资源简介

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第7课 电子标签我揭秘 教学设计
课题 电子标签我揭秘 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】在互联网应用与创新模块中，学生已经学习了互联网的一些协议。而在物联网中，物与物之间的“交流”也需要遵循一定的通信规则，这种通信规则就是物联协议。如果说传感器是物联网的“感官”，那么物联协议就是将遍布各处的传感器连接起来的“神经系统”，为各类物联设备之间进行数据交换和资源共享提供保障。物联协议比较多，还处于规范和发展中，本单元主要介绍几种常见的物联协议。本单元围绕“万物互联有协议”主题，从探讨物联数据的传输方式开始，通过介绍物联网中的通信协议，开展 RFID、蓝牙、HTTP 和 MQTT 等实践探索，让学生真正体会物联协议的功能和特征，理解协议的重要作用。【内容结构】
学习目标 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 射频识别技术的基本原理及常见应用；NFC 技术的三大工作模式与典型应用。
难点 RFID与NFC 技术的核心差异。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【问题情境】在铁路进站检票中，我们只需拿身份证在检票机上刷一下，便能顺利通过检票闸机。甚至不用带身份证，打开手机 NFC 刷一下也能进站 —— 为什么身份证没有电池，闸机却能读到里面的乘车信息？手机不用连闸机 WiFi，靠近就能完成核验？【引导分析+建构】这些藏在身份证、手机里，看不见、摸不着，却能悄悄传递关键信息的‘隐形使者’，就是今天我们要一起揭秘的电子标签！它们没有显眼的按钮，有的甚至连电池都没有，却能在我们需要时，快速完成信息传递，让检票从‘人工核对’变成‘秒过通行’。今天我们就从铁路检票这个熟悉的场景入手，一步步揭开它‘隐形传递信息’的奥秘！ 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、揭秘射频识别技术【学习探究】乘坐火车时，人们只需拿身份证在检票机上刷一下，便能顺利通过检票闸机，进出火车站。在这个过程中，正是RFID技术在发挥作用。RFID 是一种物品标识和自动识别技术，本质上是一种无线通信技术，无须与被识别物品直接接触。RFID 系统由电子标签和读卡器组成。RFID的基本原理：电子标签进入读卡器的识别范围后，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量，发送出存储在芯片中的数据；或者由电子标签主动发送某一频率的信号，读卡器读取数据并解码后，送至计算机中的管理系统进行数据处理。【思考-讨论】为什么把身份证放在指定位置才能成功进站？【合作探究】尝试说一说RFID系统的工作流程。1. 给物品打上电子标签，存储物品的相关数据。2. 读卡器发送一定频率的射频信号。3. 当物品进入读卡器的工作区时，物品上的电子标签会将自身数据发送出去。4. 读卡器接收电子标签发送的数据，并把这些数据传送到计算机中的管理系统。5. 计算机中的管理系统作出相应处理。【想一想】在我们生活中，RFID还有哪些应用呢？还有公交车枢纽管理、铁路机车识别等。1、公交车枢纽管理：公交车辆安装 RFID 标签，存储车辆编号、线路、运营状态等信息。枢纽入口的读写器可自动识别车辆到发时间，实现调度排班优化，还能统计运营里程、考勤管理，提升枢纽运转效率。2、铁路机车识别：机车、车厢两端安装 RFID 电子标签，记录设备编号、检修记录、所属线路等数据。轨道旁的读写器在列车经过时自动读取信息，实现机车调度跟踪、检修周期提醒，保障铁路运输安全。【知识链接】RFID 有很多优势，每秒可进行上千次的读取，能同时处理多个电子标签，高效且准确度高；电子标签上的数据可反复修改；电子标签无须瞄准读取，只要被置于读卡器形成的电磁场内就可以被准确读取，适合与各种自动化处理设备配合使用；电子标签的识读不依赖于可见光，因而可以在高粉尘污染、野外等恶劣环境下使用。【学习活动】二、实践探究【读取电子标签编号】每个电子标签都有唯一编号，通过 RFID 读卡器模块可以读取电子标签的编号，并在主控板的显示屏显示。1. 编写实现读取电子标签编号功能的程序。2. 连接RFID 读卡器模块与主控板。3. 把程序烧录到主控板中。4. 把电子标签放在 RFID 读卡器模块上。【学习活动】三、了解近场通信的奥秘【学习探究】NFC（近场通信）是一种基于射频识别（RFID）技术发展而来的短距离无线通信技术，工作频率为 13.56MHz，通信距离通常在 10 厘米以内。它通过电磁耦合实现设备间的快速数据交换，支持三种核心工作模式：卡模拟模式（如手机模拟公交卡）、读写器模式（如读取商品标签信息）和点对点模式（如两部手机碰一碰传输文件）。【思考-讨论】支付宝中支持的NFC支付采用了NFC的哪种工作模式？【知识链接】2016 年，我国自主创新的 NFC 非对称实体鉴别（NEAU-A）和NFC 对称实体鉴别（NEAU-S）两项近场通信安全技术正式成为 ISO/IEC 国际标准。这是我国在物联网安全核心技术领域的重大突破，填补了国际 NFC 身份认证安全的空白，标志着我国从技术跟随者向规则制定者的转变。 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、合作探究等方式，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】1. 在学校中，学生可能会遇到混淆或拿错校服的问题。结合电子标签，我们可以如何来解决这一问题？2. 上网查找资料，了解电子标签的使用可能带来哪些安全隐患，如何防护？ 自主探究 引导学生进行深层次的思考和讨论，激发对物联网底层技术的探索兴趣。
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)(共28张PPT)
（义务教育版）八年级
全一册
第7课
电子标签我揭秘
学习目标
激趣导入
学习活动
思考-讨论
实践探究
课堂小结
拓展-提升
单元主题
单元主题
单元名称 课名称 核心内容
第二单元 万物互联有协议 第6课　数据传输方式多 物联网数据传输方式，涉及多种协议
第7课　电子标签我揭秘 RFID的工作原理，读取电子标签编号实践探索
第8课　巧用蓝牙做工具 蓝牙的工作原理，近距离通信的特点，蓝牙翻页笔实践探索
第9课　互联协议仍沿用 HTTP的工作原理，互联网中天气数据实践探索
第10课　物物互通有新径 MQTT的工作原理，发布及订阅功能实践探索
学习目标
激趣导入
【情境导入】
在铁路进站检票中，我们只需拿身份证在检票机上刷一下，便能顺利通过检票闸机。甚至不用带身份证，打开手机 NFC 刷一下也能进站 —— 为什么身份证没有电池，闸机却能读到里面的乘车信息？手机不用连闸机 WiFi，靠近就能完成核验？
激趣导入
【建构】
这些藏在身份证、手机里，看不见、摸不着，却能悄悄传递关键信息的‘隐形使者’，就是今天我们要一起揭秘的电子标签！它们没有显眼的按钮，有的甚至连电池都没有，却能在我们需要时，快速完成信息传递，让检票从‘人工核对’变成‘秒过通行’。
今天我们就从铁路检票这个熟悉的场景入手，一步步揭开它‘隐形传递信息’的奥秘！
学习活动
学习活动
揭秘射频识别技术
一
学习活动
一、揭秘射频识别技术
乘坐火车时，人们只需拿身份证在检票机上刷一下，便能顺利通过检票闸机，进出火车站。在这个过程中，正是RFID技术在发挥作用。
学习活动
一、揭秘射频识别技术
RFID 是一种物品标识和自动识别技术，本质上是一种无线通信技术，无须与被识别物品直接接触。RFID 系统由电子标签和读卡器组成。
学习活动
一、揭秘射频识别技术
RFID的基本原理：电子标签进入读卡器的识别范围后，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量，发送出存储在芯片中的数据；或者由电子标签主动发送某一频率的信号，读卡器读取数据并解码后，送至计算机中的管理系统进行数据处理。
学习活动
一、揭秘射频识别技术
【思考-讨论】
为什么把身份证放在指定位置才能成功进站？
学习活动
一、揭秘射频识别技术
尝试说一说RFID系统的工作流程。
1. 给物品打上电子标签，存储物品的相关数据。
2. 读卡器发送一定频率的射频信号。
3. 当物品进入读卡器的工作区时，物品上的电子标签会将自身数据发送出去。
4. 读卡器接收电子标签发送的数据，并把这些数据传送到计算机中的管理系统。
5. 计算机中的管理系统作出相应处理。
学习活动
一、揭秘射频识别技术
【想一想】
在我们生活中，RFID还有哪些应用呢？
学习活动
一、揭秘射频识别技术
电子不停车收费系统
手持阅读器记录系统库存
刷门禁
还有公交车枢纽管理、铁路机车识别等。
学习活动
一、揭秘射频识别技术
【知识链接】
RFID 有很多优势，每秒可进行上千次的读取，能同时处理多个电子标签，高效且准确度高；电子标签上的数据可反复修改；电子标签无须瞄准读取，只要被置于读卡器形成的电磁场内就可以被准确读取，适合与各种自动化处理设备配合使用；电子标签的识读不依赖于可见光，因而可以在高粉尘污染、野外等恶劣环境下使用。
学习活动
实践探究
二
实践探究
每个电子标签都有唯一编号，通过 RFID 读卡器模块可以读取电子标签的编号，并在主控板的显示屏显示。
【读取电子标签编号】
实践探究
【读取电子标签编号】
1. 编写实现读取电子标签编号功能的程序。
实践探究
【读取电子标签编号】
2. 连接RFID 读卡器模块与主控板。
3. 把程序烧录到主控板中。
4. 把电子标签放在 RFID 读卡器模块上。
主控板
RFID读卡器
电子标签
学习活动
了解近场通信的奥秘
三
学习活动
三、了解近场通信的奥秘
NFC（近场通信）是一种基于射频识别（RFID）技术发展而来的短距离无线通信技术，工作频率为 13.56MHz，通信距离通常在 10 厘米以内。
它通过电磁耦合实现设备间的快速数据交换，支持三种核心工作模式：卡模拟模式（如手机模拟公交卡）、读写器模式（如读取商品标签信息）和点对点模式（如两部手机碰一碰传输文件）。
学习活动
三、了解近场通信的奥秘
【思考-讨论】
支付宝中支持的NFC支付采用了NFC的哪种工作模式？
学习活动
三、了解近场通信的奥秘
【知识链接】
2016 年，我国自主创新的 NFC 非对称实体鉴别（NEAU-A）和NFC 对称实体鉴别（NEAU-S）两项近场通信安全技术正式成为 ISO/IEC 国际标准。这是我国在物联网安全核心技术领域的重大突破，填补了国际 NFC 身份认证安全的空白，标志着我国从技术跟随者向规则制定者的转变。
课堂小结
拓展-提升
1. 在学校中，学生可能会遇到混淆或拿错校服的问题。结合电子标签，我们可以如何来解决这一问题？
2. 上网查找资料，了解电子标签的使用可能带来哪些安全隐患，如何防护？
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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