资源简介

项目3 使用智能手表安全出行——物联网系统组成
教学设计
一、项目分析
智能手表是一种应用非常普遍的物联网可穿戴设备，选择智能手表作为安全出行的项目不仅情境真实、门槛低，而且能够直观地凸显物联网系统的组成部分。通过体验使用智能手表，学生可以更好地理解物联网系统中各组成部分在数据采集、传输和处理中的作用及特点。
二、学情分析
八年级大多数学生有一定的智能手表使用经验，且通过前面的学习，他们能判断智能手表属于物联网应用，并具备一定的观察能力、分析能力，认知能力也在进一步发展，能够进行更高层次的思考和解决问题。对于一些没有使用过智能手表的学生，教师需要在课前通过预习让他们熟悉学习情境。
三、教学目标
1．素养目标
（1）了解物联网的组成。
（2）探究物联网各组成部分分别实现数据采集、传输、处理的作用及特点。
2．项目目标
正确配置、连接和使用智能手表，让出行更加安全。
四、教学重难点
1．教学重点
（1）了解物联网的组成。
（2）探究物联网各组成部分分别实现数据采集、传输、处理的作用及特点。
2．教学难点
理解物联网系统各组成部分分别实现数据采集、传输、处理的作用及特点。
五、教学策略
首先创设一个真实的项目活动情境，引入课题，明确项目目标，即通过正确配置、连接和使用智能手表，让出行更加安全，从而了解物联网的组成，探究各组成部分分别实现数据采集、传输、处理的作用及特点。在实施项目前，首先可以引导学生思考、交流，初中生日常上学、放学等出行途中，存在哪些安全问题。然后引入智能手表作为物联网可穿戴设备，其功能非常多。通过体验智能手表的使用，初步了解与保障出行安全相关的功能。根据活动 2 学习的知识，了解智能手表物联网三层构架，聚焦核心问题：能实时查看位置状态，到达危险区域预警提示，这些是智能手表保障出行安全的关键。项目实施可以从以下两个环节展开。
六、教学准备
智能手表、学习支架。
七、评价建议
1．过程性评价
以信息科技教学平台为依托，设计学习任务模板，注重微课等学习资源的搭建，为学生学习提供足够的学习支架。关注学生活动过程中的思维记录与反馈，能根据学生情况及时优化、调整教学进度及学习方法，从而帮助学生更加有效地投入学习活动中。
维度 评价指标 评价结果
项目达成 你能正确使用智能手表吗？ 你知道智能手表是如何查看出行状态和危险预警提示的吗？你能正确描述智能手表保障出行安全的工作过程吗？ ☆☆☆☆☆
概念理解 能画出物联网组成图： 能描述物联网工作过程： 能理解物联网特征： ☆☆☆☆☆
2．总结性评价
能以思维导图等形式提交项目成果，能结合生活中的具体实例，分析出物联网系统的工作过程。鼓励小组同学对成果进行展示交流，大胆清晰地表达自评结果，其他组同学能通过教学平台，实现成果的在线评价，并能提出正确的评价意见。最后，教师发放自评表，让同学围绕核心素养完成自我评价。
评价指标 评价标准 评价结果
信息意识 了解物联网的组成，探究各组成部分分别实现数据采集、传输、处理的作用及特点。能根据问题准确分析信息需求，判断信息获取方式，辨别信息可靠性 ☆☆☆☆☆
计算思维 能够剖析智能手表系统组成，理解各组成部分在物联网系统中的作用，能够在学习过程中提出问题、分析问题、解决问题 ☆☆☆☆☆
数字化学习与创新 能正确使用智能手表，并通过正确使用设备探究知识、验证原理 ☆☆☆☆☆
信息社会责任 感受物联网技术对生活的影响，能正确树立安全防范意识 ☆☆☆☆☆
八、教学过程
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
项目情境明确目标 1． 阅读案例 作为初中生的我们，每次独自外出，父母总会担心我们的安全问题，往往因“到学校了吗？”“放学了吗？”“去哪儿玩了？”之类的问题而苦恼。随着物联网可穿戴技术的不断发展，一个小小的智能手表，就能解决出行中的诸多安全问题。 2．聚焦问题 智能手表是如何解决出行中的安全问题，为出行保驾护航的呢？学生思考、讨论，聚焦情境问题。 3． 明确目标 （1）正确配置、连接和使用智能手表，让出行更加安全。 （2）通过使用智能手表，了解物联网的组成；探究物联网各组成部分分别实现数据采集、传输、处理的作用及特点。 创设情境，引导学生思考问题。 明确学习目标，出示课题。 引入情境问题，激发学生的学习兴趣。
项目准备分析规划 1．讨论出行安全问题 初中生日常上学、放学等出行途中，存在哪些安全问题，与同学一起分享交流，讨论导致安全问题产生的原因，完成学习任务单。 (
安全问题
案例1
:
到陌生的地方迷路
。
案例2:
。
案例3
:
。
原因
:
家长无法实时掌握我们的
信息
。
) 2．体验智能手表使用 （1）了解智能手表功能。 根据学习任务单，选一选，智能手表有哪些与安全出行相关的功能。 引导学生带着问题 进行自主学习。 引导学生通过讨 论，聚焦出行安全 问题的核心在于家 长无法掌控位置信 息。 体验智能手表的使 用，初步了解它的 功能及主要组成部 分，能辨别与安全 出行相关的功能。 通过情境体 验，小组讨论， 归纳出行安全 问题的关键所 在，聚焦核心 问题。 通过学习支 架，引导学生 进一步了解智 能手表与安全 相关的功能， 为了解组成、 制定探究方案 做好铺垫。
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
项目准备分析规划 (
应用层
) (
网络层
) (
感知层
) (
手表
) (
SIM
卡
) (
APP
) (
选
) （2）了解智能手表组成。 结合上一节课对物联网三层结构的了解，在给定的学习任务单中连一连，了解智能手表主要组成。 思考：它们是如何保障出行安全的？ （3）制定安全出行方案。 明确能实时查看位置状态，到达危险区域预警提示是保障出行安全的关键。引导学生围绕核心问题，还能提出哪些问题，完善智能手表保障出行安全的方案。 ① 如何查看状态信息？ ② 如何进行危险提示？ ③ 通过迁移上节课所 学内容，引导学生 了解物联网三层结 构中的设备组成。 提供学习任务单。 能根据核心问题， 制定探究智能手表 保障安全出行奥秘 的方案。 提高学生运用 所学知识，迁 移解决新问题 的能力。 能从核心问题 出发，提出解 决问题的方案 和策略，提高 学生分析问 题、解决问题 的能力。
项目实施探究原理 1．监控出行状态——如何查看状态信息 （1）连接手表网络实验。 根据学习任务单，依次在 APP 中观察手表状态，确定手机和手表当前的连通状态。 (
第1次:
手表/手机关机
能连通
不能连通
第2次: 手表/手机设为飞行模式
口能连通
口不能连通
第3次: 拔掉手表/手机
SIM
卡
口能连通
口不能连通
) 学生思考、讨论。 (
智能手表正常传输数据的条件是
:
手机
、手表必须:
、
。
) 佩戴智能手表，通 过配套 APP，对智 能手表采集数据的 功能进行测试，了 解智能手表采集的 数据类型。 通过思考、交 流讨论等活 动，培养学生 的自主学习能 力和协作意 识，鼓励学生 敢于表达，敢 于质疑。
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
项目实施探究原理 （2）测试定位功能。 小组内，选择 1 人佩戴智能手表，打开配套 APP，按学习任务单提示操作，对智能手表定位功能进行测试，并记录结果。
学生思考、讨论。 （3）预判安全状况。 根据配套 APP 中定位状态，在学习报告单中连一连，预判出行中的安全状况。 （4）总结探究结论。 结合物联网架构，组内同学展开讨论：智能手表的系统组成及各组成部分的作用。 2．实现危险预警提示——如何进行危险提示 （1）设置安全危险区域。 打开配套 APP，按学习报告单中给定的提示，小组内设置安全和危险区域及预警提示方式。
通过定位测试实 验，引导学生观察、 记录、比较，理解 采集的数据对于出 行中安全预测的意 义。 带领学生小结，适 时评价。 组织学生展开讨 论，让学生思考图 中提出的问题。 带领学生小结，适 时评价。 引导学生结合物联 网系统组成，思考 各组成设备在物联 网系统中的作用。 在配套 APP 中，可 以将家、学校等位 置坐标设置为安全 区域；将附近的河 流、铁路等位置坐 标设置成危险 区 域。当用户到达相 应区域，监护人手 机会收到相应的提 示信息。 注重学生过程 性学习评价， 及时纠正错 误、鼓励学生。 通过交流讨 论，得出结论， 进行知识梳理 的同时，进一 步明确学生对 知识的理解程 度。 培养学生小组 合作能力，并 根据所学知 识，归纳总结， 形成认知的能 力。 帮助学生总结 梳理知识结 构、强化重难 点。
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
项目实施探究原理 （2）分析收到危险预警提示的原因。 根据情境：李明戴着手表靠近河流，他妈妈手机中的 APP 收到“您的宝贝正接近河流区域”提示，小组讨论、分析原因。 智能手表： 。 通信网络： 。 云控制中心：感测的位置与设置的河流位置。比对一致，向手机 APP 发送危险预警提示信息。手机/APP: 反馈云控制中心处理后的数据。
通过设置安全危险区域和分析收到危险预警 提示的原因，让学生理解物联网的工作过程。
评价总结拓展提升 （1）物联网系统包括“物”、通信网络和应用服务三部分。结合学习任务单，归纳智能手表系统组成，说说这些组成部分在保障出行安全中的作用。 引导学生通过分析 智能手表中数据的 采集、传输和应用 的过程，思考物联 网的系统组成，以 及各组成部分功能 及工作过程。 指导学生利用评价 量表，进行自我评 价。 组织不同层次的学 生完成作业，让所 有学生完成基础性 试题，让学有余力 的学生完成综合性 试题。 培养学生归 纳、总结能力。 通过自评，考 查学生的学习 情况 ，关注学 生核心素养能 力的提高。 通过分层教 学，让不同层 次的学生都能 有所提高。
应用服务 通信网络 " 物 "
（2）完成自我评价量表的填写。 （3）作业设计： ①基础性试题。 从数据采集、传输、处理三个方面说一说智能手环的系统组成及工作过程。 ②综合性试题。 如果给班级添置一样物联网智能设备，你会选择哪一样呢？结合设备说说它的系统组成。
九、板书设计
十、教学反思
项目准备阶段，建议提前让有条件的学生，用一用智能手表，对于暂时没有智能手表的学生，可以以“选购一款智能手表”为主题， 在购物平台上了解智能手表的功能。在此基础上，要迁移活动 2 学习的知识，让学生绘制出智能手表物联网系统的三层构架，思考感知层、网络层和应用层都对应哪些设备。引导学生围绕“这些设备是如何协同工作，保障出行安全的？”展开项目探究。
项目实施阶段，围绕“监控出行状态”和“实现危险预警提示 ”两个方面展开探究。其中监控出行状态环节，可以准备一款初始化的智能手表，教师通过演示或播放微课视频，让学生体验安装 SIM 卡、连接网络、下载配套 APP、查看位置等活动，让学生了解物联网系统的组成设备， 以及设备的作用。再通过“数据传输”和“定位测试”实验，帮助学生理解数据采集、传输和应用的过程。在实现危险预警提示环节，首先可以假设，有哪些危险？传统出行如何做到安全预警提示，有什么缺点？智能手表又是如何进行安全预警提示的，有什么优势？帮助学生理解智能手表监测危险→ 传输信息→ 给出预警提示的过程，与物联网系统中数据采集→ 传输→ 应用的关系。

展开更多......

收起↑