第二单元探索2 物联网的识别技术 教学设计-2025-2026学年苏科版八年级信息科技上册

学校八年级信息科技学科教案 教学 内容 第二单元 探索2 物联网的识别技术 上课时间 总第 课时 教学 目标 （1） 通过编码和解码活动，分析图形码特点，了解图形码识别技术的原理和应用。 （2）认识常见的电子标签，通过物联网实验，初步理解射频识别技术的工作原理。 （3）通过体验物联网应用，认识到感知识别技术是连接物理世界与数字世界的纽带。 （4）结合生活经验，认识到识别技术背后潜藏的信息安全问题，增强安全防护意识。 教学重点、难点 教学重点：通过编码和解码活动，理解图形码识别技术。 教学难点：通过物联网实验，初步认识射频识别技术。 教学 准备 物联网实验室。 实验器材：智能开发板、扩展板、射频识别模块、射频卡、数据线、不同商品的完整条形码或二维码。 教学流程 （一）创设情境，导入新课 教师活动：同学们，我国有14亿人口，国家如何区分我们每一个人的身份？ 学生活动：身份证。 教师活动：讲解公民身份号码的含义并总结编码的方法，强调只有确保每个人的公民身份号码都是独一无二的，才能确定每一个人的信息是唯一的。 教师活动：物联网实现了人与物、物与物的连接，那么在万物互联的物联网中，我们又应该如何识别和管理每一个物体呢？ 学生活动：对物体进行编码，让物体拥有“数字身份证”，以解决亿万物体的识别和管理问题。 设计意图：从学生熟悉的公民身份号码的编码规则引入，将现实世界中人的编码迁移到物联网世界中物的编码，体现物体拥有“数字身份证”的必要性，并突出编码的重要性。 （2） 体验技术，认识图形码 活动1：体验条形码识别技术 学生活动：选用平板电脑中的不同App，扫描物品的条形码，观察并记录所得到的信息有什么不同。 教师活动：介绍使用浏览器、百度App扫描的方法（展示不同商品），分小组开展活动。 学生活动：按要求开展实践活动，比较并思考同一组中两种商品的条形码为什么相同或不同，最后汇总扫描结果。 教师活动：不同商品的条形码各不相同。同一类商品，其规格、型号不同，条形码也不同。向学生展示条形码，介绍编码规则——条形码附着在物体上，人们可利用光电转换设备进行快速扫描识别，解决了数据录入问题。 教师活动：使用3 种不同的手机App扫描同一个条形码，得到不同的扫描结果，分析后台服务器的作用，说明条形码必须借助后台服务器的辅助，才能提供相关商品的详细信息。 知识建构——条形码由一串字符按一定规则组合而成，是商品的唯一标识。由于条形码包含的信息量十分有限，只能用来标识某一款商品，但不包含对商品的描述。因此，人们发明了二维码识别技术。 活动2：体验二维码技术 教师活动：组织学生使用平板电脑中的浏览器，扫描食盐包装上的溯源二维码，记录扫描结果。 学生活动：按要求开展实践活动，进行小组汇报。 教师活动：扫描溯源二维码并读取内容，本质是对二维码解码的过程。扫描识别出的结果是一个网页的网址，该网页描述了物体的追溯详情。通过产品信息、物料来源和流通信息，我们可以了解该商品的营养价值、保质期等信息，判断其真伪，从而做出正确的购物选择。 教师活动：二维码是如何编码的呢？ 知识建构一二维码是使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示信息的图形标识符，可间接表达文字、图像、声音，甚至是视频信息。 学生活动：分组使用平板电脑扫描二维码，打开二维码生成工具，输入信息，生成二维码。同学之间相互使用平板电脑扫描各组生成的二维码，对比解码信息与原始信息是否一致。 知识建构——二维码的生成和识别过程本质上是数据的编码和解码过程。 教师活动：条形码和二维码虽然在现代商业和物流等领域中发挥了重要作用，但它们也存在一些不足之处，如容易破损、读取时需要明亮光线、一次只能扫描一个图形码以及无法实现物品的实时追踪和监控等问题。如何解决这些问题呢？ 设计意图：设计“扫描商品的条形码和二维码”活动，让学生在真实情境中亲身体验扫码过程并对比扫描结果，可以帮助学生更深刻地体会到图形码识别技术的应用价值，进一步理解数据的编码和解码原理。 （三）实验验证，认识电子标签 活动3：体验射频识别技术 教师活动：播放视频，展示通过电子标签自助结账的过程和方法。介绍射频识别系统是由电子标签和读写器组成的，展示生活中常见的几种电子标签，分析其中存储的信息。 知识建构——电子标签是射频识别技术中的数据载体。每个电子标签都具有唯一的电子编码，用于承载所标识物体的信息. 设计意图：电子标签形态多样，虽然学生在日常生活中经常使用电子标签，但他们没有意识到门禁卡、身份证、快递面单中存在电子标签。教师需要唤起学生的使用经历，让学生认识到生活中的各种便利是由技术革新带来的。 教师活动：如何读取电子标签中的数据呢？ 活动4：开展物联网实验，读取电子标签序列号 学生活动：按以下步骤开展实验。 （1）连接器材。 将数据线的白色一端连接到读写器上，数据线的黑色一端连接到扩展板的任意一个I2C接口上。注意连线规范：GND接黑线，VCC 接红线。 （2）在编程软件中添加扩展模块，认识不同的指令。 （3）编写程序。 （4）将程序下载至智能开发板中并运行。 （5）验证读写器的有效探测距离是否与产品标注的探测距离一致。 （6）完成实验报告。 教师总结：电子标签中存储了被标识物体的数据，使用外壳将芯片封装起来，使芯片不易破损。通过读写器自动识别和获取电子标签中存储的数据，使数据的读取不受外界光线强弱的影响，其应用场景涵盖了智慧出行、畜牧养殖、快递分拣等多个领域。 展示电子标签内部结构的图片，介绍电子标签主要由芯片和天线组成。芯片中的存储器用于存储数据，天线负责与读写器建立通信，收发数据。 观察部分服装标牌上的电子标签，同时结合其他场景中的电子标签，总结射频识别标签的特征一一体积小、存储容量大、形态多样、可以自动识别、可以重复利用。 （四）实验验证射频识别技术原理 教师活动：公交卡内置电子标签，用于标识卡号和账户余额等信息，使用者乘车时可以刷卡缴费。该电子标签是如何写人和读出信息的呢？ 学生活动：依据实验要求进行实验，记录实验过程，完成实验报告。 教师总结：本实验验证了射频识别技术的工作原理，电子标签可用于标识公交卡并存储数据。读写器可以识别、获取公交卡中的信息，并写人数据。 设计意图：通过实验，强化学生实验操作的规范性，养成记录实验过程、形成报告的习惯。射频识别技术的通信频率不同，所对应的通信范围也不同，因此适用的场景和典型应用也不同，本内容不作为重点讲解，但教师在实验前要做简单介绍，消除学生的困惑。 （五）课堂小结 教师活动：射频识别技术借助电子标签标识物体，通过读写器识别和获取被标识物体的信息，其应用场景涵盖了零售、物流、制造、交通等多个领域。识别技术与传感技术的结合实现了物联网对物理世界的全面感知. 学科网（北京）股份有限公司 $