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八级上册信息技术教学设计
课题 第2节《初识物联网》 单元 一单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 【核心素养】信息意识：能识别物联网“全面感知、可靠传递、智能处理”的核心特征，理解感知层、网络层、平台层、应用层的架构分工，主动发现生活中物联网应用的架构逻辑。计算思维：通过分析医疗物联网、防汛预警系统等案例，梳理“数据采集—传输—处理—应用”的逻辑链条，培养对技术系统的拆解与协作分析能力。数字化学习与创新：借助小组讨论、案例拆解等方式，探究防汛预警系统的物联网架构，尝试用图表或语言清晰呈现各层功能与设备，培养团队协作与表达能力。信息社会责任：了解物联网在医疗、防汛等领域的安全保障作用，感受技术对社会的积极价值，树立“技术服务生活、守护安全”的责任意识。【教学目标】知识与技能：知识目标：掌握物联网“全面感知、可靠传递、智能处理”三大特征；理解物联网感知层、网络层、平台层、应用层的四层架构及各层功能；能结合案例分析各架构的软硬件设备。能力目标：能列举生活中体现物联网三大特征的实例；能小组合作拆解防汛预警系统的物联网架构；能清晰表达各层之间的协作关系。情感目标：通过感知物联网在生活、医疗、防灾等领域的应用价值，激发对信息技术的学习兴趣；感受我国物联网技术的发展成就，增强科技认同感。过程与方法：采用“情境导入—特征解读—架构拆解—案例探究—总结提升”的教学模式，结合趣味案例、小组讨论、可视化分析等方法，让学生在“感知—理解—应用”中深化认知。情感、态度与价值观：拓展学生知识面，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力。培养孩子们的动手操作能力。培养对科技现象的敏感度与探究欲；体会物联网技术在改善生活、保障安全中的重要意义；增强团队协作与逻辑表达能力。
重点 物联网的三大核心特征；物联网四层架构的划分及各层功能；结合案例分析架构协作逻辑。
难点 理解四层架构之间“数据流转、协同工作”的内在逻辑；将抽象的架构概念与具体应用场景结合。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计教学设计教学设计 一、新课导入1、情景展示同学们，上课啦！你们早上起床后，有没有用智能手环看心率？坐公交时刷手机支付？回家用语音控制空调开机？这些场景是不是超熟悉？但你们有没有想过：智能手环怎么“知道”你的心率？支付信息怎么“跑”到公交系统里？空调怎么“听懂”你的指令？2、揭示课题这些物体之间到底是怎么“沟通”“控制”的？其实答案就藏在物联网的核心特征和架构里！今天咱们就一起走进《初识物联网》，解锁物联网的“工作密码”，看看它到底是怎么让万物“开口说话、协同干活”的！（板书课题）二、新知学习（一）物联网的三大特征：万物互联的“三大法宝”同学们，物联网能实现“物物相连、智能互动”，全靠这三个“法宝”——全面感知、可靠传递、智能处理！就像咱们要完成一次班级活动，得先“了解情况”（感知），再“传递消息”（传递），最后“商量对策”（处理），物联网也是这个道理。咱们一个个认识它们：第一个法宝“全面感知”：物联网就像长了“千手千眼”，能通过传感器、二维码、RFID等设备，收集物体和环境的信息。比如图书馆的图书条码，一扫就能知道书名、借还状态、在哪一排书架——这就是条码技术帮物联网实现了“感知”图书信息；再比如智能手环监测心率、步数，靠的就是传感器的“感知”能力。第二个法宝“可靠传递”：感知到的信息得“送出去”才行！物联网就像有“高速快递网”，借助互联网、电信网等通信网络，把数据实时、准确地传递到需要的地方。比如航空物联网，飞机飞行时的各种数据（高度、速度、设备状态），通过通信网络实时传给地面控制中心，哪怕在万米高空，数据也不会“迷路”，这就是“可靠传递”在保驾护航。第三个法宝“智能处理”：收到数据后，物联网得“会思考”！它利用云计算、大数据分析等技术，对数据进行处理，然后做出智能决策。比如城市交通信号灯，通过摄像头收集车流数据，经系统分析后自动调整红绿灯时长——车多的时候绿灯变长，车少的时候绿灯变短，不用人工操作，这就是“智能处理”让交通更顺畅。小提问！你们用的智能音箱，能听懂你的指令并播放音乐，这体现了物联网的哪几个特征？（引导学生回答）没错！麦克风“感知”你的声音（全面感知），通过Wi-Fi把声音数据传给服务器（可靠传递），服务器识别指令后推荐音乐（智能处理），三个特征一个都少不了。（二）物联网的四层架构：万物互联的“分工团队”物联网这么厉害，背后有一个“分工明确的团队”——四层架构！就像一场演唱会，有“采集声音的麦克风”（感知层）、“传递声音的音响线”（网络层）、“处理声音的调音台”（平台层）、“呈现表演的舞台”（应用层），四层各司其职，又相互配合。咱们结合医疗物联网这个例子（展示架构示意图动画），逐个认识这个“团队”：第一层“感知层”：它是物联网的“手脚和五官”，位于最底层，负责采集信息。医疗物联网里，心率监测器、血糖仪、可穿戴设备，还有能吃的“数字药物”（药丸里嵌了微型传感器），都是感知层的“员工”，它们收集患者的心率、血糖、服药情况等数据。第二层“网络层”：它是物联网的“快递员”，负责数据传输。医疗物联网中，5G网络、互联网就是“快递通道”，把感知层收集的患者数据，快速、准确地传给医院的数据中心，也把医生的诊断建议传回患者的设备上，比如远程会诊时，视频和医疗数据就是靠网络层传递的。第三层“平台层”：它是物联网的“大脑”，负责数据处理。医疗物联网的平台层，就是医院的大数据中心和智能分析系统，它接收海量患者数据，通过算法分析，比如监测到患者心率异常就自动预警，帮医生快速判断病情，让诊断更准确。第四层“应用层”：它是物联网的“服务窗口”，负责对接用户需求。医疗物联网的应用层，就是电子病历、远程会诊、移动医护等服务，患者能通过手机查看病历，医生能通过系统远程指导，这就是应用层把技术转化成了实实在在的服务。小总结！四层架构的协作逻辑超简单：感知层“采集数据”→网络层“传递数据”→平台层“处理数据”→应用层“应用数据”，形成一个完整的“数据流转闭环”，就像工厂的生产线一样，一步步把“原始数据”变成“智能服务”。三、拓展延伸（12分钟）探究活动：防汛预警系统的架构拆解现在咱们来当“物联网架构分析师”！很多城市的防汛排涝监测预警系统，能实时监测降雨量、水位，还能自动预警，这背后就是物联网架构在工作。请小组合作，完成任务单上的问题：1.防汛预警系统的感知层、网络层、平台层、应用层分别有哪些软硬件设备？2.各层的核心功能是什么？3.数据是怎么在各层之间流转的？给大家8分钟时间，小组讨论后填写任务单，一会儿派代表分享你们的“分析报告”。可以参考医疗物联网的架构逻辑，大胆猜想和推理！（学生小组讨论，教师巡视指导：引导学生识别“传感器”属于感知层、“通信网络”属于网络层、“控制中心”属于平台层、“预警提示”属于应用层；提醒结合“监测—传输—分析—预警”的流程梳理数据流转）时间到！哪个小组先来分享你们的“分析成果”？（邀请2-3个小组发言）第一组说感知层有雨量传感器、水位传感器，网络层是5G或物联网卡，平台层是控制中心的分析系统，应用层是预警短信和显示屏，太准确了！第二组梳理了数据流转：传感器采集雨量数据→通过网络传给控制中心→系统分析是否超标→超标后发送预警信息，逻辑非常清晰！老师来总结一下：感知层靠雨量、水位传感器采集数据；网络层靠无线通信网络传输数据；平台层靠控制中心的大数据系统分析数据，判断是否达到预警阈值；应用层通过短信、APP、户外显示屏发布预警，提醒市民和相关部门做好准备，这就是四层架构协同工作的魅力。四、课堂小结（5分钟）同学们，今天咱们解锁了物联网的“两大核心”——三大特征和四层架构！咱们一起回顾一下：三大特征：全面感知（采集信息）、可靠传递（传输信息）、智能处理（分析信息）；四层架构：感知层（五官）、网络层（快递员）、平台层（大脑）、应用层（服务窗口）；核心逻辑：数据在四层架构中“采集—传输—处理—应用”，形成闭环，让物联网实现智能服务。其实生活中很多物联网应用，比如智能家电、共享单车、物流追踪，都离不开这个逻辑。希望大家课后能当“生活观察员”，找找身边的物联网应用，分析一下它的三大特征和四层架构，看看谁的“分析能力”最强！物联网的世界还有很多奥秘，下节课咱们会继续探索物联网的更多应用场景，敬请期待哦。五、作业布置
预习下一课。板书设计《初识物联网》一、三大核心特征（万物互联的法宝）1.全面感知：采集信息（传感器、条码、RFID）2.可靠传递：传输信息（互联网、5G、电信网）3.智能处理：分析决策（云计算、大数据）二、四层架构（分工协作的团队）1.感知层：五官→采集数据（传感器、监测设备）2.网络层：快递员→传输数据（通信网络）3.平台层：大脑→处理数据（云计算、分析系统）4.应用层：服务窗口→应用数据（具体服务、预警）三、核心逻辑：采集→传输→处理→应用（数据闭环） 思考思考；表达学习学习了解学习学习了解操作实践操作练习交流；分享预习下一课 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；培养表达能力培养倾听习惯增加知识面培养倾听习惯僚机额物联网的四层架构增加知识面培养知识归纳能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。培养学生举一反三、学习迁移的能力；鼓励学生尝试完成操作练习培养表达能力培养自主学习能力
教学反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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