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第3课 环境数据要感知 教学设计
课题 环境数据要感知 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】物联网的基本含义是“万物互联”，即在互联网的基础上，将人与人的互联延伸扩展到人与物、物与物的互联。物联网的出现极大地扩展了人们的生活、学习和工作空间，推动了现实世界与数字世界相互融合。物联网是继互联网之后又一种新型信息基础设施，是推动大数据和人工智能等信息科技发展与普及不可或缺的重要组成部分。本单元是“物联网实践与探索”课程的起始单元，主要介绍物联网的基本知识及传感器等内容。本单元围绕“从感知到物联”的主题，从探讨“寻找身边能联网的物品”出发，通过感受身边的物联网，探索物联网与互联网的关系，引出物联网中重要的感知设备——传感器，开展传感器和物联网实践，引导学生认识物联网的普及对学习和生活的影响，进而理解物联网的价值。【内容结构】
核心素养 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：在实践应用中，熟悉数字平台中技术工具、软件系统的功能与应用，知道数字设备获取数据的方法，理解网络中数据编码、传输和呈现的原理。3. 数字化学习与创新：在学习过程中，了解物联网“大场景”“小应用”的特点，选择恰当的数字设备和数字平台支持学习。4. 信息社会责任：在物联网应用中，了解网络空间中物品标识和虚拟身份的意义，知道数据安全防护的常用方法和策略，保护个人隐私，尊重他人隐私。
重点 了解利用传感器获取数据的方法；进一步了解传感器的应用。
难点 利用传感器开展实践探索。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【情境导入】声音无处不在……生理学上认为，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音都是噪声。噪声与人们的健康息息相关，当噪声过大时，不仅会损伤人耳的听力，还会影响人的神经系统、损害心脑血管系统。【问题情境】那么，如何检测周围环境的声音呢？【引导分析+建构】可以利用声音传感器。家庭中，它捕捉家电、电视等噪声，超标时联动设备自动调节或关闭，守护家人静谧空间；工业车间里，实时监测设备噪声，及时预警故障风险，保障生产安全；城市环境中，分布式传感器组成监测网络，精准采集交通、施工噪声数据，助力环保治理。同时，它可嵌入穿戴设备，实时提醒噪声超标，主动守护听力，让噪声防护更精准高效。 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、使用智能终端开展实践【学习探究】智能终端有很多内置的传感器，如声音传感器、光敏传感器、加速度传感器、磁力传感器、位置传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、陀螺仪等。在智能终端应用商店中，有一些软件可以利用智能终端内置的传感器检测环境中的数据，并在智能终端的屏幕显示数据。那么，有没有适合检测噪声的应用软件？【合作探究】查阅资料，有哪些应用软件可以用来检测噪声？（注意：资料的来源？资料的准确性如何？）这些应用软件的主要功能是什么？（提示：可通过AI、搜索引擎、应用软件官网等途径了解。）【举例】噪音分贝仪：具备高精度的环境噪音检测能力，能即时显示当前环境的分贝数值，还支持将测量数据连同地理位置一并保存，便于后期查阅与分析。分贝仪噪音检测：提供精准的声音强度读数，自动记录历史测量数据，并按时间顺序进行分类整理，方便用户对比不同时段的数据，掌握环境噪音的变化趋势。分贝测试仪：以可视化图表形式展现噪音随时间变化的趋势曲线，让用户更直观地观察声音波动情况。【思考-讨论】对找到的应用软件，可以如何分类？【举例】（1）专门检测噪声的应用软件。 如：噪声仪、分贝仪……（2）集成多种传感器数据的应用软件。【实践探究】安装检测噪声的应用软件。安装并启动具有检测声音分贝值的软件，把智能终端放在选定的测量位置，观察当前环境的声音数据。探索噪声检测的灵敏度及传感器的位置。观察拍手、说话或唱歌时声音数据的变化。找到智能终端中麦克风的位置，用手捂住，观察并记录声音数据。【实践总结】1．我选择的检测噪声的应用软件是 __________；2．检测的声音数据为 ____________；3．声音传感器在 ____________ （位置） 。【学习活动】二、使用噪声测试仪检测噪声【学习探究】生活中有很多使用传感器的产品，其中，有不少直接使用传感器感知功能并将结果显示出来的产品，如噪声测试仪、气体测试仪、甲醛测试仪、亮度计、水质测试笔等，都可以作为传感器实践探索的工具。你使用过噪声测试仪吗？【播放视频】详见课件。【知识链接】噪声测试仪的核心功能是利用声音传感器将噪声转换成具体的数据。【学习探究】上网查找气体测试仪、甲醛测试仪、亮度计、水质测试笔等产品的功能、使用方法，说一说这些设备主要使用了哪些传感器？【知识延伸】其他的传感器类产品——温湿度计其他的传感器类产品——物联手环【学习活动】三、使用物联实验设备开展实践【物联实验设备】物联实验设备通常可以分为主控板、传感器和执行器。主控板是以运算处理器、存储器及电源等为主要构成的电子系统。【例——噪声检测装置】【实践探究】1. 连接主控板与计算机（可用 USB 连接线）；2. 安装主控板驱动，确保设备连接正常；3. 理解程序代码，并烧录到主控板；4. 调试程序，直到正确显示声音数据。【测试并记录数据】1. 查看主控板上的数据，记录声音数据。如果有噪声测试仪或智能终端中的噪声测试软件，也记录它们获取的声音数据。2. 用手完全遮住声音传感器，观察数据是否有变化，并记录数据。3. 正常说话，查看并记录数据。4. 靠近声音传感器，拍手一次，查看并记录数据。5. 对比记录的数据，找出最大值和最小值。【知识延伸】有些物联设备的声音传感器（麦克风）是集成在主控板上的。无论是否集成，都可以外接声音传感器，如果外接，需要接在哪个接口上？如何连接？ 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、实践探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】如果是光敏传感器，程序怎么修改？尝试修改程序：当环境光线值小于1 000，显示“建议开灯”；当环境光线值在1 000~3 000之间，显示“环境光适合”；当环境光线值大于3 000，显示“环境光较亮”。 自主探究 通过课外拓展的形式引导学生在生活中细心观察，加强其理论联系实际能力的培养。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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