第二单元 探索 3 物联网的定位技术 教学设计2025-2026学年苏科版（2023）初中信息科技八年级上册

课时编号 008 备课时间 上课时间 课　　题 · 探索 3 物联网的定位技术 教学目标 信息意识：感知物联网定位技术（卫星定位、标志定位）在智能交通及生活中的广泛应用，理解定位技术对物体位置追踪与管理的价值，主动关注定位技术的发展动态（如北斗卫星导航系统）。 计算思维：能分析卫星定位技术（如 GPS、北斗）和标志定位技术（蓝牙信标、Wi-Fi 热点等）的工作原理，理解定位数据的采集、传输与处理过程，培养逻辑分析能力。 数字化学习与创新：通过探究智能交通定位场景（如智能公交、停车场寻车），学会利用数字化工具（导航软件、定位模拟平台）分析定位技术的应用，提升数字化创新能力。 信息社会责任：认识定位技术在社会生活中的积极影响（如智能交通高效调度、应急救援精准定位），树立保护位置信息安全、关注技术伦理的责任意识。 教学重点 掌握卫星定位技术（系统组成、定位原理）和标志定位技术的应用场景；理解定位技术在智能交通（如智能公交、停车场寻车）中的工作流程。 教学难点 深入分析卫星定位的信号接收与位置计算过程；能自主探究并设计智能交通中定位技术的应用方案。 教学方法 讲授法、探究法、小组讨论法、案例分析法。 教学准备 教师：多媒体课件、导航软件（如高德、百度地图）、北斗卫星导航系统资料、智能公交定位 APP 演示、室内定位场景视频（如停车场寻车）。 学生：分组（4 - 5 人一组）、课前收集生活中定位技术的应用案例（如共享单车定位、外卖配送定位等）。 教　学　过　程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 1.播放3分钟智能交通定位场景视频，包含： 车载导航实时显示 “前方 500米左转，避开拥堵路段”- 智能公交 APP 上 “XX 路公交距本站还有2站，约8分钟到达” 的动态更新- 地下停车场内，车主通过手机 APP 导航，屏幕显示 “您的车在 B 区 3 排 5 号，前方 10 米左转”- 共享单车调度员通过平板查看 “XX 区域车辆饱和，需调度至 XX 区域” 2. 视频结束后提问：“这些精准定位是如何实现的？物联网定位技术像给物体装了什么‘神器’？” 1. 专注观看视频，留意不同场景中定位技术的呈现形式 2. 结合课前收集的定位相关案例（如外卖员定位、跑步软件记录轨迹），在小组内分享 3. 尝试回答问题，提出猜想（如 “装了定位芯片、特殊信号接收器”） 1. 多维度视频场景，让学生直观感受定位技术在智能交通中的广泛应用 2. 以 “神器” 的比喻激发学生好奇心，自然引出物联网定位技术主题 新知探究 — 卫星定位技术 1. 系统组成与原理讲解： 展示卫星定位系统组成示意图（空间、地面控制、用户设备部分），结合动画讲解：空间部分由多颗卫星组成星座，持续发射信号；地面控制部分负责卫星监控与轨道修正；用户设备（如手机、车载导航）接收至少 4 颗卫星信号，通过三角定位原理计算位置、速度等参数。 介绍全球主要卫星定位系统：GPS、格洛纳斯、伽利略、北斗，重点展示北斗卫星导航系统的覆盖范围、应用场景（如我国智能交通中的公交、物流调度），强调其自主研发的优势，增强学生民族自豪感。 2. 实践学习指导： 指导学生打开手机导航软件（如高德、百度地图），输入从学校到家的目的地，查看规划路线，观察路线中 “实时路况” 标识（如红色拥堵、绿色畅通）。 提问：“导航软件的实时路况是怎么来的？卫星定位在其中起了什么作用？” 引导学生思考卫星定位结合交通数据采集（如浮动车数据）实现实时路况展示的逻辑。 1. 认真聆听并记录卫星定位系统组成及各部分作用，结合动画理解三角定位原理，对比不同卫星定位系统，重点关注北斗的特点与优势。 2. 操作导航软件，查看路线与实时路况，小组讨论后回答问题，理解卫星定位为实时路况提供位置基础数据，进而辅助路线规划的逻辑，并举出货车导航、公交调度等卫星定位在智能交通中的其他应用例子。 1. 通过动画与示意图，将抽象的卫星定位原理具象化，帮助学生理解。 2. 突出北斗系统，培养学生家国情怀与民族自信。 3. 结合生活中常用的导航软件实践，让学生感受卫星定位技术的实际应用，提升信息意识。 新知探究 — 标志定位技术 1. 应用场景与原理讲解： 展示标志定位技术应用场景图片（大型商场、医院、地下停车场室内导航），说明标志定位技术主要用于室内定位、导航及增强现实等场景，因为卫星信号在室内易受遮挡，难以精准定位。 介绍常见标志物及定位原理：蓝牙信标、Wi-Fi 热点、射频读写器，通过信号强弱测量与物体的距离，结合多个标志物的信号，确定物体位置（结合图 2-33 示意图讲解）。 2. 讨论学习组织： 引导学生回忆在大型商场、医院、地下停车场的室内导航经历，提问：“这些场所的室内导航用的是什么定位技术？使用效果怎么样？” 组织小组讨论，分享经历并分析技术效果，如有的商场室内导航能精准指引到店铺，有的则误差较大。 1. 聆听并记录标志定位技术的应用场景、常见标志物及定位原理，结合示意图理解信号强弱测距定位的逻辑。 2. 回忆室内导航经历，参与小组讨论，分享所遇室内导航的技术类型及使用感受，分析地下停车场寻车导航中标志定位与卫星定位互补（卫星用于室外定位，标志用于室内精准定位）的关系。 1. 结合学生生活经验，讲解标志定位技术，让学生更容易理解其应用价值。 2. 通过讨论，培养学生分析与迁移能力，建立标志定位技术的概念框架，理解其在室内智能交通场景的核心作用。 探究实践 — 智能交通定位场景分析 1. 智能公交系统定位分析：展示智能公交系统定位原理示意图（图 2-31），讲解每辆公交安装卫星定位接收器，实时将位置信息传输到后台服务器，再同步到公交 APP，供乘客查询。- 指导学生模拟智能公交 APP 的定位查询过程：假设自己是乘客，打开模拟公交 APP 界面（教师提供或手绘简易界面），查看目标公交线路的车辆实时位置。 2. 智能寻车引导系统探究： 展示智能寻车引导系统工作流程图（图 2-34）， 讲解车辆进入停车场时，车牌识别系统自动获取车牌号并记录位置，将数据存入服务器；取车时，用户在智能寻车引导系统输入车牌号，系统借助手机与停车场内标志物（如蓝牙信标、Wi-Fi 热点），精准确定用户所在位置，再结合内置的停车场三维地图，为车主提供寻车实时导航路线。 组织学生分组，梳理该系统的工作原理，绘制原理框图，每组推选代表进行分享展示。 1.观察智能公交系统定位原理示意图，模拟操作公交 APP 查询车辆实时位置，分析卫星定位在公交调度中实现车辆实时监控、优化发车间隔等作用。 2. 分组仔细研究智能寻车引导系统工作流程图，梳理步骤（车牌识别记录位置→用户输入车牌号→标志物定位用户→结合三维地图导航），绘制原理框图，然后上台分享展示，与其他小组交流补充。 1.模拟公交 APP 操作，让学生深入感受卫星定位在智能公交中的应用，提升对技术应用的理解。 2.分组探究智能寻车引导系统，绘制原理框图并展示，培养学生计算思维、团队协作与问题解决能力。 拓展应用 — 定位技术创新设计 1. 问题提出与引导： 提出问题：“除了现有智能交通场景，还可以如何应用定位技术？” 给出示例：为电动自行车设计智能定位防盗系统、为城市出租车设计精准调度系统。 引导学生从生活中智能交通的痛点出发，思考定位技术的创新应用，如骑行安全、特殊车辆（救护车、消防车）优先通行等场景。 2. 分组设计与指导： 组织学生分组，围绕问题进行讨论，每组选择一个方向，设计简单的定位技术应用方案，如设计基于北斗定位的智能骑行头盔，实现骑行者位置实时追踪，当发生意外时，能自动发送位置信息给紧急联系人，同时具备安全预警功能（如靠近危险区域时提醒）。 教师巡视各小组，对方案设计思路进行指导，确保结合定位技术且符合智能交通场景需求。 分组讨论，选择感兴趣的智能交通场景，设计定位技术应用方案，如基于北斗的智能骑行头盔方案，明确头盔的定位功能、意外处理、安全预警等模块，小组内分工协作，完善方案细节。 鼓励学生从实际需求出发，运用所学定位技术知识进行创新设计，培养学生创新思维、知识应用能力与信息社会责任（关注交通出行安全等社会问题）。 课堂小结与反思 1. 知识总结： 总结卫星定位和标志定位技术的原理、应用场景及在智能交通中的价值：卫星定位适用于室外大范围、精准定位，为智能交通中的公交、物流等调度提供基础；标志定位弥补卫星室内定位不足，实现室内精准导航，如停车场寻车。 2. 交流与反思引导： 组织学生交流探究收获与方案设计心得，分享在学习过程中对定位技术的新认识。 强调定位技术应用中的信息安全注意事项，如个人位置信息保护，引导学生思考定位技术带来便利的同时可能存在的隐私问题，培养信息社会责任意识。 提出展望问题：“北斗系统在全球的进一步应用，会给智能交通带来哪些变化？” 鼓励学生课后继续关注。 回顾所学，分享学习心得，反思定位技术对社会生活的影响（如便利出行、提升交通效率，但需注意隐私保护），并对北斗系统全球应用带来的智能交通变化提出自己的猜想与展望。 1.梳理知识体系，帮助学生形成完整的知识框架。 2.引导学生关注技术应用的伦理与安全，培养信息社会责任意识，同时激发学生对技术未来发展的关注与探究欲望。 教学反思 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 学科网（北京）股份有限公司 $