第一单元+第1课《开启物联网之门》教学设计2024-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

第01课 开启物联网之门 课 题 第一单元 第01课 开启物联网之门 应到人数 实到人数 课 型 新授课 备课时间 上课时间 教 材 分 析 本节课是八年级全一册中物联网实践与探索单元的开篇课程，具有重要的引导作用。通过对物联网基本概念、与互联网关系以及我国物联网发展历程的介绍，为学生后续深入学习物联网技术、应用及创新实践奠定基础。使学生从熟悉的互联网领域自然过渡到物联网领域，理解物联网在现代社会中的重要地位，激发学生对物联网技术的探索兴趣，培养学生在数字时代的信息素养和创新意识，为学生适应未来智能化社会生活做好铺垫。 学 情 分 析 八年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键时期，对直观、生动的实例容易产生兴趣并理解，但对于物联网中较为抽象的概念（如传感器的作用、数据传输机制等）和复杂的技术原理（如物联网与互联网的融合发展）理解起来可能存在一定难度。他们具有较强的好奇心和求知欲，渴望了解新技术，但在分析和归纳问题时的能力有待提高。 核 心 素 养 目 标 信息意识：在了解物联网与互联网关系以及我国物联网发展历程的过程中，提高对信息时代科技进步的感知能力，学会从信息传播和技术创新的角度理解物联网的重要性，如意识到物联网是互联网发展的新阶段，对社会生活和经济发展具有重要推动作用。 计算思维：在分析物联网与互联网关系时，学会运用逻辑思维梳理两者的联系与区别，理解物联网如何借助互联网实现物品之间的信息交互，培养计算思维中的问题分析和抽象概括能力，如通过对比两者的架构和功能，总结物联网的特点。 数字化学习与创新：鼓励学生通过查阅资料、小组讨论等方式，自主学习物联网的相关知识，包括概念、发展历程、应用案例等，提高数字化学习的能力和方法，如学会从互联网上筛选可靠的信息源，获取准确的物联网知识，并进行归纳总结，培养自主学习和终身学习的意识。 信息社会责任：通过讨论我国物联网发展历程，培养学生的社会责任感，使其认识到物联网技术对国家经济发展和社会进步的重要贡献，鼓励学生积极关注国家物联网产业政策，为我国物联网技术的发展贡献自己的力量，如宣传物联网安全知识，促进物联网技术的合理应用等。 教学重点 理解物联网的概念，包括物联网的定义、物联网中 “物” 的特征（有名字、可感知、能传输）以及物联网与互联网的关系（物联网的核心和基础是互联网，但在应用场景和数据来源等方面存在差异），通过实例分析和对比，让学生准确把握物联网的内涵。 教学难点 培养学生在物联网环境下的信息安全意识，使学生能够认识到物联网应用中数据共享可能带来的安全隐患（如洗衣机或冰箱联网后数据被恶意利用的风险），并思考相应的应对措施，引导学生从技术、法律和道德等多方面综合考虑信息安全问题，提高学生解决实际问题的能力。 教 法 讨论交流、讲解法、演示法、任务驱动法 学 法 交流讨论法、动手实践 教学准备 教师准备可联网的计算机 学生准备:预习本节课内容 教 学 过 程 二次备课 三次备课 一、新课导入 导入：播放一段展示物联网在智能家居、智能交通、智能医疗等领域应用的视频，如通过手机远程控制家中灯光、电器，车辆自动寻找停车位，医生远程监测患者生命体征等场景，提问学生：“这些神奇的场景是如何实现的呢？其实这都离不开物联网技术。” 引发学生对物联网的兴趣。 简单介绍物联网技术已经深入到我们生活的各个角落，强调物联网对现代社会的重要性，引出本节课的主题 —— 开启物联网之门，让学生对即将学习的内容充满期待，激发学生的学习热情。 1. 2. 3. 二、讲授新课 学习活动1 展示图 1.1 中的物品（如传感器、机器人、电灯、冰箱、空调、汽车、可穿戴设备、电视、门锁等），提问学生：“除了我们常见的台式计算机、平板计算机和手机，大家还知道哪些物品连接了互联网呢？” 让学生仔细观察图中的物品，思考哪些是可以联网的，并说出自己的判断依据。 学生分组讨论身边能联网的物品，每组推选一名记录员，记录小组成员提到的物品及其接入互联网后的好处。教师巡视各小组，参与部分小组的讨论，引导学生从功能提升、使用便捷性等方面思考物品联网的好处，例如，电灯联网后可以实现远程控制，方便人们在不同场景下使用；门锁联网后可以通过多种方式开锁，提高家居安全性。 每个小组选派代表发言，分享小组讨论的结果，教师将学生提到的物品及好处整理在电子白板上，形成一个物联网应用列表。然后，针对学生的回答进行点评和补充，详细讲解物联网中 “物” 的特征（有名字、可感知、能传输），通过具体例子说明每个特征的含义，如物品的唯一编码（如条形码、二维码、RFID 标签等）就是其 “名字”，传感器用于实现物品的 “可感知” 功能，网络通信模块负责 “能传输” 数据，帮助学生深入理解物联网中 “物” 的概念，培养学生的观察能力和归纳总结能力。 学习活动2 讲解物联网与互联网的关系。通过图示展示互联网从计算机互联、人人互联到万物互联的发展历程，强调物联网的核心和基础仍然是互联网，但物联网在互联网的基础上拓展了连接对象，实现了物品之间的信息交互。 讲述咖啡壶事件，详细介绍事件的过程（在咖啡壶旁安装摄像机，将画面传输到实验室计算机上方便查看咖啡煮好情况），引导学生思考这个案例中体现的物联网思想，即通过传感器和网络技术实现物品状态的远程监测和信息传输。然后，组织学生讨论物联网与互联网在这个案例中的不同之处，如互联网主要是人与人之间的信息交流，而物联网在此案例中实现了人与物、物与物之间的信息传递，让学生深入理解物联网的独特之处。 提出问题：“物联网与互联网还有哪些区别呢？” 让学生分组进行探究，从数据来源（物联网主要靠传感器采集数据，互联网数据多由人输入）、应用场景（物联网侧重于物品管理和控制，互联网侧重于信息传播和共享）、对人们生活的影响（物联网使生活更加智能化、自动化，互联网改变了人们的信息获取和交流方式）等方面进行分析，每个小组填写对比表格，总结两者的区别。教师巡视各小组，指导学生进行分析和总结，帮助学生全面理解物联网与互联网的关系，培养学生的分析比较能力和逻辑思维能力。 新课讲授 结合图 1.3，详细介绍我国物联网的发展历程。从 1999 年中国科学院启动传感网研究开始，依次讲解我国物联网发展过程中的重要事件，如 2009 年 “感知中国” 概念的提出、2010 年首个物联网领域规范发布、2017 年物联网终端用户数量增长、2021 年相关政策文件印发以及 2023 年蜂窝物联网终端用户数量达到 23.32 亿户等，让学生了解我国物联网发展的时间脉络和重要节点。 深入分析我国物联网良好发展态势的原因，包括国家高度重视（如党中央、国务院在政策上的支持，将物联网纳入数字经济重点产业等）、各行各业提供广泛应用场景（我国完整的产业体系促进物联网与各行业融合，推动连接数增长）、覆盖广泛的移动通信网络提供坚实网络底座（我国庞大的移动通信基站数量和多网协同发展格局满足物联网业务需求）等方面，让学生明白我国物联网发展是多方面因素共同作用的结果，增强学生的民族自豪感和对我国科技发展的信心。 总结 引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括物联网的概念（物品联网的条件、物联网中 “物” 的含义）、物联网与互联网的关系（联系与区别）以及我国物联网的发展历程（重要事件和发展因素），同时回顾拓展与提升部分关于洗衣机或冰箱联网的数据共享和安全隐患问题的讨论结果。 强调物联网在现代社会中的重要性以及信息安全在物联网应用中的关键地位，鼓励学生在日常生活中继续关注物联网技术的发展，积极探索物联网在更多领域的应用，同时要时刻保持信息安全意识，保护个人隐私和数据安全。 三、拓展与提升 提出问题：“如果把洗衣机或冰箱联网，可以共享哪些数据？与谁共享数据？” 引导学生思考洗衣机和冰箱在工作过程中产生的数据类型（如洗衣机的洗衣模式、用水量、用电量、运行时间等，冰箱的温度、食物存储情况、开门次数等）以及这些数据可能的共享对象（如家电制造商用于产品优化、售后服务商用于故障诊断、用户自己用于能源管理等）。 进一步提问：“如果你家的洗衣机和冰箱的数据在互联网上人人可见，可能会带来哪些安全隐患？” 组织学生分组讨论，教师引导学生从隐私泄露（如个人洗衣习惯、食物储备情况暴露）、数据被恶意篡改（影响家电正常运行或导致故障）、安全威胁（如黑客利用家电漏洞入侵家庭网络）等方面进行思考，每个小组列出可能的安全隐患清单，并提出相应的防范措施（如加强数据加密、设置访问权限、定期更新家电软件等）。通过讨论，培养学生的信息安全意识和问题解决能力，让学生在物联网应用中学会保护个人隐私和家庭安全。 四、教学反思 在教学过程中，案例分析法和讨论法的运用有效地激发了学生的学习兴趣，学生能够积极参与案例讨论和分析，对物联网的概念和与互联网的关系有了更深入的理解。然而，部分学生在分析物联网与互联网区别时，思维不够开阔，只能看到表面的差异，缺乏对深层次原理的理解。在今后的教学中，应加强对学生抽象思维和逻辑分析能力的培养，如提供更多复杂案例让学生分析，引导学生从技术架构、数据处理流程等方面深入思考两者的区别，同时鼓励学生在课后继续探索物联网相关知识，拓宽知识面。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$