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第1课时教学设计
课题 第三单元第1节 解析物联网通信技术（第1课时） 单元 第三单元 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》八年级上册第三单元第1节《解析物联网通信技术》（P56-P71）。主要内容包括：分析智能家居系统的通信需求、近距离无线通信技术（Wi-Fi、蓝牙、ZigBee）、蓝牙通信实验、近距离无线通信技术比较等。学生在此前已学习了物联网的识别与感知技术，本课时从“设备如何协同工作”入手，帮助学生理解物联网实现互联互通的基础，为下一课时继续探究远距离无线通信技术与通信协议作铺垫。
学习目标 1.信息意识：感知不同智能家居设备对通信方式的不同需求，理解物联网离不开数据与信息传输。 2.计算思维：能够分析不同设备的通信需求并判断适合的通信技术，理解近距离无线通信技术的特点。 3.数字化学习与创新：通过蓝牙通信实验了解设备通信过程，体会物联网中的数据交互与协作。 4.信息社会责任：认识网络通信资源有限且高效利用的重要性，增强合理使用和安全意识。
重点 重点： 1.常见近距离无线通信技术（Wi-Fi、蓝牙、ZigBee）的特点及适用场景。 2.分析智能家居相关设备的通信需求。 3.蓝牙通信实验的操作流程。
难点 难点： 1.根据设备特点选择合适的通信技术。 2.比较 Wi-Fi、蓝牙、ZigBee 的差异并说明选择依据。
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.情境展示(PPT第4页)：智能家居、共享单车、可穿戴设备等都依赖通信技术把数据传输到网络平台，形成互联互通的服务。本课时将分析智能家居系统的通信需求，认识Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等近距离无线通信技术。 2.提问导入(PPT第5页)：智能家居中的灯、门窗感应器、摄像头等设备需要协同工作，离不开数据交换与远程控制。为什么不同设备不能都用同一种通信方式？怎样根据场景选择合适的通信技术？ 结合生活经验观察、思考设备通信的必要性。 从感知和识别过渡到网络连接，引发学生探究物联网通信技术。
讲授新课 1.讲解分析智能家居系统的通信需求(PPT第6页)：各类设备集中在面积有限的区域内，通过网关连接至互联网；为避免频繁重新布线，设备与网关之间一般使用无线连接。 2.讲解表3-1-1不同智能家居设备的特点(PPT第7页)：不同设备传输的数据量、速率和供电方式不同。 围绕智能家居案例分析设备访问网络的方式。 帮助学生建立通信技术与应用场景之间的对应关系。
1.讲解科学园地·物联网网关的作用(PPT第8页)：网关充当“万能接口”，负责数据中转、统一入口、设备管理与数据安全。 2.讲解Wi-Fi技术(PPT第9页)：速率高、普及率高，但功耗较大、成本较高，适合大数据量、供电稳定的设备。 观察案例并结合实际经验归纳Wi-Fi的适用场景。 让学生明确Wi-Fi的特点与适用领域。
1.讲解蓝牙技术(PPT第10页)：成本低、距离短、功耗低，适合可移动、电池供电的设备。 2.组织思考与讨论(PPT第11页)：生活中哪些设备用到了蓝牙？说出蓝牙连接的具体操作步骤。 结合生活经验说出蓝牙设备及其连接操作。 让学生明确蓝牙的特点与适用领域。
1.组织活动3.1.1蓝牙通信实验(PPT第12页)：添加蓝牙库、编写程序上传、手机APP搜索“ESP32BT”建立连接、写入数据观察显示。 2.讲解你知道吗·蓝牙技术发展(PPT第13页)：从一对一音频、一对多定位到多对多组网，Mesh用于智慧楼宇智能灯。 通过实验操作了解蓝牙通信的基本流程。 让学生在实践中感受通信技术的具体实现过程。
1.讲解ZigBee技术及烟雾报警器案例(PPT第14页)：近距离、低功耗，适合工业物联网；烟雾报警器休眠几乎不耗电。 2.组织思考与讨论·比较表3-1-2(PPT第15页)：为什么蓝牙比ZigBee更常见？对照参考比较表梳理三种技术差异。 观察案例，对照参考比较表梳理三种技术特点。 强化学生对通信技术适配场景的理解。
1.组织活动3.1.2(PPT第16页、第17页)：列举更多智能家居设备，分析通信需求填写表3-1-3并判断合适的通信技术；完成后对照参考答案表讲评。 结合参考表完成分析并交流判断依据。 落实学生对通信需求分析方法的掌握。
课堂练习 1.组织案例分析(PPT第18页)：为小明家选择通信技术——摄像头选Wi-Fi、门窗感应器选ZigBee、智能灯选Wi-Fi或ZigBee。 2.组织做一做(PPT第19页)：根据设备特点选择最合适的通信技术并说明理由。 3.组织说一说(PPT第20页)：为什么智能手表用蓝牙连手机，而不用Wi-Fi直接联网？ 结合案例完成分析并交流判断依据。 强化学生对通信技术适配场景的理解。
拓展延伸 组织拓展延伸·走近NFC(PPT第21页)：NFC由RFID演变而来，近距离非接触点对点传输，比Wi-Fi、蓝牙距离更近、安全性更高，用于移动支付、门禁、公交卡；布置查阅资料了解NFC应用。 了解NFC的特点与应用，课后查阅资料拓展。 拓展知识视野，建立近距离技术整体认知。
课堂小结 课堂总结(PPT第22页)归纳本课5点要点：1.智能家居设备集中在有限区域，经网关连接互联网，多使用无线连接；2.Wi-Fi速率高、功耗大，适合大数据量、供电稳定的设备；3.蓝牙低成本、低功耗、短距离，适合可穿戴设备；4.ZigBee低功耗、可连接设备多、稳定性好，用于工业物联网；5.按数据量、速率、功耗、供电选择合适的通信技术。结合“通信需求→技术特点→合理选择”知识脉络整体回顾。 回顾要点，用自己的话复述通信技术与应用需求的关系。 帮助学生形成知识脉络，形成整体认知。
板书 概念：物联网通信技术是让设备连接网络并交换信息的基础，选择通信技术要与应用场景的特点相适应。 核心：通信需求 ｜ Wi-Fi ｜ 蓝牙 ｜ ZigBee ｜ 网关。 示例：智能家居（智能灯／摄像头／门窗感应器）｜无线耳机（蓝牙）｜烟雾报警器（ZigBee）。 流程：分析设备通信需求 → 比较技术特点（速率／功耗／距离／成本） → 选择合适通信技术 → 经网关接入互联网。（见PPT第23页板书设计）
课后作业 布置课后作业(PPT第24页)：思考——Wi-Fi、蓝牙、ZigBee各有什么特点，分别适合什么场景？实践——为家中一个智能设备分析通信需求并选择合适的通信技术；观察与发现——观察家中智能设备使用的通信技术并记录；调查与记录——上网搜索NFC与蓝牙、ZigBee的不同及应用，下节课交流。 课后完成思考与实践任务，完成通信技术观察记录。 将课堂所学延伸到课外，培养观察、调查与分析能力。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第1课时 解析物联网通信技术 · 课堂练习单
姓名：______________ 班级：______________ 日期：______________
一、填一填（近距离无线通信技术的特点）
提示：Wi-Fi速率高、功耗大、成本较高，适合大数据量、供电稳定的设备；蓝牙成本低、距离短、功耗低，适合可移动、电池供电设备；ZigBee低功耗、可连接设备多、稳定性好，适合工业物联网。
通信技术 主要特点/适用场景
Wi-Fi
蓝牙
ZigBee
网关
二、连一连（将通信技术与典型应用连线）
通信技术 典型应用
Wi-Fi 无线耳机、智能手表（低功耗、电池供电）
蓝牙 仓库烟雾报警器（低功耗、可连接设备多）
ZigBee 智能摄像头（传输高清视频，数据量大）
三、填一填（不同智能家居设备的通信需求）
智能家居设备 通信需求 合适的通信技术
智能摄像头
智能门锁
温湿度监测设备
智能音箱
四、判一判（判断对错，正确打√，错误打×）
Wi-Fi传输速率高，适合传输高清视频等大数据量设备。（ ）
蓝牙功耗低、距离短，适合无线耳机、智能手表等可穿戴设备。（ ）
智能家居设备都集中在有限区域内，通常通过网关连接互联网。（ ）
ZigBee与蓝牙相比成本更高，但可连接的设备更多。（ ）
设备与网关之间为避免重新布线，通常使用无线连接。（ ）
五、说一说（结合设备特点，为一种智能家居设备选择合适的通信技术）
讨论问题 我的回答
智能手表为什么用蓝牙连接手机，而不用Wi-Fi直接联网？
为家中一个设备分析通信需求，你会选哪种通信技术？
第1课时 解析物联网通信技术 · 探索活动单
姓名：______________ 班级：______________ 日期：______________
活动一：活动3.1.1 蓝牙通信实验
在编程软件中添加蓝牙库，编写程序并上传到电子开发板，用手机APP搜索“ESP32BT”建立连接，写入数据并观察显示。记录实验过程：
实验步骤 我的记录 说明
添加蓝牙库
编写并上传程序
手机APP建立连接
写入数据观察显示
活动二：思考与讨论·生活中的蓝牙设备
结合生活经验，列举生活中使用蓝牙的设备，并说出一种设备的蓝牙连接操作步骤：
蓝牙设备 连接操作步骤
活动三：活动3.1.2 分析通信需求
列举智能家居设备，分析其通信需求，判断合适的通信技术，填写下表：
智能家居设备 通信需求 通信技术 理由
第1课时 解析物联网通信技术 · 课后调查表
调查人：______________ 调查对象：______________ 日期：______________
亲爱的同学，请观察家中或身边的智能设备（智能灯、智能音箱、智能门锁、监控摄像头等），了解它们使用什么通信技术，并记录在下表中。
序号 设备/物品 使用的通信技术 联网方式/特点 我的发现
1
2
3
4
5
6
提示：判断要点——关注设备是否通过Wi-Fi、蓝牙或ZigBee等方式联网，结合设备的数据量、速率需求和供电方式判断其选择的通信技术。
我的发现与感想
家长评价
家长签名：______________ 日期：______________
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