资源简介

项目4 景区门票扫码验证——物联网条码识别
教学设计
一、项目分析
在物联网中，各种具有感知、识别及通信能力的设备就像人的五官一样，成为物联网收集信息的渠道。那么在进行景区门票验证时， 闸机是如何识别到人，能自动为其放行的呢？本项目设计的目标是通过对景区门票如何扫码验证的探究，了解物联网条码识别技术的工作机制。
二、学情分析
八年级学生已经学习了计算机的基本操作，能熟练利用网络工具获取网络信息资源。但他们的认知水平还未发展成熟，大多趋向于感性认识，即对表象的事物很容易感兴趣和易于掌握，而对于理论性的知识易缺乏兴趣和耐心。但他们的好奇心强，愿意动手实践。
三、教学目标
1．素养目标
（1）探究物联网中的条码识别技术。
（2）了解物联网系统中条码被识别的工作机制。
2．项目目标
探究条码是如何在景区验票系统中发挥作用的。
四、教学重难点
1．教学重点
理解物联网中条码识别技术的工作机制。
2．教学难点
能结合物联网数据的特点，通过实验，准确理解条码识别技术在物联网系统中的工作机制。
五、教学策略
本项目学习活动，以实验教学主线，指导学生运用计算思维，做好实验规划，在实验探索、问题解决、反思迁移的过程中，加深对条码是如何在物联网系统中被识别这一科学原理的理解。整个实验过程属于验证性实验，意在通过景区闸机验票模拟系统的实现，来验证条码识别的过程，从而了解物联网系统中条码识别的工作机制。
六、教学准备
本项目教学活动，教师可以准备如下表所示的实验器材，搭建景区闸机验票模拟系统，准备好编程软件 mPython，通过软件进行图形化编程，实现监测条码识别过程的功能。
器材/工具 数量 作用/功能
主控板 1块 控制条码识别过程并反馈结果
AI 摄像头 1个 用于二维码识别
舵机 1个 用于模拟闸机开关门
积木块 若干 通过舵机控制模拟闸机
路由器 1个 连通网络
计算机 30 台 用于运行编程环境，查询学习资源
七、评价建议
本项目教学活动旨在使用搭建的景区闸机验票模拟系统实现扫码验票的过程，从而让学生了解条码识别在物联网系统中的工作机制。学生以小组为单位开展学习活动，学习评价围绕项目实施的各个环节进行，在学习活动中，通过在线平台进行学生活动情况的收集与反馈，加强学生过程性学习的评价，同时也可以通过学生自我评价、组内互评、师评等方式，加强对学生学习结果的反馈，从而能让教师及时调整教学，重点是在评价中得到总结与反思。
八、学习流程
在本项目教学活动中，首先创建真实情境，学生从常见的扫码验票场景，了解需要解决的问题，充分调动学生的求知欲。让学生从景区验票系统的初步分析中，通过生活经验，结合自主学习，了解条码识别技术，确定实验目的—探究物联网系统中的条码识别技术的工作机制。然后设计实验方案，准备好实验所需材料后，开展实验活动，最终得出结论，其过程如下图所示。
九、教学过程
（一）实验情境
（1）观看景区游客检票视频。
（2）思考问题 1：视频中的游客，是通过哪些方式检验门票的？这些方式用到了哪些物联网采集技术？结合已有学习经验， 回答：
。
引出课题，明确实验目的。
（二）实验准备
活动 1：观察验票流程
再次观察扫码验票流程，填写验票流程的环节。
活动 2：了解景区自动检票系统工作过程
绘制景区自动验票系统的组成图
（1）以小组为单位，利用 AI 大模型进行提问，绘制一份景区自动验票系统组成的草图。
（2）小组选派代表汇报，师评、互评。
（3）根据绘制的草图，思考问题：门票上的二维码信息是如何被识别的？当获取门票信息后，闸机如何能确认是否通行？说说自己的理解。
。
活动 3：规划实验方案
根据刚才的讨论，得到假设结论：
景区检票闸机能实现出入口自动检票，与景区门票的 所包含的信息有关。小组交流讨论：设计一个实验来模拟闸机验票的实现过程，确定实施的方案，填写在下图的横线上。
选择
02 搭建
03 验证
（三）实验过程
活动 1：选择闸机模拟设备
1 ．回顾条码识别技术
以小组为单位， 自主观看微课，或上网查询相关信息，进行交流讨论，并填空。
条形码被称为“可印刷的计算机语言”，要将其转换成有意义的信息，需要完成 和 两个过程。扫描的过程即条形码数据 的过程，必须借助于 设备才能完成。
2 ．选择模拟设备
小组讨论交流，填空。
我选择的设备有： ， 选择的理由是
汇报讨论结果，师生共同总结。
活动 2：搭建闸机模拟系统
1．观看微课， 自主学习实验设备连接方法
根据所学，将主控板、舵机等实验器材进行连接。
相邻小组进行互评，提出改进意见。
2．设计算法
以小组为单位，思考编写程序的思路，设计算法，将流程图补充完整。
3．编写程序
编写功能代码：通过编写程序，模拟舵机开关门功能。
（1）小组讨论：根据流程图所示，填一填红线框内代码模块的含义。
①
（2）小组交流讨论：在代码框中的空白处，完善代码编写，并上机调试运行。
4．程序分析
小组讨论、分析，填写结论：
（1）从程序中可以看出，判断舵机转动开门的依据是 。
（2）如果缺少图中所示的代码①,能否检测出该门票是否有效？为什么？
（3）如果删除代码②,可能会导致 。
小组汇报，师生共同评价。
活动 3：验证条码识别过程
根据前面的实验，思考填写：
在景区票务系统中，条码作为一种数据被 ，并与 信息中心联动， 组成了一个物联网系统，实现了自动检票功能。
思考问题：检票系统是如何判断门票是否有效的？
课堂小结：
物联网中的条码识别技术：
条码识别技术在物联网系统中的应用分为四个环节：对物品进行编码、 、 、 。
（四）学习评价
1． 自我评价
评价指标 评价标准 评价结果
信息意识 具备主动学习物联网条码技术的意识，具有自主解决问题的意识 ☆☆☆☆☆
计算思维 能从具体的案例进行分析、验证，理解技术背后的原理，了解二维码在物联网系统中的作用，从具体化逐步走向形象化 ☆☆☆☆☆
数字化学习与创新 能熟练运用数字化策略，借助实验设备和平台，开展实验活动，通过实验验证原理，并能在实践的过程中，注重小组合作与交流 ☆☆☆☆☆
信息社会责任 能体会物联网条码技术的独特魅力，加强数据安全意识 ☆☆☆☆☆
2．课后反思
思考：关于物联网中的条码技术，你还想了解哪些知识？
（五）作业
1．举例说明二维码在物联网系统中的作用
2．设计条码应用场景
条码技术已经广泛应用到超市、仓储、物流、医院等社会生活的各个方面。请选择一个领域，设计一个条码技术应用的场景。
十、板书设计
十一、教学反思
本节课教学首先从“景区闸机如何自主验票”展开思考，让学生从真实情境入手，在了解“ 条码识别技术”基本实验原理的基础上，理清解决问题的思路。然后通过实验探究，利用实
验设备，模拟景区验票系统的验票过程，动手验证条码识别技术的工作机制是怎样的。最后，通过实验得到结论。整个学习过程，教师为学生提供丰富的学习支架，帮助学生从理解走向实操，从实操加深理解，真切感受到物联网条码识别技术的工作机制，认识到二维码在物联网系统中既会产生一定的作用，同时也会带来一定的安全隐患。项目学习过程中，以小组为单位开展学习，教师通过教学平台的在线反馈，结合学生的课堂表现，重点关注学生是否在真实环境中亲历解决问题的过程；每位学生在小组合作中充当什么样的角色，承担什么任务；是否能积极思考、参与实践；是否能主动运用教师提供的数字化工具开展自主学习，并能大胆表达。这些对学生素养的培养和提升都是不可或缺的。学生能积极参与到学习过程中，素养目标也就能很好地落地了。

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