资源简介

项目3 测试商品溯源系统
——物联网原型系统验证
教学设计
一、项目分析
商品溯源系统是生活中物联网应用的典型场景之一，项目情境具有真实性和代入感，且商品溯源系统中“商品录入、站点流转、商品查询”等环节，包含了物联网系统中数据读取、传输、接收、汇集和使用的过程。本项目是在搭建好商品溯源系统的基础上，对系统的功能进行测试，目的是通过分析数据采集、传输、使用的过程，让学生深入理解物理网的工作过程及原理。
二、学情分析
在前面的活动中，各小组根据自己制订的商品溯源系统设计方案，使用实验室设备完成了溯源系统的搭建和运行环境的测试。为弄清商品溯源系统是如何工作的，本项目将引导学生对搭建完成的溯源系统进行测试，实现对商品的防伪溯源。八年级学生好奇心强，具备一定的观察能力、分析能力和自主探究能力，他们对生活中的真实情境充满兴趣，愿意从实际问题出发进行学习和探究。教师要调动学生的积极性，充分利用小组合作探究，帮助学生通过编程对原型系统进行调试、完善，解决实际问题，探究物联网的工作原理。
三、教学目标
1．素养目标
通过编程对原型系统进行调试、完善，解决实际问题，探究物联网的工作原理。
2．项目目标
编写程序控制商品溯源系统的运行，实现数据采集及查询的功能。
四、教学重难点
1．教学重点
（ 1 ）编写程序控制商品溯源系统的运行，实现数据采集及查询的功能。
（ 2 ）通过编程对原型系统进行调试、完善，解决实际问题，探究物联网的工作原理。
2．教学难点
通过编程对原型系统进行调试、完善，探究物联网的工作原理。
五、教学策略
采用项目式学习和合作学习相结合的策略，鼓励学生分组讨论、协作解决问题。
六、教学准备
编程软件mPython，通过软件进行图形化编程实现商品溯源。
七、评价建议
学习评价可以从学生对项目任务的完成度，对核心概念、原理的理解与核心素养提升三个维度进行设计。
维度 评价指标 评价结果
项目达成 你能在溯源系统中添加商品信息吗？ 你能在溯源系统中查询商品数据吗？ 商品溯源系统中商品数据是如何被采集、传输和应用的？ ☆☆☆☆☆
概念理解 如何构建物联网原型系统： 。 画出物联网结构及组成： 。 描述物理网的工作原理： 。 ☆☆☆☆☆
素养提升 信息意识：能够了解物联网原型系统的测试，理解测试过程中数据读取、采集、传输和应用的过程。 计算思维：能够剖析商品溯源系统的工作过程，理解物联网原型系统的测试目的与作用，能够在验证过程中提出问题、分析问题、解决问题。 数字化学习与创新：能正确使用实验平台和编程软件完成物联网原型系统测试，探究知识、验证原理。 信息社会责任：理解物联网原型系统的测试和优化、保障数据的可靠性和安全性对于物联网系统设计和开发的意义。 ☆☆☆☆☆
八、学习流程
(
上传商品溯源信息
查询商品溯源数据
测试商品溯源系统
)项目实施前，引导学生收集整理商品溯源信息。给商品贴上电子标签，当电子标签经过每个环节的阅读器时，阅读器采集电子标签的信息，然后通过网络上传给服务器，最后在终端就可以查看完整的溯源记录。明确活动任务：模拟商品经过各个站点时，采集、传输和应用数据的过程，并根据项目任务，制订
溯源系统测试方案。项目实施可以从如图所示的几个环节开展。
九、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．创设情境 在前面的活动中，各小组根据自己制订的商品溯源系统设计方案，使用实验室设备完成了溯源系统的搭建和运行环境的测试。为弄清商品溯源系统是如何工作的，本项目要对搭建完成的溯源系统进行测试，实现对商品的防伪溯源。 2．明确目标 编写程序控制商品溯源系统的运行，实现数据采集及查询的功能。 3．聚焦问题 □溯源系统中如何添加商品信息？ □溯源系统中如何查询商品数据？ □溯源系统中数据如何被采集、传输和应用？ □其他： 。 学习过程：根据情境思考、讨论，明确本项目的学习目标，聚焦核心问题。 引导学生对前两个项目进行回顾，创设问题情境，引导学生思考。 引导学生对情境进行 分 析， 通 过 讨论、 思考， 选择、提炼核心问题。 引 入情 境 问题，激发学生的学习兴趣。 培养学生分析问题、聚焦问题、提出问题的能力。
项目准备分析规划 1．收集整理商品溯源信息 给商品贴上电子标签，当电子标签经过每个环节的阅读器时，阅读器采集电子标签的信息，然后通过网络上传给服务器，最后在终端就可以查看完整的溯源记录。模拟商品经过各个站点，采集、传输和应用数据的过程，并将数据记录在表中。 商品名称产地物流过程荔枝
学习过程：认真观看视频并思考、讨论视频中商品溯源的过程。学生记录并填写任务单，分小组汇报、交流记录结果。 播放生活中商品溯源的视频，给学生提供学习支架。 对学生记录的数据进行汇总、分析和提炼。 通过视频将生活中的商品溯源与模拟系统建立关联，帮助学生理解溯源系统的运行过程。
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
项目准备分析规划 2．制订溯源系统测试方案 结合前面的规划与分析，需要对商品溯源系统进行测试，请小组成员思考完成测试的方案。 第 l步：上传商品溯源信息。 第2步： 。 第3步：测试商品溯源系统。 学习过程：分组讨论交流，思考并回答教师提出的问题，规划、制订溯源系统测试方案。 引导学生对溯源系统测试方案进行规划。 培养学生根据关键问题，制订溯源系统测试 方 案的 能力。
项目实施井然有序 活动 1：上传商品溯源信息 （ l ）试写程序：溯源系统每次识别某一商品的电子标签数据是不变的，但商品在不同的流通环节上传到数据库的数据不一样。根据前面收集和整理的商品溯源信息，分小组以一个站点为例，通过编写程序将数据上传到服务器。 提供程序代码辅助学生梳理上传商品溯源信息的方法。 引导学生对关键代码进行分析，加深学生对物联网系统控制的理解。 提供程序代码辅助学生梳理查询商品溯源数据的方法。 引导学生运用编程上传商品溯源信息，在实践中理解程序代码，了解物联网系统工作的过程，培养学生自主探究和合作学习的能力。
标签值为射频卡序列号设置上传动作 用户名 密码 需要上传的溯源信息
（2）读懂代码：根据溯源系统功能，说一说下面程序代码的作用。 ① ② 学习过程：分组讨论交流，思考并回答教师提出的问题，理解溯源系统程序块的功能及作用。 活动2：查询商品溯源数据 （ l ）试写程序：查询商品溯源数据的方法多种多样，如使用编程查询商品溯源数据。程序编写完成后，通过数据线上传到用户端的主控板上，再通过扫描电子标签查询。
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
项目实施井然有序 （2）读懂代码：根据溯源系统功能，说一说下面程序代码的作用。 （3）思考问题：搜索、讨论查询商品溯源数据的其他方式，从数据的安全性、准确性等方面说明其优缺点？ 学习过程：分组讨论交流，思考并回答教师提出的问题，理解溯源系统的工作过程。 活动3：测试商品溯源系统 （ 1 ）分组调试：小组成员记录在测试过程中遇到的问题，交流解决问题的方法，并将调试过程记录下来。 引导学生对关键代码进行分析，加深学生对物联网系统控制的理解。 提出问题，引导学生对关键问题进行思考，并利用数字化工具验证结果。 组织学生开展小组合作，收集学生在测试过程中遇到的问题，解疑答惑、评价点拨。 从试写程序→读懂代码→思考问题，循序渐进。 引导学生培养在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。
遇到的问题 产生的原因 解决的方法
连接不到服务器
无法读取电子标签信息
无法获取溯源数据
（2）小组汇报：分小组汇报在测试过程中出现的问题，以及解决问题的方法，汇总难点问题。 （3）难点解疑：对集中的难点和未能解决的问题，通过头脑风暴、集思广益和教师点拨的方式进一步探究。 学习过程：小组合作，收集在测试过程中遇到的问题，通过小组交流解决共性问题，最后对难点问题进行点拨讲解。
教学环节 学生活动 教师活动 设计意图
展示汇报项目评价 （ 1 ）展示、交流项目成果，简要描述商品溯源系统测试的过程。 （2）学生观看小组展示，与同学讨论交流，对于没有完成的小组分析问题并解决（自评、互评）。选取一到两个小组谈谈实践过程中遇到的问题及解决方案。 （3）教师点评：通过对本项目的学习，你掌握了哪些知识内容？ □ 能弄清模拟商品溯源系统程序功能。 □ 能上传商品溯源信息。 □ 能查询商品溯源数据。 □ 能测试商品溯源系统。 （4）思考问题：阅读学习手册项目 3 “素养提升”第 1 点的内容，并结合本项目说一说验证原型系统 的目的？ 项目展示。 自评、互评、师评。 通过交流与展示，检测学生学习结果。 通过互评、师评和自评，培养学生分析问题、解决问题的能力。
总结反思拓展提升 1．素养提升 （ 1 ）物联网作为 网的拓展和延伸，其数 据 的 发 送 和 接 收 基 于 、TCP/IP （transmission control protocol/internet protocol， 传输控制协议/ 互联协议）等。 （2）物联网中， 层通过感知外界信息，采集并获取数据； 层，遵循特定的规则向 层的服务器传输数据。 （3）说一说标注处在物联网系统中的作用。 从项目情境中，归纳、总结学科核心概念及知识。 设置分层的课外作业，进一步对课堂学习的内容进行巩固与建构。 帮助学生总结 梳理知识结 构、 突 破 重难点问题。促进学生素养提升。 帮助学生巩固所学知识。实施分层教学策略，确保各个水平的学生均能取得进步。
(
网络
层
) (
网关
) (
层
) (
设备
) (
不能直接连接互联网的设备
) (
服务器
层
)
2．作业设计 上网查找制作二维码的方法，将查询页面的网址生成二维码，然后贴在商品上，供用户扫描查询溯源信息。
十、教学反思
本项目不仅是本单元的最后一个项目，也是对本单元学习内容的系统回顾，在教学过程中需要及时引导学生对知识进行归纳。在教学过程中需要注意以下方面。
（ 1 ）选择合适的物联网平台和开发环境。教师根据学情和校情选择适合学生使用的物联网平台和开发环境，如OneNET 、MixIO、阿里云等，确保平台和环境能够支持学生实现物联网项目的开发和实施。
（2）学生观察和问题发现。通过构建商品溯源系统，帮助学生理解物联网的工作原理，培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。
（3 ）小组合作与自主学习。教师鼓励学生组成小组，合作开展本项目。每个小组可以负责一个具体的功能（站点），学生在小组内发挥主动性和创造性，自主选择解决问题的方法和策略。
（4）反馈与评估。在学习过程中，教师要及时给予学生反馈和评估，帮助他们了解自己的进展和改进的方向。

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