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第16课《设计我心中的物联网》教学设计
课题 第16课 设计我心中的物联网 单元 第2单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 计算思维：设计简单算法了解智慧校园的设计方案，按照给定的场景设计简单的物联网应用方案并评估其效率与可靠性。数字化学习：学习了解可以借助云课堂、一卡通、智能手环等数字工具，实现跨时空自主学习与合作探究。信息意识：主动关注人脸识别、二维码等数据安全与隐私风险，辨别可信信息源与恶意链接。社会责任：在提出物联网方案时兼顾节能、无障碍及公共安全，树立“科技向善”价值观。
教学重点 1、用“传感器→网络→云端”模式看懂校园与乐园的典型物联网系统。
教学难点 1、把抽象的数据流、安全与节能策略迁移并优化到新场景的设计中。
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16课 《设计我心中的物联网》板书课题。1、视频2、刷脸开门、校徽记步、一卡通吃饭借书、板书自动云备份——这些看似魔法的场景，其实都是“传感器+网络+云端”的物联网小组合在校园里悄悄工作，让学习和生活更便捷、更安全。3、如果让你为学校设计一个“物联网小发明”，你最想解决校园里的什么问题？ 1、认真倾听老师讲解怎样设计心中的物联网2、讨论用物联网可以解决校园里面的哪些问题 1、培养学生的观察能力和科学思维，激发对航天知识的兴趣。2、促进学生交流合作，提高表达能力，增强团队协作意识。
讲授新课 一、充满智慧的校园学校是我们最熟悉的地方，我们在这里学习、生活、游戏。如何使用学习过的物联网知识，让我们在学校的学习和生活变得更加智慧和方便呢？ 在校园中，“智慧”同样无处不在，身上佩戴的校微中安装有电子标签，可以记录同学们一天的活动范围和运动时间；通过校园一卡通可以使用学校的计算机学习和查阅资料，到图书馆自助借阅资料，到食堂进行消费。课堂上老师的电子板书和学生的电子笔记可以随时保存到自己的云空间中，回家也可以调用查看。 物联网已经融入到学校的学习、生活、安全和管理等方方面面，在学校管理中扮演着重要的角色，它打破了空间和时间的限制，让学习和生活更加便利。表 2-3 智慧校园物联网设计方案范例校园场景物联网设计方案校门安全管理使用智能摄像头和智能门闸系统实现人脸识别入校，识别成功后自动开启门闸放行，并通过学生管理系统发送短信告知家长和班主任。识别系统增加发热传感器，判断孩子入校时是否发热，发现情况通知校医和班主任及时处理。校园管理每个学生配备一张校园一卡通，根据权限可以使用一卡通在校园内使用公共计算机、借阅图书和消费。一卡通内存储着学生的信息，通过识别设备可以快速读取信息，为学校管理提供了很大的方便。校园场景物联网设计方案教学管理 通过教室内的摄像头、智能触摸一体机、智能实物投影和智慧校园服务系统，改变了传统的教学方式，使学习打破了空间和时间的限制。学台系统记录了老师每节课的上课视频，任课教师通过云平台上传课件和上传作业要求；学生在家里连接云平台系统，点播没听懂的课程视频，查看作业要求；生病的学生也可以通过手机在线看教学实况视频，提交作业；学生们在云平台组建学习群，专题讨论某个知识点或者作业。校园场景物联网设计方案后勤管理通过各种传感器和智能设备，改变学校的后勤管理。保洁阿姨使用手机设置卫生间水箱的工作时间；校园智能净水设备定期提醒工作人员进行清洗；自动扫地机器人根据情景定期打扫运动场和校园；智能食堂管理系统通过摄像头检测食堂人流量，分析后智能调动和分配食堂工作人员；损坏的智能灯光设备会自动提醒维修人员进行处理；使用电子标签或者NFC标签组成校园内的导览牌，方便来访者通过手机进行校内导航。物联网不仅“连接”了校园的人、物、数据，更通过实时分析、智能决策和持续进化，重塑了教学、管理与服务范式，使校园真正成为一个“以人为本、绿色高效、持续创新”的智慧教育生态系统。二、物联网设计与分享 儿童游乐园是每个孩子心中的天堂，如何使用物联网技术让儿童游乐园变得更加智能和方便呢？观察图2-38，你心中的智能游乐园是什么样的？请完成智能游乐园物联网设计方案。注意事项：（1）统一平台：所有子系统走同一云端，数据互通，避免“烟囱”。（2）高并发：节假日弹性扩容，边缘计算保流畅。（3）精定位：手环+北斗，实时排队预测，动线最优。（4）预维护：关键设备装传感器，AI提前一周预警故障。（5）强安全：人脸、支付数据加密，等保三级，一键应急联动。（6）省能耗：灯、空调随客流和天气自动调，节能20%。（7）易扩展：开放API，新AR游戏、无人零售即插即用。（8）好体验：小程序大字体、语音导航，老人小孩无障碍。在使用二维码时，一定要注意二维码使用安全，如果随意扫描二维码，轻则会被安装很多恶意软件，重则造成经济损失。 表 2-4 智能游乐园物联网设计方案乐园场景物联网设计方案游客导览使用智能手环或手机APP，通过GPS定位技术为游客提供实时导航服务，包括游乐设施位置、排队时间、表演时间等信息。安全监控在游乐园内安装摄像头和传感器，实时监控游客安全，如过山车的安全检查、游泳池的深度监测等。能源管理通过智能电表和传感器监测游乐园的能源消耗，实现能源的智能分配和节约。票务管理实现电子票务系统，游客可以通过手机APP或自助终端购票，减少排队时间，提高入园效率。课堂练习选择题】智慧校园的校徽里装的是什么？A. 电子标签 B. 电池 C. 贴纸答案：A校门的人脸识别发现同学发热，会立刻告诉谁？A. 校医和班主任 B. 食堂阿姨 C. 保洁叔叔答案：A游乐园用手环做什么？A. 看时间 B. 定位和排队预测 C. 打电话答案：B游乐园所有系统共用哪里存数据？A. 云端 B. 优盘 C. 纸本子答案：A传感器提前多久告诉工作人员设备可能坏？A. 1 周 B. 1 小时 C. 1 分钟答案：A【判断题】6. 学生回家可以在云平台看老师上课视频。（ ）答案：√【操作题】7. 写一句话：你想在学校装什么小设备？示例：我在教室门口装一个温度传感器，热了就自动开风扇。相关知识拓展1.物联网“三件套”传感器（收集数据）+ 网络（传输数据）+ 云平台（处理数据并做出决策）。校园里的温度探头、游乐园里的手环，都是传感器；Wi-Fi/4G/5G 就是网络；学校或乐园的云端大脑就是平台。2.电子标签不止能做校徽 除了记录位置，还能当“电子钱包”、图书借阅证、甚至实验器材的“身份证”。把电子标签贴在显微镜上，谁借了、什么时候归还，电脑一查就知道。 四人小组先用校园实景照片找出3个可植入传感器的地方，再用“便利贴流程图”把校门人脸识别、一卡通消费、教室云笔记三条数据流贴成完整链路；最后上台用30秒展示“我的智慧校园升级点子”。学生以 5 人小队角色扮演“乐园 CTO”，用手环+北斗模拟器在沙盘园区布点，10 分钟内完成“一条最优游园路线+一处预维护传感器位+一张节能策略便利贴”，并用 30 秒电梯演讲推介方案。学生先用 1 分钟独立完成上述“选择+判断”小测并即时亮牌对答案；随后 2 分钟在个人任务卡上写下一句“我想在学校装的小设备”，贴到黑板“智慧墙”，全班用贴纸投票选出最实用创意。两人一组领取三张空白电子标签，5 分钟内给校园里的“显微镜、篮球、教室钥匙”各贴一个，并在标签里写入一条可追踪信息（借用人、归还时间、当前状态），用手机扫码验证信息是否正确显示；随后全班投票选出“最实用标签场景”。 通过找、贴、说三步，把抽象物联网概念落到身边场景，训练计算思维与表达能力，同时激发学生用技术解决真实问题的创新意识。通过角色扮演、快速布点和限时路演，把云端统一平台、精定位、预维护、省能耗四大抽象概念转化为可触可说的动手任务，锻炼计算思维、团队协作与创新能力。通过快问快答巩固核心概念，再让学生把知识迁移到真实校园场景，用一句话创意将“学”变“用”，培养信息意识与创新表达。把“电子标签=身份证”的概念从校徽扩展到任意物品，让学生亲手编码、扫码、验证，体会传感器-网络-云平台的完整链路，培养信息意识与解决实际问题的能力。
课堂小结 设计我心中的物联网1.进行新知引入2.充满智慧的校园3.物联网设计与分享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 1.请用一句话说明“人脸识别+发热传感器”在学校校门管理中解决了哪两个传统人工检查难以同时兼顾的问题？ 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）
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