资源简介

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教学设计
课程基本信息
学科 初中信息科技 年级 七年级 学期 秋季
课题 感知与识别
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
教学内容与学习对象分析
1.教学内容 本课与七上第一单元《认识物联网》中“走进物联网”“物联网与生活”等内容密切相关，重点是了解感知技术和识别技术的原理，这与第6课《常见的传感器》、第7课《传感器的应用》、第10课《物联系统原型搭建》等内容密切关联。同时，感知与识别过程中涉及到了数据与编码，学生在课程课标的第二学段中已学习了数据与编码，这为探究本课的感知与识别技术奠定了一定基础。本课遵循“数据”、“网络”两条逻辑主线，对应新课标的物联网实践与探索，响应其中“能根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，体验其中数据处理和应用的方法与过程”的内容要求。本课安排的“感知技术”和“识别技术”两部分内容，帮助学生了解感知与识别设备的工作原理和功能，进而了解物联网感知层多样化的信息采集方式。同时，本课是“校园农场”项目的起始课，通过小组协同方式初步完成项目的规划与设计。 2.学习对象分析 本课程面向七年级学生，他们好奇心旺盛，求知欲强烈，并已具备一定的合作探究能力。在七年级下册第一单元的学习中，学生们已经掌握了物联网的四层架构和物联网在不同生活领域的应用。然而，他们尚未深入了解物联网技术的相关原理。为了弥补这一知识空白，本课程旨在引导学生探索物联网的感知与识别技术。 尽管物联网的感知与识别原理较为专业，是本课一难点，但学生们已经体验过智能耳温枪、智能体重秤等设备，对物联网有了初步的感知。为了帮助学生更好地理解这些原理，本课程将提供校园农场物联原型和二维码识别实验的导学单作为支持材料。通过观察和探究这些实验，学生将能够更深入地了解物联网的感知与识别技术。
教学目标分析（含核心素养导向）
1. 通过观察校园农场物联原型，了解物联网的感知技术，培养学生对物联网技术在日常生活中应用的意识（信息意识）；同时通过观察和分析物联原型的工作原理，培养学生的逻辑思维和问题解决能力（计算思维）。 2. 通过实验探究二维码的识别，学生能够亲身体验物联网中的识别技术，激发他们的创新思维（数字化学习与创新）。 3.通过对物联网感知与识别技术的学习，了解物联网的信息采集方式，让学生认识到物联网技术在社会中的应用，并思考其对社会的潜在影响（信息社会责任）。 教学重点： 了解传感器、二维码的工作原理。
教学难点： 了解物联网感知层的感知和识别原理。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
感知 播放“智慧农场”视频，引导学生观察与思考 智慧农场有什么特别之处？ PPT中呈现部分学生的思考。（学生A和学生B） 师总结：老师要为这两位同学点赞，因为他们观察的非常仔细。同学们，我们再将目光转向智慧农场。我们发现，在智能农场里，我们用一些特别的设备来自动感知周围环境的信息。这样的技术，被叫做感知技术。 观看与思考。 学生A：老师，我看到智慧农场可以检测温湿度、光照强度。 学生B：老师，我还看到温室大棚安装了传感器，监控二氧化碳等数据。 以“智慧农场”视频呈现来营造智慧农业应用场景，初步感知物联网中的感知技术，引发学生的好奇心和探索欲。
建构 活动1：探索生活中的感知技术 师：我们周围也有很多聪明的设备，它们就像 我们的眼睛、耳朵和感觉器官一样，可以感知 周围的信息。让我们一同走进活动1，探索生 活中的感知技术。请同学们想一想，你知道的 设备有哪些，它可以感知到什么信息？ PPT中呈现部分学生的思考。（包括体重秤、 声控灯、烟雾报警器、耳温枪、倒车雷达等） 师总结：刚才，同学们提到的不同设备感知生活中的不同信息，包括体重值、声音的变化、烟雾、人体提问、距离等等。让我们深刻地感受到了来自生活的感知技术。 过渡语：我们了解了生活中的感知技术。那么对于校园农场，可以如何用感知技术进行农作物的监测呢？ 师：请同学们仔细想一想，你想实现校园农作物感知什么的能力。为了更好地理解农作物的生长环境，我们可以考虑使用传感器，来帮助我们感知和监测农作物的生长条件。 师：让我们将一起探索“校园农场”物联模型的奇妙世界。这个模型通过先进的物联网技术，能够感知和响应我们农场中的各种环境变化。请大家观察下：它感知了什么信息，实现了什么变化？ 过渡语：在校园农场中，我们知道了感知技术可以检测环境数据，我们又如何追溯农作物的信息呢？我们再观看一个视频，也许能启发你的思考。 播放《智慧农场二维码识别》视频。 师：我们发现，通过二维码识别这种识别技术，可以获取农作物的各种信息，包括生产过程信息、肥料使用量、农药使用量、销售过程等内容。你们有没有想过，我们每天扫码支付、获取信息时使用的二维码，它背后的原理是什么？接下来，我们共同进行一个实验探究。 活动2：实验探究二维码 师：实验结束，让我们一起来复盘实验现象吧！ 画面呈现实验过程视频。 师：探究发现，第一个和第三个白菜能被识别。你们在进行相似实验时的结果是否也呈现出相同的情况？老师有一个疑问，为什么第二张识别不出来呢？我们一起观看二维码原理的视频，一起揭开它的神秘面纱吧！ 播放《二维码的原理》视频。 师：通过这个视频，我们了解到，二维码使用特定的几何图案（通常是黑白方块）来编码信息，白块表示的就是二进制的0，黑块就是1。这些图案按照特定的规则排列，以表示文本、数字、二进制数据等。同学们，你现在明白第二张白菜照片不能识别出来的原因了吗？ 定位图案是二维码的关键组成部分，它们位于二维码的左上角、右上角和左下角。如果定位图案部分被遮挡，扫描设备可能会难以确定二维码的边界和方向，导致无法正确地解析二维码中的信息。你们知道了吗？ 过渡语：同学们，除了二维码识别农作物方式，还可以有哪些其它识别方式呢？ 师：条形码在生活中很常见，比如在超市购买商品时，收银员会扫描商品上的条形码以快速获取价格和库存信息，从而提高结账效率。 师：除了二维码、条形码，还有哪些其它常见的识别技术呢？比如RFID,就是射频识别技术。它的工作流程是怎样的呢？我们一起来观看视频。 过渡语：同学们，我们了解了生活中多种识别技术，就来完成活动3吧，为农作物设计“身份证”。 活动3：为农作物设计“身份证” 观看与思考。 观看与思考。 学生可能会产 生以下答案：温 度、湿度、阳光 强度等。 观看模型演示， 并思考问题。 学生回答：在“校园农场”物联模型中，它感知到了温度变化，如果温度升到某值时，风扇就会转起来！ 学生观看和思考。 学生进行实验探究，并记录相应结果。 观看和思考。 学生思考并回答。 学生：老师，我知道条形码，它能帮助我们快速识别和获取农作物的信息！ 思考并完成活动3。 通过链接生活 中的感知设备 ，以学生生活 经验为基础让 ，学生快速了 解身边的传感 器以及相应的 作用，为后续 “探秘原型中 的感知技术” 活动做一定准 备。 通过“校园农 场”物联系统 原型中采集温 度的过程，以 生动形象的演 示方式，引发 学生思考传感 器的工作原理 ，落实本课的 重点。 通过梳理生活 中的识别技术 ，体验在线二 维码网站探究 理解识别技术 ，引导学生深 入探索生活的 真谛，引领他 们领略更广泛 的感知技术。
应用 活动4：规划校园农场项目 师：知道了感知技术和识别技术的相关概念和 原理后，请对校园农场进行规划吧！请大家规 划出校园农场的功能，同时可以用绘画的方式 创想我们的项目，开始你们的创想之旅吧！ 学生思考与规 划校园农场项 目。 教师引导学生 展开创想校园 农场项目，不 仅提升学生的 创新思维，更 为本单元后续 内容的深入学 习奠定了坚实 的基础。
梳理 师：本课从感知技术知道感知监测农作物的生 长环境方法，从识别技术知道识别获取农作物 的物品信息方法，还对校园农场进行了规划。 师：凯文·凯利是著名的未来学家，他曾经讲 过：一旦我们所有的东西都能够感知和响应，世界就会变得像一个生命。他强调了，物联网技术驱动的未来世界。 师：同学们，今天我们的探索之旅就要告一段 落了。希望同学们保持好奇心，不断追求新知。 期待在下一次的课堂中与你相遇。再见！ 思考并梳理本 课所学。 通过组织学生 交流汇总，回 顾本课所学的 主要知识和概 念。通过教师 补充讲解，初 步理解感知技 术和识别技术 ，为下一课的 学习做铺垫。
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学习任务单
课程基本信息
学科 初中信息科技 年级 七年级 学期 秋季
课题 感知与识别
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
学习目标
1. 通过观察校园农场物联原型，了解物联网的感知技术，培养学生对物联网技术在日常生活中应用的意识（信息意识）；同时通过观察和分析物联原型的工作原理，培养学生的逻辑思维和问题解决能力（计算思维）。 2. 通过实验探究二维码的识别，学生能够亲身体验物联网中的识别技术，激发他们的创新思维（数字化学习与创新）。 3.通过对物联网感知与识别技术的学习，了解物联网的信息采集方式，让学生认识到物联网技术在社会中的应用，并思考其对社会的潜在影响（信息社会责任）。
课前学习任务
1. 阅读教材P26-31，了解物联网的感知技术；
2. 阅读教材P26-31，了解物联网的识别技术。
课上学习任务
【学习任务一】探索生活中的感知技术 我们周围也有很多聪明的设备，它们就像我们的眼睛、耳朵和感觉器官一样，可以感知 周围的信息。让我们一同走进活动1，探索生活中的感知技术。请同学们想一想，你知道的设备有哪些，它可以感知到什么信息？ 【学习任务二】实验探究二维码 学生探讨身边的识别技术，利用二维码在线识别网站进行实验探究，并填写实验记录单。 学习微视频《二维码的原理》，并进行验证。
【学习任务三】为农作物设计“身份证” 在了解了生活中多种识别技术后，为农作物设计“身份证”。 【学习任务四】规划校园农场项目 知道了感知技术和识别技术的相关概念和原理后，请对校园农场进行规划吧！请大家规 划出校园农场的功能，同时可以用绘画的方式创想我们的项目，开始你们的创想之旅吧！
推荐的学习资源
1.义务教育教科书 2.视频《二维码的工作原理》 www.
3.视频《RFID的工作原理》 www.
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作业练习
课程基本信息
学科 初中信息科技 年级 七年级 学期 秋季
课题 感知与识别
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
作业练习
以下哪种设备可以帮助视障人士感知环境？ A.智能手表 B.智能 盲杖 C.智能音箱 2.以下哪种技术可以用于无人驾驶的环境感知？ A.GPS定位 B.蓝牙连接 C.激光雷达 3.物联网中的RFID技术主要用于什么？ A. 物品识别 B. 温度监测 C. 湿度监测 4.以下哪个是物联网识别技术的实际应用？ A. 用温度计测量室内温度 B. 使用RFID标签追踪图书馆书籍 C. 通过手机APP控制家中的空调 答案：B C A B
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