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第1课时教学设计
课题 第一单元第2节 探究物联网的基本原理（第1课时） 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 上册
教材分析 本课时选自上海科技教育出版社/贵州科技出版社《信息科技》八年级上册第一单元第2节《探究物联网的基本原理》（P12-P14）。主要内容包括：物联网的基本功能（数据采集、传输、处理和反馈）、案例·智能水表（唯一编号、用水量传感器、数据传输通道、自动计费记账、远程智能监管）、小贴士·自动控制阀（远程关阀命令体现反馈功能）、思考与讨论（智能水表基本功能分析、与人工抄表对比）、活动1.2.1（分析常见物联网应用的基本功能，表1-2-1刷卡乘车示例）。本节课帮助学生理解物联网4大基本功能及其协同关系，学会运用功能框架分析物联网应用，为下课时学习物联网的基本架构和特征做铺垫。
学习目标 1.信息意识：通过智能水表等案例，感知物联网数据采集、传输、处理和反馈的基本功能，认识万物互联背后的数据流动，增强主动关注物联网应用的意识。 2.计算思维：理解物联网4大基本功能的含义及协同关系，能运用“采集→传输→处理→反馈”的功能框架分析身边的物联网应用。 3.数字化学习与创新：通过活动1.2.1，学会运用表格工具分析常见物联网应用的基本功能，提升数字化学习与协作能力。 4.信息社会责任：了解物联网数据采集与传输带来的便捷，初步认识物联网数据安全与设备管理的重要性，树立安全使用物联网设备的意识。
重点 重点： 1. 物联网4大基本功能（数据采集、传输、处理、反馈）的含义。 2. 智能水表案例中4大基本功能的体现。 3. 运用4大基本功能框架分析常见物联网应用。
难点 难点： 1. 理解4大基本功能的协同关系（采集→传输→处理→反馈的闭环）。 2. 迁移运用功能框架分析身边的物联网应用。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.情境导入（PPT第4页）：在生产、生活的各个场景中，越来越多的设备连入网络，新的物联网应用不断涌现，给人们带来全新的体验。智能水表让人们享受“抄表不入户、缴费不出门”的便捷。提问：物联网是如何工作的？它具有哪些基本功能？智能水表如何采集用水量？数据如何传到供水公司？用户如何获取信息？ 2.引出主题（PPT第4页）：物联网具有数据采集、传输、处理和反馈等基本功能。本节课我们通过智能水表案例与活动1.2.1，认识物联网的基本功能（认识功能→案例分析→迁移运用）。 3.互动提问（PPT第5页）：你见过或用过哪些物联网应用？它们分别给你带来了什么便捷？ 聆听情境，思考并回答教师提问，说一说见过的物联网应用及其带来的便捷，初步感知物联网的基本功能。 从上节课的应用感受过渡到原理探究，激发学生探究物联网工作原理的兴趣。
讲授新课 讲解物联网4大基本功能（PPT第6-7页）：物联网具有数据采集、传输、处理和反馈等基本功能。数据采集是通过传感器来感知并记录物理世界的各种数据，如温度、位置等；数据传输是通过通信技术和网络协议，将采集的数据传输到云端或本地的服务器；数据处理是对数据进行存储、分析，得出判断或形成决策；反馈是将处理后的结果反馈给人或物，实现对物的远程控制等。 结合小贴士（PPT第7页）梳理“采集→传输→处理→反馈”的功能链。 聆听讲解，理解4大基本功能的含义和作用，记录关键词，思考各功能之间的关系。 建立物联网4大基本功能的概念框架，理解4个功能协同构成物联网运行的基本原理。
介绍案例·智能水表（PPT第8-9页）：智能水表系统让人们享受“抄表不入户、缴费不出门”的便捷。每个智能水表都有唯一编号，水表内安装了用水量传感器，具有连接到供水公司服务器的数据传输通道；用户的水表编号和用水量数据通过网络传输到供水公司的服务器后，计费和记账等应用程序会自动处理数据，并将结果反馈给用户和供水公司；用户可以使用手机App查询账单、缴费；供水公司一旦收到用水量异常警报，可以及时排查和抢修漏水管网，实现对供水系统的远程智能监管。 结合图1-2-2智能水表系统图（PPT第8-9页），组织学生完成案例分析表——数据采集（传感器采集用水量数据）、数据传输（网络传输到服务器）、数据处理（计费记账程序自动处理）、反馈（结果反馈给用户和供水公司）。 阅读智能水表案例，结合图1-2-2找出其中数据采集、传输、处理和反馈的环节，完成案例分析表。 通过智能水表案例，体会4大基本功能在真实系统中的协同工作，培养分析能力。
组织思考与讨论（PPT第10页）： 1.智能水表系统具备数据采集、传输、处理和反馈这几个基本功能吗？ 2.在一些未安装智能水表的地区，抄表员人工抄表并录入系统后，用户也可以在网上查询和支付电子账单。与之相比，智能水表具有哪些便捷之处？组织学生填写讨论表并交流汇报。 小组讨论两个问题，填写讨论表并汇报交流，对比人工抄表与智能水表的差异。 通过讨论与对比，深化对4大基本功能协同关系的理解。
讲解小贴士·自动控制阀（PPT第11页）：有的智能水表还安装了自动控制阀，供水公司收到用水量异常警报后，可以远程向水表下达关阀命令。引导学生认识——远程关阀命令体现了物联网的“反馈”功能；再结合该页末句梳理功能闭环——数据采集→数据传输→数据处理→反馈，4个基本功能协同工作，实现对物的智能管理和控制。 分析自动控制阀体现的基本功能，梳理4大功能的关系，理解数据在物联网系统中的流动过程。 借助自动控制阀实例深化对“反馈”功能的理解，构建功能闭环认知，突破本课难点。
组织活动1.2.1分析常见物联网应用的基本功能（PPT第12-14页）：选择1~2种常见的物联网应用，分析其可能采集和传输哪些数据，进行怎样的处理，实现哪些反馈，完成表1-2-1。 结合表1-2-1刷卡乘车示例（交通卡标识、卡内金额、刷卡时间和地点等→计算乘车费用等→扣费、闸机控制等） 讲解分析方法（PPT第12-13页）；师生共同完成智能温室种植、智能路灯的分析（PPT第13页）；再组织学生回顾身边的物联网应用，运用4大基本功能框架分析并完成表格（PPT第14页）。 选择物联网应用，运用4大基本功能框架分析其采集/传输/处理/反馈，填写表1-2-1并分享。 通过活动迁移运用功能框架，学会分析常见物联网应用的基本功能组成。
课堂练习 组织课堂练习·案例判断（PPT第15页）：判断以下说法是否正确并说明理由。 1.物联网的基本功能包括数据采集、传输、处理和反馈。（√） 理由：物联网完整工作流程：传感器采集数据→网络传输数据→平台处理数据→下发指令反馈控制设备。采集、传输、处理、反馈是物联网四大基本功能。 2. 智能水表中传感器采集的是用水量数据。（√） 理由：水表传感器实时感知水流，计量流量，统计得到用水量（累计用水），同时也可采集漏水、阀门状态等信息，核心采集数据为用水量。 3.物联网的数据处理只能在本地服务器完成。（×） 理由：物联网数据处理不局限于本地服务器。既可以本地设备边缘处理，也可以在云端服务器处理，还可以本地 + 云端协同处理，不是 “只能” 在本地服务器。 4. 反馈功能可以实现对物的远程控制。（√） 理由：反馈就是平台处理完数据后，通过网络下发控制指令，远程操控物理设备。例如智能水表服务器远程下发关阀指令，实现远程控制，就是反馈功能的体现。 组织做一做（PPT第16页）：1.列举物联网的4大基本功能，并各举一个例子说明；2.画出智能水表系统中数据的流动过程（水表传感器→网络→供水公司服务器→用户/供水公司）。 组织说一说（PPT第17页）：你身边的物联网应用中，能识别出它的4大基本功能吗？这些功能给生活带来了哪些便捷？ 独立完成判断题并说明理由；完成做一做两项任务（列举基本功能、画数据流动过程图）；结合身边应用说一说4大基本功能。 通过判断、列举、画图、交流等多种形式的练习，巩固4大基本功能，深化对功能协同关系的理解。
拓展延伸 组织拓展延伸·从人工抄表到智能抄表（PPT第18页）：在一些未安装智能水表的地区，抄表员需要人工抄表并录入系统。查阅资料，了解“智能抄表”技术的发展与应用（如窄带物联网NB-IoT技术）。思考：物联网的4大基本功能如何让“抄表不入户、缴费不出门”成为现实？ 课后查阅资料，了解智能抄表技术的发展，思考4大基本功能在其中的体现。 拓展知识视野，体会物联网基本原理的实际价值，增强信息意识。
课堂小结 课堂总结（PPT第19页）归纳本课5点要点：1.物联网具有数据采集、传输、处理和反馈4个基本功能；2.数据采集通过传感器感知并记录物理世界的各种数据；3.数据传输通过通信技术和网络协议传输到云端或本地服务器；4.数据处理对数据存储、分析，反馈将结果传递给人或物、实现远程控制；5.智能水表案例体现了4大基本功能的协同工作。结合“功能定义→案例印证→迁移运用”的知识脉络整体回顾，强调4个基本功能形成闭环，为下课时“了解物联网的基本架构和特征”做铺垫。 回顾要点，用自己的话复述4大基本功能及协同关系，提出疑问，整理笔记。 构建知识框架，为下课时从功能到架构的认知递进做铺垫。
课后作业 布置课后作业（PPT第21页）：思考——物联网的4大基本功能是什么？各有什么作用？实践——选择1项身边的物联网应用，分析其4大基本功能的体现，完成分析表；观察与发现——观察家中或小区的智能水表、智能电表等设备，记录它们采集的数据和反馈的方式；调查与记录——查阅资料，了解智能抄表技术（如NB-IoT）的发展与应用，感受物联网技术的进步。 课后完成思考与实践任务，完成物联网应用分析表与观察记录。 将课堂所学延伸到课外，培养观察、调查与分析能力。
板书 概念：物联网具有数据采集、传输、处理和反馈等基本功能，这是万物互联背后的基本原理。核心：数据采集 ｜ 数据传输 ｜ 数据处理 ｜ 反馈控制。示例：智能水表（传感器采集用水量→网络传输到供水公司服务器→计费记账自动处理→反馈用户与供水公司）。流程：数据采集（传感器）→ 数据传输（网络）→ 数据处理（服务器）→ 反馈（远程控制）。（见PPT第20页板书设计）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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