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 春季
课题 无线通信技术
教科书 书 名：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
本课是第二单元第4课，本课内容是第7课《传感器的应用》的后续内容，重点是了解常见的数据传输技术，初步掌握物联网的通信方法。本课与第一单元《认识物联网》中的四层架构知识紧密结合，基于相关工作原理，融入相关大概念而辐射展开。在初步掌握物联网通信方法的基础上，网络层的数据需通过第9课《物联网协议》实现数据的准确交换，也为后续物联系统原型搭建做好准备。 本课遵循“数据”“网络”两条逻辑主线，响应课程标准中“物联网实践与探索”模块中内容要求 2、内容要求 3。本课主要内容包括“蓝牙”“Wi-Fi”“NFC应用”“通信的实现”，既有概念性的知识，又有实践性的操作。前面三个部分“蓝牙”“Wi-Fi”“NFC应用”包含蓝牙技术、Wi-Fi技术和NFC技术的相关概念，以及无线通信设备的工作原理。第四部分“通信的实现”重点引导学生利用开源硬件体验物联网中的数据连接与传送，掌握技术使用的过程与方法，熟悉其在生活中的应用。实现了在不同情况下应用无线通信技术传输数据的过程。 本课学习对象是七年级学生，大部分学生都已经具有一定的归纳分析能力，学习方式已从“要我做”向“我要做”转变，具有主动活动的意愿。经过本单元前几课的学习，学生对物联网如何感知和识别、常见的传感器种类、以及如何选择合适的传感器已有了初步认识。他们对网络连接已经有了一定了解，但大部分只停留在Wi-Fi网络，对其他的无线通信技术缺乏系统的认知，对物联设备中的数据传输方式并不了解。因此，学生在学习本课知识时，需要从具体的生活案例入手，通过分析问题、探讨解决问题的方法，结合实验教学、小组合作等教学方法来组织本课学习活动。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过对物联网中无线通信设备的观察和学习，了解物联网中常见的无线通信技术。 2.通过“校园农场”物联设备联网的学习和实践过程，了解物联网的无线通信方法。 教学重点：无线通信技术的了解与应用。 教学难点：无线通信设备的连接和配置。
教学过程
（一）感知 【活动描述】学生观察校园农场物联模型演示视频，师生探讨模型中数据上传的方式和意义。 【学生活动】集体观看大屏中的演示模型操作，猜想传感器中的数据传输到手机的通信方式。 【教师活动】请1-2名观察细致的学生回答，引导其他学生补充。 【设计意图】通过实验模型体验，让学生在实践、分析、结论中，联系生活中的无线通信技术，培养学生探索新知的学科实践思维，从而引入本课课题。 （二）建构 活动1：初识无线通信。 【活动描述】学生观看课件，师生共同梳理物联网的网络层功能和短距离无线通信技术类别。 【学生活动】学生集体观看课件，查看“物联网体系架构图”，思考以下两个问题。 （1）物联网的四层架构中，哪一层负责传递信息实现数据通信？ （2）智慧校园农场的物联设备联网，可能利用了这一层的哪些短距离无线通技术？ 【教师活动】在学生观看课件时，引导学生思考交流，并请2-3名学生代表发言和补充。 【设计意图】回顾旧知，在问题中经验猜想、思考交流，并通过师生互动实现对本课内容的初步感知。 活动2：认识蓝牙技术 【活动描述】学生分组实验，连接蓝牙设备并分析数据的流转方式，将结果记录在实验单上。 【学生活动】1.“蓝牙”功能：利用移动终端（平板或手机）、计算机电脑等实验工具，调试记录结果。 实验过程实验现象与设备的蓝牙配对后，将移动终端中的农场图片传输到电脑上数据成功传输/数据传输失败与设备的蓝牙配对后，将电脑中的农场文件传输到移动终端上数据成功传输/数据传输失败断开蓝牙连接，进行数据通信数据成功传输/数据传输失败
小组汇报：我们发现，数据成功传输（是/不是） 在“蓝牙配对成功”的基础上。生活中还有 等设备具有蓝牙功能。一部具有蓝牙功能的设备（如笔记本电脑），一般只能支持与一个蓝牙设备相连吗？ 。 【教师活动】 1.在学生连接设备时，教师巡视指导，归纳展示课件中关于蓝牙技术在生活中的多种应用实例，如蓝牙耳机、智能手环等，以及蓝牙技术的发展历程。 2.在学生测试设备时，根据学生在蓝牙配对中产生的问题，顺势追问：“两个蓝牙设备配对成功后，不小心关闭了其中一个，再次开启时，是否需要重新配对？” 3.在学生反馈时，结合学生回答归纳蓝牙连接的正确步骤方法。 【设计意图】让学生深度体验蓝牙连接的方式，认识蓝牙在生活中的应用，培养实验数据处理和分析能力，落实本课的重点。 活动3：认识Wi-Fi技术 【活动描述】小组协作，运用Wi-Fi技术获取光照数据并模拟调控。 【学生活动】1.连接实验板，打开信息科技实验板编程工具程序，导入代码农场智能光照样例代码，并运行（如图所示）
2.根据测试并记录两种实验现象：光照数据的传输、LED灯数据的传输。 小组汇报：我们发现，实验板中的光照数据（有/无） 传输到“物联数据中台”平台上。当光照强度不足时，“物联数据中台”通过“Button”控制命令，实验板的LED灯（有/无） 打开。说明实验板通过“Wi-Fi”（成功/没有） 与“物联数据中台”相连接。 【教师活动】 1.在学生连接实验设备时，教师巡视指导，适时解答疑惑。顺势展示课件归纳Wi-Fi技术连接速度快、可靠性高、覆盖范围广等特点。 2.选择最快完成的小组汇报，顺势追问拓展问题：“Wi-Fi和蓝牙工作的频段是相同的吗？如果是一样的，会产生干扰吗？” 【设计意图】通过实验对比探究，深入剖析Wi-Fi技术的基本知识，进一步呈现Wi-Fi技术的功能和特点，突破本课的难点。 活动4：认识NFC技术 【活动描述】学生体验手机识别NFC标签贴，师生共同梳理NFC技术的功能与原理。 【学生活动】1.打开移动终端（例如手机）中的“NFC”功能，将手机与三张“NFC标签贴”依次近距离贴近（如图所示） 观察手机接收到哪些数据，将结果填写在表中，记录实验现象并汇报: 实验方式对象实验现象下滑屏幕，打开NFC功能。将“手机”与“标签贴”进行近距离通信标签一标签二标签三
2.经过小组协作探究，我们发现NFC技术的通讯距离大概为 （厘米）。NFC技术可以应用到 （等生活场景）。在移动终端中，NFC功能一般是 （自动开启/手动开启）。 【教师活动】教师巡视指导，结合学生回答，归纳展示PPT课件，包括NFC技术的概念、实验现象和推广方式，以及生活应用场景。 【设计意图】激发学生对NFC的好奇心，并在实践中逐步深化对NFC技术的认识，理解NFC的概念和生活应用，落实本课的重点。 活动5：畅想未来技术 【活动描述】学生查阅资料，了解生活中其他类型的无线通信技术，并分享学习收获。 【学生活动】结合网页链接、文本、视频资料等学习支架，小组讨论完成以下问题： 1.生活中的物联网还应用了哪些短距离无线通信技术？ 2.为什么我国科技公司会研发星闪技术？ 3.随着我国物联网的快速发展，今后我国的无线通信技术会朝着什么方向发展？ 【教师活动】 1.学生进行小组讨论时，教师巡视指导，引导学生深入思考和总结。 2.在小组代表分享时，教师认真倾听，对学生的梳理成果进行点评和补充。 【设计意图】发散学生思维，从智慧校园农场走向未来社会。通过认识星闪技术，树立构建自主可控技术的重要性，进一步增强学生的民族自豪感，渗透信息社会责任感。 （四）梳理 【活动描述】 学生根据板书内容主动思考，师生共同交流形成系统的知识网络。 【学生活动】 学生根据板书内容进行学习回顾，然后以个人形式汇报学习的收获和感悟。 【教师活动】 请2-3个小组（各1名）的学生回答本课学习的收获，教师并适当补充与归纳。 【设计意图】 帮助学生完成知识建构，形成完整的知识体系，达成本课的教学目标。
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 七年级 学期 春季
课题 无线通信技术
教科书 书 名：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.了解物联网中常见的无线通信技术。 2.了解物联网的无线通信方法。
课前学习任务
第（ ）小组负责人姓名设计哪些方法解决农场远程“光照调控”问题？可能涉及哪种无线通信技术？组长观察员记录员汇报员
课上学习任务
【学习任务一】
1.“蓝牙”功能：利用移动终端（平板或手机）、计算机电脑等实验工具，调试记录结果。 实验过程实验现象与设备的蓝牙配对后，将移动终端中的农场图片传输到电脑上数据成功传输/数据传输失败与设备的蓝牙配对后，将电脑中的农场文件传输到移动终端上数据成功传输/数据传输失败断开蓝牙连接，进行数据通信数据成功传输/数据传输失败
小组汇报：我们发现，数据成功传输（是/不是） 在“蓝牙配对成功”的基础上。生活中还有 等设备具有蓝牙功能。一部具有蓝牙功能的设备（如笔记本电脑），一般只能支持与一个蓝牙设备相连吗？ 。
【学习任务二】
1.连接实验板，打开信息科技实验板编程工具程序，导入代码农场智能光照样例代码，并运行（如图所示）
2.根据测试并记录两种实验现象：光照数据的传输、LED灯数据的传输。 小组汇报：我们发现，实验板中的光照数据（有/无） 传输到“物联数据中台”平台上。当光照强度不足时，“物联数据中台”通过“Button”控制命令，实验板的LED灯（有/无） 打开。说明实验板通过“Wi-Fi”（成功/没有） 与“物联数据中台”相连接。 【学习任务三】 1.打开移动终端（例如手机）中的“NFC”功能，将手机与三张“NFC标签贴”依次近距离贴近（如图所示） 观察手机接收到哪些数据，将结果填写在表中，记录实验现象并汇报: 实验方式对象实验现象下滑屏幕，打开NFC功能。将“手机”与“标签贴”进行近距离通信标签一标签二标签三
2.经过小组协作探究，我们发现NFC技术的通讯距离大概为 （厘米）。NFC技术可以应用到 （等生活场景）。在移动终端中，NFC功能一般是 （自动开启/手动开启）。 【学习任务四】 畅想无线通信：我国华为公司开发了近距离无线通信技术---星闪技术，具有更低功耗、更快速度、更低时延、更稳连接、更广覆盖、更大组网等优势。 （1）为什么华为公司投入大量的人力、物力去研发星闪技术？ （2）发挥你的想象，随着我国物联网的快速发展，今后我国的无线通信技术会朝着什么方向发展，产生哪些变化？
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作业练习
课程基本信息
学科 信息科技 年级 七年级 学期 春季
课题 无线通信技术
教科书 书 名：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
1.物联网中广泛应用各种无线通信技术，以下不属于无线通信技术的是：（ ）。 A．Wi-Fi B．宽带 C．蓝牙 D．NFC 2.在下图智能农场的物联系统原型中，移动终端（手机）与设备实现实时通信的技术是：（ ）。 A.人工智能技术 B.云计算技术 C.无线通信技术 D.有线网络技术 3.下列与无线通信技术有关的说法正确的是：（ ）。 A.在物联网中，网络层的传送方式只有无线传输 B.蓝牙设备使用前通常需要配对，NFC和 Wi-Fi也需要配对 C.蓝牙的传输速率高于 Wi-Fi D.NFC是一种短距离的无线通信技术 4.在物联网的架构中，无线通信技术主要应用在（ ）。 A.感知层 B.网络层 C.平台层 D.应用层 5.以下属于短距离无线通信技术的是（ ）。 ①ZigBee ②星闪 ③Wi-Fi ④NFC A.①③④ B.②④ C.②③④ D.①②③④ 参考答案：1：B；2：C；3：D；4.B；5：D
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