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八年级信息科学教学设计
课题 第二单元 万物互联有协议 第11课 物联功能细分解
主备人 Xinxijishu886
备课时间 月 日
授课时间 月 日 --- 月 日
教学内容及教材分析 今天所讲的内容是物联功能细分解。教材围通过对物联功能的细分解，引导学生认识身边的物联系统，了解物联系统的三层结构，并以物联门锁系统为例分析其核心功能。教材内容紧密联系实际生活，有助于培养学生的实践能力和创新思维。
核心素养目标 信息意识：让学生认识到物联功能细分解，提高对物联系统的三层结构及各层的功能的敏感度。计算思维：培养学生分析物联系统结构和功能的能力，提升逻辑思维水平。数字化学习与创新：鼓励学生探索物联功能细，尝试运用物联设备进行创新实践。信息社会责任：增强学生在使用物联设备时的安全意识和责任意识。
教学重点 物联系统的工作过程，物联系统的三层结构及各层的功能。
教学难点 教材内容紧密联系实际生活，有助于培养学生的实践能力和创新思维。
教学方法 讲解法、案例分析法、引导启发法。
学习方法 自主探究法、小组合作法。
教学过程教学过程 教 学 内 容
复习巩固：播放一段智能家居的视频，展示各种物联设备的应用场景。提问学生：“视频中出现了哪些物联设备？它们给我们的生活带来了哪些便利？”新课导入：引导学生观看视频，积极思考并回答问题。激发学生的学习兴趣，引出本节课的主题——物联功能细分解。新课教学：生活中的物联系统大多由终端设备、传感器、网络和软件组成，它们相互连接和交互，共同实现数据采集、传输、处理和控制等功能。一、 寻找身边的物联系统物联系统在生活中的应用非常广泛，如物联公交站牌、共享单车、物联家居、物联停车等。以物联公交站牌系统（图11.1）为例，该系统通过公交车搭载的北斗车载定位终端、加速度传感器等多个传感器和通信设备，实时感知公交车的位置、运行状态等数据并传输给服务器，再对数据进行分析处理，实现车辆定位、路线规划、到站提醒等应用功能，为乘客提供高效、便捷的出行体验。教师可以根据学情，自主选择学生相对熟悉的典型应用，在把握教学主线的前提下，聚焦数据采集、传输及处理过程，引导学生简单描述物联系统应用的工作过程，初步认识物联系统由终端设备、传感器、网络和软件组成，彼此间可以相互通信、交换数据。学习活动1物联公交站牌系统具备什么功能？该功能的工作过程是怎样的？ 2. 你还知道哪些物联系统？这些系统有哪些功能？通过什么方式可以实现这些功能？学习活动1的第1个问题旨在让学生了解一个物联系统由多个功能组成，并能描述某一功能的工作过程。以到站提醒功能为例，其工作过程可描述为：通过北斗车载定位终端、加速度传感器等，采集公交车的位置、运行速度等数据，通信设备通过网络将数据传输给服务器，数据处理系统对数据进行分析处理，将结果发送给公交车牌呈现，实现到站提醒功能。学习活动1的第2个问题旨在引导学生分析物联系统应用，抽象出系统工作过程框架，为学习三层结构作铺垫。教师引导学生描述数据流为主线的工作流程“采集数据—传输数据—处理和呈现数据”，分别对应物联系统的感知层、网络层和应用层，从而引出物联系统的三层结构。二、 了解物联系统的三层结构人们通常把物联系统划分为三层，即感知层、网络层和应用层，如图11.2所示。感知层是物联系统的基础，在物联系统中起着决定性的作用，如同人的感觉器官，负责从物理环境中采集数据，并对数据进行简单处理，以便后续传输。网络层的主要作用是实现互联互通，如同人的神经中枢系统，负责将感知层采集到的数据安全、可靠地传输到应用层进行处理和分析。应用层位于物联系统三层结构中的最顶层，如同人的大脑，其主要功能为通过云计算平台进行信息处理。应用层不仅能对感知层采集的数据进行计算、处理和分析挖掘，而且还能根据分析的结果实现对现实世界的实时控制、精确管理。学生在互联网应用与创新模块已经学过 TCP/IP 协议，对分层描述的方式并不陌生。教师可以结合学习活动1分析的物联系统工作流程，对比介绍物联系统的三层结构，帮助学生理解物联网是互联网的延伸。以物联公交站牌为例。感知层：公交车需要安装北斗车载定位终端、加速度传感器及通信设备和简单数据处理模块（这些设备通常会集成在一起，统称为车载终端），实时采集公交车的位置、运行状态等数据，并对数据进行简单的处理；物联公交站牌显示公交车信息。网络层：物联公交站牌系统通常采用无线通信技术，如3G、4G、5G、NB-IoT等。应用层：对感知层采集的数据进行处理和应用。这里需要说明的是，物联网还在不断完善和发展中，有的观点将物联系统划分为感知层、网络层、平台层和应用层，也有的观点将执行器归为应用层。教学中不必纠结细节，这些都是辅助学生理解万物互联基本原理的支架。教师还可以列举生活中的其他案例。以物联家居系统为例，感知层负责采集家居环境中的温度、湿度、光照强度等数据，并将这些数据通过网络层传输到应用层，应用层对数据进行处理，并将处理结果通过执行器应用到现实世界中。例如，可以根据温度数据控制空调，根据湿度数据控制除湿器，根据光照强度数据控制灯光等。在此过程中，教师要注重引导学生思考各层使用的协议。三、分析物联门锁系统的核心功能物联门锁是物联系统的一个典型应用，可以实现刷卡开锁、门铃远程通知、远程控制开锁和刷脸开锁等多个功能。其每一个功能的实现都离不开软硬件的支持。教师可以通过图片、视频等方式，引导学生把一个完整的物联系统分解为相对独立的多个功能。学习活动2 聚焦一个核心功能，以数据流为核心，分析该功能的工作过程，将关键要素填入表11.1。建议教师给各小组做好分工，每组负责1 ～ 2个功能的梳理，避免无关因素的干扰，聚焦工作流程，为下节课开展功能实践作铺垫。
课堂练习 物联网技术为门锁功能的拓展提供了更多可能，可以将门锁与其他设备连接起来，实现智能化控制和管理。 除了本课分析的功能，还可以实现什么功能？
课堂小结 1．身边有很多物联网应用，如物联公交站牌、物联门锁等。2．通常把物联系统划分为三层，即感知层、 网络层和应用层。3．物联门锁系统可以分解为多个核心功能。
作业布置 做信息科技学生手册78页的任务单
板书设计 第11课 物联功能细分解一、寻找身边的物联系统二、了解物联系统的三层结构三、分析物联门锁系统的核心功能
组长审批意见及签字 签字： 年 月 日
教学反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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