产品模型或 原型，并独立完成产品的技术测试；在劳动习惯和品质方面，养成用科学思维去 解决问题的习惯，提升对新知识、新技能开放且积极学习的能力和品质；在劳动 精神方面，树立不断追求品质、精益求精、刻苦专研的科研精神。
1.行为目标：了解智能家居用品的基本概念、功能和设计原则；掌握至少一 种智能家居的制作技能；能够设计和制作出具有实用价值的智能家居用品。
2.认知目标：通过个体体验等多样化的学习形式，感悟智能家居这一热门 应用给生活带来的便捷；通过学习，设计制作出能用于生活实际的智能家居用品， 激发学生对新技术的兴趣。
1.重点：学会并掌握一种智能家居用品的制作技能，能够设计和制作出具有 实用价值的智能家居用品。
2.难点：结合生活实际设计与制作出具有实用价值的智能家居用品。
1.课时：2 课时
2.场地：劳动活动实践室
3.课前准备：
（1）教师准备：PPT，劳动活动实践室，4 组智能挥手灯制作元器件（主控 板、LED 灯、继电器、红外避障传感器、电池盒、3D 打印耗材、数据线）。
（2）学生准备：了解智能家居用品的概念及相关知识，白纸，笔，直尺。
课时 1
设计意图：阅读故事，导入本课主题，让学生初步了解智能家居在生活中的便利 之处，激发学生对智能家居用品的兴趣。
教学步骤：
1.教师指导班级学生分成 4 个小组，每组之间以接龙的方式依次朗读“劳动 最光荣 ”板块的小故事。
2.学生朗读完成后教师提问：故事中的主人公感受到了智能家居用品带给生 活的便利，同学们在生活中接触过哪些智能家居用品呢？（教师引导学生回答）
3.教师依据学生的回答先作问题小结，再结合 PPT 展示生活中常见的智能家 居用品，并简要地说一说每一种智能家居的用处。
4.教师提问：智能家居用品进入我们的生活，给我的生活带来便利，也为我 们的生活增添了科技感，那么智能家居的概念是什么呢？（教师请学生回答。）
5.学生回答之后教师用PPT 展示出智能家居的概念并讲解：智能家居是指利 用计算机、通信技术、网络技术、传感器技术等多种高科技手段,将家庭中的各 种设备、设施和管理模式相互链接，实现家庭智能化的一种系统。智能家居的核 心就是“智能 ”，通过对各种设备进行智能化的控制和管理,不仅可以实现家居 的自动化控制，而且能使生活变得更加智能和便捷。
（注：此活动对应教材第52～54 页内容）
设计意图：通过教师引导、小组讨论等探究活动，学生能结合生活实际需求找到 自己想要的智能家居用品，并能够形成方案参与初步构思与设计。
教学步骤：
1.教师引导并提问：在日常生活中，我们每个人都有对智能家居用品的需求。 比如智能挥手灯，能用语音控制的音箱，能用手势控制盖子开合的垃圾桶，能远 程控制的扫地机、宠物喂食器，等等。那同学们觉得自己最需要一个什么样的智 能家居用品呢？它能有什么用处呢？请同学们思考一下再回答。
2.教师根据学生的回答情况作问题小结，并指导学生分小组完成教材第 52 页的“需求记录表 ”。教师提示学生要写出自己想要的智能家居用品具体能做什 么，在什么环境和情况下使用，用什么样的方式操作它，具体是什么物品，使用 者是谁。
3.学生填写完成之后，教师请学生分享自己想要的智能家居用品能实现哪些 需求。教师根据学生的分享进行评价，并指导学生分小组讨论要怎么做才能制作 出一个可以满足我们需求的智能家居用品。教师要提示学生将讨论出的具体解决 方案记录在教材第 53 页上对应的表格中。
4.学生在讨论和填写的过程中，教师要巡视课堂活动的开展并指导学生参与 讨论，要及时解答学生的疑问和困惑。学生完成解决方案的讨论和填写后，教师 请每个小组推荐 1 名学生分享自己的记录表。
5.教师小结：同学们对自己需要一个什么样的智能家居用品，要怎么操作才 能让这个智能家居用品满足自己的需求有了初步的认识和想法。同学们设计的方 案具体能否实施还需要进一步的分析论证。
6.教师以步骤4 中进行方案分享的学生的解决方案为示例，与班级同学们一 起进行不同维度的分析、论证方案的可实施性。分析论证完成之后再由各同学依 据示例分析、论证自己方案的可实施性。（教师提示学生在分析、论证过程中完 成教材第 53 页下方表格的填写）
7.教师指导学生设计自己想要的智能家居用品。在学生开始设计之前，教师 可用PPT 先展示并讲解一种智能家居用品的设计图，如智能挥手灯。学生设计过 程中教师要实时检查学生的设计情况，并提示学生准确批注出每一处的准确数据。
8.学生设计完成之后，教师指导学生以小组为单位，内部传阅每一位学生的 设计图，小组内再自行推荐出设计得最好的设计图由教师展示给其他小组。
9.设计图展示完成后，由教师讲解封装方案的相关内容，并给学生演示用 3D 打印机打印模型，或用激光切割机切割结构件。（若教学条件不允许课堂演 示 3D 打印、激光切割，教师可选择利用视频资料给学生讲解，并提前准备 3D
打印模型和激光切割的结构件）
10.教师总结：智能家居技术的快速发展，为我们的生活带来了诸多便利。 制作出一种适合我们生活需要的智能家居用品，是一件需要智慧且极具挑战的事 情。这节课同学们根据自己的需求，简单地设计了一种自己想要的智能家居用品。 下一节课，老师将带着大家制作一个我们生活中常见的智能家居用品。
活动 2 制作智能挥手灯
（注：此活动对应教材第55～56 页内容，活动不固定，教师可以结合实际 开展其他制作活动）
设计意图：通过教师讲解智能挥手灯制作的相关要点及指导学生制作，提高学生 的实践活动参与度，培养学生的科技制作兴趣。
教学步骤：
1.教师导入本节课的主要任务：上一节课同学们了解了智能家居用品的概 念，也参与设计了自己想要的智能家居用品。这一节课老师将带着同学们一起来 制作一个我们常见的智能家居用品——智能挥手灯。
2.教师把提前准备的智能挥手灯制作元器件分发给 4 个小组，让各小组同学 先观察，再梳理出有哪些元器件及数量，并将名称及数量填写在教材第 55 页上 方的表格中。表格如下：
元器件名称 数量
主控板 1 块
LED 灯 1 盏
继电器 1 个
红外避障传感器 1 个
电池盒 1 个
3D 打印耗材 1 卷
数据线 1 根
3.教师结合 PPT 及实物讲解每一个元器件的连接方式、用法及作用。讲解完 成之后示范并指导各组学生完成各个元器件之间的连接，组合成一个简易的智能 挥手灯。（讲解过程中教师要提示学生记录每个硬件与传感器之间的连接方式及 过程）
4.完成连接后教师可以用电脑给学生进行算法设计、封装调试、优化过程的 演练。（演练过程中教师提示学生记录相关要点及过程）
5.教师指导各组学生进行算法设计、封装调试、优化过程的操作。操作过程 中各小组由 1 位同学记录每个环节的操作结果。
6.教师总结并布置课后任务：智能挥手灯是众多智能家居用品中较容易设 计与制作的一种。今天教大家制作了一个简易的智能挥手灯，请同学在课后能够 自己重新制作一个更加精美的智能挥手灯。
设计意图：引导学生进行劳动成果展示，回顾劳动实践过程，体会劳动带来的喜 悦感和成就感，也进一步认识智能家居设计与制作。
教学步骤：
1.教师指导 4 个小组的同学分别展示本组制作完成的智能挥手灯。展示完成 之后教师请学生说一说自己在参与制作智能挥手灯的过程中有什么样的表现，又 有什么样的收获和感想。
2.教师根据学生的回答进行简要点评，指导学生完成教材第 57 页上方的“评 一评 ”中的自我评价。
3.教师引导学生回想自己在整个学习及劳动实践活动中出现的困难，又是怎 么解决的，未来怎么做才能做得更好。请学生分享并填写在教材第 57 页相应的 横线处。
4.教师总结：智能家居设计与制作需要丰富的知识和技术储备，现阶段同学 们所掌握的知识和技术显然是不够的。期待同学们在以后的生活中能够多关注智 能家居的发展和进步，能学习更多有关智能家居的设计与制造技术，为未来的智 能生活科技发展贡献自己的力量。
设计意图：巩固已学技能，补充新知识，进一步丰富学生的知识和技能储备。
教学步骤：
教师运用 PPT 回顾与智能挥手灯的制作相关的内容，并讲解教材第 59 页“知 识窗 ”所涵盖的内容。
智能家居相关技术
智能家居是多技术融合的领域，涵盖了物联网、自动控制、云计算、大数据、
人工智能、信息安全等众多技术。
1.物联网技术
物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将物与网络相连接，进行信 息交换和通信，实现物与物、物与人的连接，从而实现对物的智能化感知、识别 和管理。物联网技术涉及感知、通信网络等关键技术。感知技术使得智能家居系 统可以对物理世界进行感知和识别，通过通信网络进行感知数据和控制指令的传 输，并对感知数据进行分析和处理，进而实现人与物、物与物之间的信息交互。 智能家居通信网络可以分为有线和无线两种。有线网络的代表有 USB、串口、以 太网、PLC 等；无线网络的代表有蓝牙、NFC、ZigBee、Z-Wave、WLAN 等无线通 信技术以及 2G、3G、4G、5G 蜂窝网络和 NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox 等低功耗 广域网络（LPWAN）技术。
2. 自动控制技术
自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控 制系统来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的 目标。智能家居中的自动化控制技术可以部署在云服务器，也可以部署在家庭边 缘计算节点，为用户实现个性化、场景化、 自动化控制提供技术方案。
3.云计算技术
云计算是一种基于互联网随时随地、按需使用网络、服务器、存储、应用软 件、服务等共享资源的技术。智能家居管理平台利用云计算技术，具备灵活开放 的能力，云计算的关键技术包括对象存储和虚拟化等。
4.大数据技术
智能家居系统所产生的数据的覆盖面非常广，既有硬件传感器的数据和硬件 本身的数据运行状态，也包括用户和硬件交互的数据，还有用户通过 APP 等客户 端产生的数据，更有用户自身的使用习惯和生活场景的数据，等等。这就导致智 能家居所产生数据的积累速度和数量都很大。数据的发布订阅技术，为智能家居 设备间互联互通所衍生出的各种生活场景提供了数据通道，每一个智能家居设备 既是数据的生产者，也是数据的消费者。
大数据是智能家居竞争的制高点，不仅可以帮助企业挖掘用户的设备使用行 为，让厂商可以了解自己的用户、优化产品策略和市场策略，还可以对用户进行 学习，建立用户画像，针对不同的用户提供个性化智能体验，等等。
5.人工智能技术
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术 及应用系统的一门新的技术科学。例如，智能语音在智能家居领域有着广泛的应
用，使用语音控制智能家居可显著提升用户体验；智能视觉应用于智能家居中的 安防监控，智能摄像头等终端可以根据人工智能视频与图像算法进行识别、跟踪、 判断和决策。人工智能与物联网相互融合的AIoT，是目前智能家居最重要的技 术发展方向之一，不仅能够实现智能家居设备和场景间的互联互通，还可实现物- 物、人-物、物-人、人-物-服务之间的连接和数据的互通，以及通过人工智能技 术对物联网的赋能进而实现万物之间的相互融合。
6.信息安全技术
智能家居系统及设备所面临的信息安全威胁远远超过易被入侵的计算机。智 能设备信息网络的开放性及形式多样性导致系统极易受到黑客及恶意软件入侵， 严重威胁用户的自身安全。因此，必须设置具有针对性的信息安全防护系统，为 用户提供严密的保护机制，使得智能家居网络中的服务系统及数据免受攻击。
评价目标 水平 1 水平2 水平3
了解智能家居用品的基本概念 、功能和设计原 则；掌握至少一种智能家居用品的制作技能；能够设计和制作出具有实价值的智能家居用品 能 掌 握 智能 家 居 用品 的 基 本 概念，初步掌握 日 常 智能 家居 用品的功能及设计原则 能熟知智能家居用品的基本概念，掌握常见智能家居用品的功能和设计原则；能学会一种智能家 居用品的设计与制作技能 能 自主探究， 了解智能 家居用品的概念、功能 和设计原则 ; 能结合生 活实际需求，掌握至少 一种智能家居用品的制 作技能，且能进行设计 与制作
通过个体体验等多样化的学习形式，感悟智能家居这一热门应用给生活 带来的便捷；通过学习、 设计与制作出智能家居用品，并用于生活实际， 激发学生对新技术的兴趣 能 初 步 感受 到 智 能 家 居 用 品 在 日 常 生 活中存在的价值 能认识到不同的智能家居用品给日常生活带来的便捷；能积极参与智能家居用品的学习、设计与制作，萌发对智能家居探 究的兴趣 能准确认识到各种各样 的智能家居用品给现代 生活带来的便捷；能主 动学习新技术，探究掌 握智能家居用品的设计 与制作技能；能极大地 激发对现代化新技术的 兴趣

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