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《物联网设备接入》教学设计
课题 活动三 物联网设备接入 主题 二 学科 信息科技 年级 八
教材分析 本课选自湘科版《信息科技》八年级上册主题二活动三。本课聚焦物联网设备如何通过网络接入这一关键环节。教材从共享单车的网络通信功能切入，引导学生认识物联网网络连接的基本方式（有线和无线），重点介绍了Wi-Fi和NB-IoT两种无线连接技术的特点与应用场景。教材还安排了“模拟远程数据采集”和“物联网设备获取天气信息”两个探究实践，让学生亲身体验设备通过网络进行数据通信和接入互联网获取信息的过程。本课内容承上启下，是理解物联网“万物互联”本质的重要课时。
学习目标 1. 信息意识：认知物联网通信技术与数据传输的基本方式，能根据应用场景合理选择网络连接技术。2. 计算思维：理解物联网数据传输的基本过程，能对比分析Wi-Fi与NB-IoT的特点，按需选型。3. 数字化学习与创新：能运用主控板编程实现设备间远程通信和设备接入互联网获取信息，体验物联网数据采集与传输的完整过程。4. 信息社会责任：规范使用物联网设备，保护数据隐私，承担安全用网责任
重点 1. 物联网网络连接的基本方式——有线连接与无线连接。2. Wi-Fi与NB-IoT两种无线连接技术的特点与应用场景。
难点 1. 理解不同无线连接技术的覆盖范围、能耗、速率等特性差异及其对应用选择的影响。2. 掌握主控板之间通过无线广播实现通信的编程方法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 引用教材活动背景：网络在“万物互联”中扮演了重要角色。共享单车需要通过网络从系统获得许可才能打开车锁；骑乘过程中位置信息需要随时通过网络上传；行驶结束后需要通过网络接收上锁指令等。提问：这些功能的实现都离不开什么？引出课题——物联网设备接入。 聆听，结合使用共享单车的经验回答问题。 从共享单车这一学生熟悉的物联网应用切入，引出网络在物联网中的核心作用。
讲授新课 活动一：物联网网络连接的基本方式1. 讲解物联网是互联网的延伸和拓展，实现了物与物之间的相互连接。展示共享单车智能锁的构造（嵌入式芯片、定位模块、通信模块、电源模块），说明通信模块的作用。2. 讲解物联网连接方式可分为有线和无线两大类。有线包括以太网、串口通信、USB等；无线包括4G/5G、NB-IoT、LoRa、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙、RFID、NFC等。3. 讲解不同无线连接方式的覆盖范围差异：4G/5G、NB-IoT等可覆盖几百米到数千米；蓝牙、RFID、NFC等最短仅十几厘米。4. 讲解物联网网络连接的三个特点：微型化（模块体积小）、能耗低（避免频繁充电）、速度低（数据相对简单）。5. 讲解Wi-Fi连接：最常用的无线接入技术，适合有电源保障、使用相对固定的物联网应用（如智能家居中的冰箱、空调、摄像头等）。6. 讲解NB-IoT连接：具有覆盖广、连接多、成本低、能耗低等特点，广泛应用于远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等领域。7. 展示Wi-Fi与NB-IoT对比表（能耗、覆盖面、成本、网速），组织学生完成思考分析：NB-IoT还可应用于解决哪些问题？家中安装智能摄像头应选用哪种技术？活动二：远程采集数据1. 讲解远程数据采集是常见的物联网数据采集方式，共享单车、远程抄表等都是典型应用。远程数据采集需通过网络连接实现。2. 讲解无线广播功能：将两块主控板无线广播频道设为相同数值，即可实现无线通信。3. 演示实验过程：编写主控板A发送方向信息程序→编写主控板B远程接收方向信息程序→运行并观察B板显示是否与A板同步变化。4. 组织学生分组实验，巡视指导。活动三：物联网设备连入互联网1. 讲解物联网设备可以通过Wi-Fi接入互联网获取网络信息数据，如天气预报、购物信息等。2. 演示实验过程：连接设备→选择“Wi-Fi”模块和“获取天气”模块→编写程序→运行并观察显示屏天气信息→修改城市参数记录不同城市气温。3. 组织学生分组实验，巡视指导。 1. 聆听，观察共享单车智能锁构造图，理解通信模块的作用。2. 了解有线与无线两大类连接方式。3. 了解不同无线连接方式的覆盖范围差异。4. 记录物联网网络连接的三个特点。5. 了解Wi-Fi的特点与应用场景。6. 了解NB-IoT的特点与应用场景。7. 观察对比表，小组讨论并回答问题。1. 了解远程数据采集的应用场景。2. 理解无线广播的工作原理。3. 观看演示，明确编程思路与实验流程。4. 分组实验：编写程序、上传运行、观察两块主控板显示是否同步。1. 了解物联网设备接入互联网的应用场景。2. 观看演示，学习“Wi-Fi”和“获取天气”模块的使用。3. 分组实验：编写程序、运行观察、修改城市参数、记录数据。 帮助学生建立物联网网络连接的完整认知框架；通过对比表和思考分析题，培养学生根据不同需求选择合适网络技术的能力。通过双主控板无线通信实验，让学生直观理解设备间通过网络传输数据的过程，培养动手实践能力。通过设备接入互联网获取天气信息的实验，让学生体验物联网设备从互联网获取信息的完整过程，感受物联网与互联网的融合应用。
课堂练习 1. 出示填空题：物联网网络连接主要分______接入和______接入两大类。2. 布置任务：尝试分析一个物联网应用案例，画出数据通过网络传输的示意图。 1. 独立思考并回答（有线、无线）。2. 选择感兴趣的物联网应用，画出数据传输示意图并分享。 通过填空题检验学生对网络连接基本分类的掌握；通过画图任务培养系统分析与图示表达能力。
拓展延伸 播放视频《物联网+AI在智能家居中的应用场景》。该视频展示了物联网技术与人工智能融合在智能家居中的实际应用。引导学生思考：视频中展示了哪些智能家居场景？这些设备分别采用了哪种网络连接技术？物联网与AI的融合给智能家居带来了哪些变化？ 观看视频，结合本课所学的网络连接方式与数据传输知识进行思考与交流。 通过视频让学生了解物联网+AI在智能家居中的前沿应用，将课堂所学网络接入知识与实际场景结合，拓展技术视野，激发对未来智能生活的想象。
板书 活动三 物联网设备接入一、网络连接的基本方式有线：以太网、串口通信、USB等无线：Wi-Fi、NB-IoT、4G/5G、蓝牙等物联网网络特点：微型化、能耗低、速度低二、Wi-Fi与NB-IoT对比Wi-Fi：高能耗、窄覆盖、高速率——智能家居NB-IoT：低能耗、广覆盖、低速率——远程抄表三、远程数据采集主控板A（发送）→ 无线广播 → 主控板B（接收）四、设备接入互联网主控板 → Wi-Fi → 互联网 → 获取天气信息 对照板书圈画重点，复述物联网接入分类、实验核心原理。 提纲式结构，呈现“连接方式—技术对比—远程采集—接入互联网”的认知脉络，帮助学生建立物联网设备接入的完整知识框架。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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