资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第1.3课《迎接物联网时代》教学设计
课题 迎接物联网时代 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：能准确识别物联网技术在交通、医疗、家居等领域的具体应用场景，具备主动挖掘物联网技术价值的意识。计算思维：能识别物联网核心要素及逻辑关系，独立设计简易应用方案，明确要素选型与分工。数字化学习与创新：能运用数字化工具搜集物联网的资料，通过整理、归纳形成结构化学习成果，提升数字化信息整合能力。信息社会责任：了解应对物联网信息安全挑战的技术手段与制度规范，明确个人在维护信息安全中的责任，增强依法依规使用物联网技术的意识。
教学重点 物联网在关键领域的典型应用案例及其价值体现。
教学难点 引导学生从技术应用延伸到对科技伦理、社会影响的深度思考，形成辩证视角。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第1.3课 迎接物联网时代1、观看视频2、问题情境物联网技术的应用，为产品增加了远程感知、远程操控、数据存储等功能。基于物联网技术的产品是如何运用这些功能解决问题的 物联网技术在用户体验、信息安全等方面给我们带来了怎样的挑战 课程新知导入。 帮助学生初步理解本课研究内容。
讲授新课 新知讲解：实践探究一、物联网的创新应用物联网应用广，助力提效减耗，我国聚焦社会治理、行业应用、民生消费三大领域。社会治理：服务城乡建设、资源管理与公共医疗，如智能网联汽车。行业应用：推动多行业数字化，如射频识别技术管原材料。民生消费：智能产品进家居、健康等领域，如智能手环监测。城市通勤效率降，优化交通控制是关键。（详细内容见教材p15页）随着物联网技术的发展，城市中大部分路口安装了具有联网功能的监控摄像头和地磁传感器。这些设备采集的违章、路况等信息，为智能交通控制系统提供了重要的数据支持。相关交通信息通过导航软件推送至手机终端，能够辅助市民规划出行方案。智能交通控制系统结构如图1-7所示。绿波带是一种基于物联网的智能交通控制机制。在绿波带中，道路上的摄像头、交通信号灯全部统一管理。在记录每天各时段、各路段车流量数据的基础上，交通控制中心分析相关数据并生成信号灯控制策略。车辆以绿波速度行驶时，在一般情况下，所经过的绿波带中的每一个路口都是绿灯。如图1-8所示。基于物联网的智能交通控制系统已经在全国广泛建设。小知识智能门锁 “指纹解锁” 属于感知还是传输？核心是感知：指纹解锁靠门锁的指纹传感器采集指纹信息，属于物联网“感知层采集数据”的功能，所以是感知。不属于传输：传输是把数据传给其他设备（如云端），而指纹信息多在门锁本地处理，不用向外传，因此不是传输。查一查通过查询新闻报道等途径，了解你所生活的地方是否建设了基于物联网的交通控制系统，物联网技术在交通领域中的应用给人们带来了怎样的体验。城市路口更智能：石家庄 43 个重点路口，信号灯随车流调时长，还能优先放行急救车，通行效率升 32%，事故降 45%。隧道巡检更高效：张涿高速隧道用巡检机器人，效率比人工高 5 倍，能及时收集环境、交通数据。二、物联网时代的挑战物联网在应用过程中面临以下几个方面的挑战。1.安全性挑战物联网安全涵盖多属性保护，涉及信息全流程及网络物理安全等方面。人为攻击、灾害、软硬件缺陷等易引发物联网安全问题，需组合策略防范。物联网设备传输信息易遭第三方监听、劫持，平台存用户信息泄露风险。应对物联网安全威胁，技术上提升设备安全性、强化远程权限认证；法律上纳入国标、打击犯罪。（详细内容见教材p17页）查一查以小组为单位查阅资料，了解有哪些技术手段可以用来保障物联网设备安全，以及我国的相关法律法规有哪些。（观看教材p18页胰岛素案例进行分析并回答）安全技术手段安全认证：给设备设唯一标识和权限，防未授权访问。固件验证：启动时查固件真假，防篡改。网络防护：用 IDS/IPS 监测攻击，VPN 加密通信。数据加密：敏感数据传输、存储都加密，无关信息脱敏。漏洞管理：定期扫漏洞，及时更新设备修复问题。相关法规《网络安全法》：基础法规，定网络安全、设备保护基本准则。《数据安全法》：规范物联网数据收集、存储等环节安全。《关键信息基础设施安全保护条例》：约束关键领域物联网设备保护。《网络产品安全漏洞管理规定》：要求厂商及时修复设备漏洞。2.兼容性挑战智能家居等物联网设备兼容性差，各品牌平台多仅支持自身产品，用户选购、使用不便，可选范围小。兼容问题涉技术与商业，部分厂商刻意不兼容，跨品牌兼容需协调开发，还可能牺牲功能性能。厂商和行业组织采取行动，如开放平台、推出协议，支持协议可破品牌限制。（详细内容见教材p18页）试一试分别从用户和生产商的角度分析物联网设备兼容性问题的成因和解决方案，并说说你对兼容性问题的看法。成因：用户：分品牌买设备（如 A 灯、B 插座），标准不统一；买时没看是否支持通用协议（如 WiFi）。生产商：推自有封闭技术抢市场，设 “壁垒”；兼容多协议费钱费研发，中小厂商不愿投入。解决方案：用户：优先选支持通用协议或开放平台的设备；用智能网关连接不同协议设备。生产商：遵循行业统一标准，少搞封闭技术加入开放联盟，共享接口实现互通。看法：兼容性是 “万物互联” 的关键。现在问题是厂商靠封闭生态抢市场，和用户 “联动需求” 矛盾。长期看，用户需求会倒逼厂商开放，行业也可能出强制标准。用户要理性选，厂商靠兼容才能共赢。3.人机交互挑战物联网设备功能拓展让人机交互形式更丰富，但交互界面变复杂，老年用户学习难，部分语音设备指令设计死板。部分设备对自然语义理解弱，指令格式受限，影响用户使用，降低满意度，如图1-9所示。产品设计要重视人文关怀，通过不同阶段的用户研究、创新探索与优化，提升产品适用性和用户满意度。详细内容见教材p19页人文关怀是产品设计中的重要课题，良好的人机交互界面是体现产品人文关怀的重要形式。在产品设计初期，应重视用户研究，了解不同人群的使用需求；在制订设计方案时，应广开思路，进行创新探索；在产品测试阶段，应听取用户的测试反馈，不断优化产品。这样才能提高产品的适用性，提升用户的满意度。产品设计还有哪些阶段能融入人文关怀？市场调研阶段：重点关注残障人士、老年人等群体需求，同时挖掘用户潜在情感需求。概念设计阶段：考虑产品在不同场景的使用需求，融入环保理念选环保材料、减浪费。维护更新阶段：提供多渠道售后支持，依用户反馈持续优化产品、延长使用寿命。四、课堂练习了解几款常见的手机应用软件所做的适老设计，填入表1-4中。选择一种物联网产品，在保证功能完整的情况下尝试对其人机交互界面进行适老优化，用计算机绘制界面设计方案。应用软件适老设计某打车软件支持一键进入 “助老模式”；在助老模式下，页面字体较大，支持一键叫车，并可以不输入出行终点信息某购物软件设有 “长辈版”，界面字体放大，布局更简洁，商品分类突出实用生活品，支持语音搜索和一键联系客服某社交软件推出 “老年友好版”，简化操作流程，聊天界面字体加大，有常用语快捷发送，还能设置亲友快捷呼叫五、拓展延伸1、数字鸿沟因多种原因形成，在经济社会的不同发展阶段，不同地区、不同行业、不同人群面临的信息科技问题各不相同，其实质是信息时代的社会问题。查阅资料并分析，数字鸿沟在物联网领域有哪些具体体现 哪些措施可以用于弥合物联网领域的数字鸿沟 具体体现：技能差：老人、低学历人群不会用物联网设备。成本高：经济差的人买不起设备、付不起使用费。覆盖不均：偏远地区没网络，物联网用不了。弥合措施教技能：通过社区、学校教不同人群用物联网设备。降成本：厂商减设备成本，政府补贴使用费。补基建：用卫星等技术给偏远地区通网络。物联网的双重属性物联网技术的发展对个人隐私有哪些潜在威胁？ 分析物联网在智能交通的应用（如绿波带、监控设备），解读系统结构，说明数据流转对通勤优化的作用。学习相关知识。完成查一查理物联网安全性挑战要点，分组讨论技术与法律应对措施，结合教材案例分析风险防范逻辑。完成查一查分析物联网设备兼容问题案例，探讨厂商应对措施，结合教材梳理解决方案。完成试一试分析物联网设备交互问题，结合人文关怀思考设计优化方向，提出改进建议。完成练习题。进行知识拓展。 理解物联网在社会治理的应用价值，提升信息分析能力，建立技术服务生活的认知。通过案例辨析，理解物联网感知层功能，区分感知与传输，提升信息判断与逻辑表达能力。培养信息查询能力，感知物联网交通价值，理解技术对生活效率与安全的提升作用。让学生理解物联网安全核心问题，培养信息安全意识，提升分析与解决问题能力，树立合规使用物联网的责任认知。掌握安全技术与法规，提升信息安全意识，培养资料整合与案例分析能力，树立合规使用意识。理解兼容挑战成因，提升信息分析能力，树立技术与商业协同解决问题的意识。提升分析问题能力，理解物联网生态，树立全局思维，培养解决实际问题的意识。理解人机交互中人文关怀的重要性，培养发现问题、优化设计的能力，提升产品设计素养。考察学生学以致用的能力，深化对本课知识内容的理解和掌握。拓宽学生知识面。
课堂小结 迎接物联网时代1.物联网的创新应用2.物联网技术的体验3.物联网时代的挑战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 结合具体案例（如某省城乡或不同区域），分析该地区数字鸿沟形成的 3-5 项核心原因，并说明这些原因如何体现 “信息时代社会问题” 的本质？ 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）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑