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《物联网数据感知》教学设计
课题 活动一 物联网数据感知 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一。本课是在学生已了解物联网的起源、发展与基本构成基础上，进一步深入物联网的感知层，聚焦数据感知这一核心环节。教材从共享单车定位这一生活化场景切入，引导学生理解位置数据从感知层获取的基本原理；通过智能公交系统等案例，帮助学生认识不同物联网应用需要感知的不同数据类型。教材还系统介绍了传感器的功能与种类，并通过两个探究实践任务（光传感器实验、数字指南针制作），让学生亲身体验利用传感器采集数据的完整过程。本课内容兼具理论认知与动手实践，是培养学生计算思维与数字化学习与创新能力的重要载体。
学习目标 1. 信息意识：感知数据感知在物联网应用中的关键作用，能识别不同场景下需要感知的数据类型。2. 计算思维：理解传感器采集数据的基本原理，能分析共享单车定位等工作机制，掌握编程读取传感器数据的方法。3. 数字化学习与创新：能运用主控板及编程环境，编写程序采集光线、方向等传感器数据，体验数据感知的完整过程。4. 信息社会责任：了解传感器技术对社会生活的积极影响，关注数据采集与隐私保护的平衡，树立合理使用技术的意识。
重点 1. 物联网数据感知的基本方法及感知层在物联网四层架构中的基础地位。2. 传感器的功能、种类及其在物联网中的应用。
难点 1. 理解传感器将物理信号转化为电信号的基本原理。2. 掌握利用主控板编程读取传感器数据并加以记录分析的完整实验过程。
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：用户可通过手机APP寻找到附近可用的共享单车；系统能记录共享单车的运动轨迹，并计算出行驶里程；系统通过监控共享单车的停放位置，对共享单车的投放进行合理分配，并减少乱停现象。提问：以上功能都离不开对共享单车位置的感知，我们是怎样获得共享单车的位置信息的呢？引出课题——物联网数据感知。 聆听，结合生活经验回答问题（如GPS定位、手机APP查看车辆位置等）。 从学生熟悉的共享单车切入，以问题驱动激发好奇心。
讲授新课 活动一：数据感知1. 讲解共享单车定位原理，强调位置数据从感知层获取。2. 展示智能公交系统案例，说明数据感知在生活中的应用。3. 布置任务：完成表格（智慧医疗、智慧农业、智能家居分别需要感知哪些数据）。活动二：传感器的功能与种类1. 讲解传感器定义：与人类感官类似，能检测光、运动、温度、压力等并输出数据。2. 以声音传感器为例，讲解物理信号转化为电信号的过程。3. 展示传感器家族图谱，介绍种类多样性。活动三：光传感器实验1. 讲解实验目的与设计：按“A”键读取光强度值并显示。2. 演示实验过程：连接设备→设置编程环境→编写程序→改变光照条件记录数据。3. 组织学生分组实验，巡视指导。活动四：数字指南针实验1. 介绍指南针原理（感应地球磁场）及其作为四大发明的文化背景。2. 讲解实验设计：按“A”键读取指南针方向数值并显示。3. 演示实验过程：添加地磁传感器模块→编写程序→校准指南针→记录不同方向角度。4. 组织学生分组实验，巡视指导。 1. 观察示意图，理解位置数据获取过程。2. 观看案例，了解数据感知应用。3. 小组讨论，完成表格填写。1. 聆听，理解传感器定义与功能。2. 观察声音传感器结构图。3. 观看传感器图谱，了解多样性。1. 明确实验要求。2. 观看演示，理解流程。3. 分组实验：编程、采集数据、记录分析。1. 聆听，了解指南针原理。2. 理解实验设计。3. 观看演示，掌握方法。4. 分组实验：编程、校准、测量记录。 从生活案例切入，帮助学生理解数据感知在物联网中的关键作用；表格分析培养知识迁移能力。类比人类感官讲解传感器，降低认知难度；以声音传感器为例突破“物理信号转化为电信号”这一教学难点。通过动手实验，让学生体验从编程到数据采集、记录、分析的完整过程，培养计算思维与实践能力。进一步体验传感器数据采集过程，融入四大发明文化元素，增强文化自信。
课堂练习 1. 填空题：传感器属于物联网______层设备。2. 布置任务：查阅资料，选择一种感兴趣的传感器，描述其功能与用途。 1. 独立思考并回答。2. 小组合作查阅资料并完成描述。 通过填空题检验学生对感知层在物联网四层架构中基础地位的理解；通过资料查阅与分享任务拓展学生视野，深化对传感器多样性的认识。
拓展延伸 播放科普视频，引导学生关注传感器在日常生活中的应用。 观看视频，联想并体会传感器在真实生活中的应用场景 通过视频让学生直观了解传感器的现实应用，深化学生对现代科技生活的感知。
板书 活动一 物联网数据感知一、数据感知感知层是物联网的基础位置数据从感知层获取二、传感器的功能与种类定义：感知世界，输出数据功能：检测光、运动、温度、压力等种类：光传感器、声音传感器、磁场传感器……三、体验传感器采集数据光传感器实验：光线强度→数值显示磁场传感器实验：地磁方向→角度显示 看板书，圈画重点，复述核心内容。 采用提纲式结构呈现“数据感知—传感器功能与种类—动手实验”的认知脉络，帮助学生建立清晰的知识框架，突出感知层的基础地位和传感器的核心作用。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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