2.1 物联网的智能感知　 教学设计 2025-2026学年川教版(2024)初中信息科技八年级上册

课题

第一节 物联网的智能感知

课型

新授课

授课时间

第  课时

共  课时

教材分析

节选自川教版八年级上册第二单元 “物联网的智能感知”，是感知层技术的核心内容。教材先以 “工业、农业、生活” 场景为依托，解析传感技术的原理、类型与选择；再通过 “RFID、生物识别” 等案例，阐述识别技术的应用。本节承接上节课 “物联网架构” 中感知层的功能定位，为后续学习 “物联网控制技术”（传感器与执行器协作）奠定基础，是 “从架构到具体技术” 的关键过渡，符合新课标 “技术原理与实践应用结合” 的要求。

学情分析

八年级学生已掌握物联网四层架构，明确 “感知层是物联网的‘感官’”，但对感知层核心的 “传感技术”“识别技术” 仅停留在 “见过”（如智能手环的心率传感、校园的人脸识别门禁），缺乏对技术原理（如传感器如何采集数据）和应用逻辑（如为何某场景选特定传感器）的理解。此阶段学生动手意愿强，能通过实物操作理解抽象知识，但对 “电阻变化”“超声波反射” 等物理相关的传感原理存在认知障碍，且在 “根据场景选择技术” 的决策能力上需引导。

核心素养目标

• 信息意识：能识别生活中常见的传感 / 识别技术（如温度传感器、人脸识别），明确其应用场景。
• 计算思维：通过分析 “温度传感器采集数据” 的过程，初步理解 “物理信号→电信号→数据” 的转换逻辑。
• 数字化学习与创新：借助小组合作完成 “技术应用与选择” 任务，用表格梳理传感 / 识别技术的适用场景，提升数字化整理能力。
• 信息社会责任：了解传感 / 识别技术的适用边界（如生物识别的隐私保护），树立技术应用的合规意识。

教学重难点

教学重点：掌握传感技术的类型与应用场景；理解 RFID、生物识别技术的核心用途。

教学难点：理解射频识别技术、生物特征识别技术的基本原理；根据实际需求（如环境、精度）选择合适的传感 / 识别技术。

教学流程

教师活动

学生活动

设计意图

课堂导入

（一）趣味导入：“传感器‘感官’挑战赛”（5 分钟）

教师活动

游戏互动：拿出 3 个密封盒，分别装有温

积极参与游戏，举手猜测：“能测体温的

度传感器、烟雾传感器、超声波传感器，提问：“同学们，这些‘小盒子’是物联网的‘感官’，谁能通过触摸（不打开）、描述用途，猜出它们是什么传感器？”（提示：“能测体温的是？”“能发现烟雾的是？”）。

实物演示：邀请 1 名学生佩戴智能手环，实时查看心率数据，追问：“智能手环怎么‘知道’我们的心率？背后用到了什么技术？”（引导学生说出 “传感器”）。

引入课题：“这些能‘感知温度、心率、烟雾’的设备，靠的就是传感技术；而我们刷脸进校门、扫 RFID 标签查快递，靠的是识别技术。今天我们就一起解锁物联网的‘感知技能’—— 传感技术与识别技术！”

是温度传感器！”“能发现烟雾的是烟雾传感器，家里的烟雾报警器里就有！”。

• 观察智能手环心率数据，思考后回答：“应该有心率传感器，能感知心脏跳动的信号，再变成数字显示出来”。

• 好奇提问：“那超声波传感器是用来干什么的呀？”。

通过实物对比和生活案例，激发学生好奇心，将抽象的 “特征与架构” 与具体设备关联，为新知识学习搭建 “生活 - 技术” 桥梁。

教

学

过

程

（二）知识新授：“解锁物联网的‘感知密码’”（30 分钟）

子任务 1：探究传感技术 —— 物联网的 “触觉与听觉”（15 分钟）

1. 解析传感技术的基本原理（突破难点）

教师活动

• 实验 1：温度传感器的 “秘密”

子任务 2：剖析物联网四层架构（12 分钟）

• 出示温度传感器和万用表，连接后展示初始电阻值（如 2kΩ），邀请学生用手捂住传感器，观察万用表数值变化（如升至 3kΩ），提问：“电阻值为什么会变？这和温度传感器‘感知温度’有什么关系？”（结合教材讲解：温度传感器用对温度敏感的材料，温度变化→电阻变化→转换成电信号→感知温度）。

• 疑难解答：预设问题 1：“如果用冷水浇传感器，电阻值会怎么变？”（答案：会变小，因为温度降低，敏感材料电阻随之降低，电信号变化，从而感知温度下降）。

• 实验 2：超声波传感器的 “回声定位”

•• 观察实验，记录电阻变化数据（初始值 2kΩ→手捂后 3kΩ），小组讨论 2 分钟后，代表回答：“温度变了，传感器里的材料电阻就变了，这样就能知道温度高低了”。

• 观看视频和演示，举手回答：“和蝙蝠一样！蝙蝠发出超声波，碰到虫子反射回来，就知道虫子在哪，传感器碰到黑板反射，

通过 “案例 + 实物 + 提问” 的组合，将三大特征具象化，突破抽象概念难点，同时通过小练习巩固知识，培养信息意识。

• 播放超声波传感器测距视频（如探测障碍物距离），拿出超声波传感器实物，讲解：“它像蝙蝠一样，发出超声波→碰到物体反射→接收回声→根据时间差算距离”，并演示：用传感器对准黑板，显示距离（如 3 米），追问：“这个过程和蝙蝠找食物的原理一样吗？”（答案：一样，都是利用回声定位，体现 “仿生原理” 在传感技术中的应用）。

2. 梳理传感技术的类型与应用

教师活动

• 出示 PPT（工业温度监测、农业土壤湿度监测、生活温湿度记录仪图片），提问：“这些场景分别用了什么类型的传感器？它们‘被测的物理量’是什么？”（引导结合教材，说出 “温度传感器（温度）、湿度传感器（湿度）、温湿度传感器（温度 + 湿度）”）。

• 任务布置：发放 “传感技术应用表格”，小组合作（4 人一组，3 分钟）：①填写 “场景 - 传感器类型 - 被测物理量”；②举例 1 个新的生活场景及对应传感器。

• 成果点评：邀请 2 组展示表格，表扬准确案例（如 “冰箱用温度传感器监测内部温度”），纠正错误（如 “测体重用压力传感器，不是重量传感器，因被测物理量是压力”）。

子任务 2：探究识别技术 —— 物联网的 “身份证识别”（15 分钟）

1. 解析 RFID 技术（射频识别）

教师活动

• 案例演示：播放 “RFID 物流分拣” 短视频（快递包裹贴 RFID 标签，自动分拣到对应区域），发放 RFID 标签，让学生用手机扫描（弹出包裹信息），提问：“RFID 标签和我们平时扫的二维码有什么不一样？”（引导结合教材：RFID 无需接触，可批量识别，如物流分拣时多个包裹同时扫描；二维码需逐个扫码）。

就知道距离了”。

• 观察图片，快速回答：“工业用温度传感器测温度，农业用湿度传感器测土壤湿度，生活用温湿度传感器测空气温湿度”。

• 小组合作完成表格，部分小组补充：“智能体重秤用压力传感器，被测物理量是人体对秤的压力”。

通过 “实验 + 案例 + 任务”，将传感原理具象化（突破难点），再通过表格梳理应用，巩固知识，培养计算思维（数据转换逻辑）。