第二单元探索3 物联网的定位技术 教学设计 2025-2026学年苏科版八年级信息科技上册

该初中信息科技教学设计聚焦物联网的定位技术，通过运动健身App情境导入，提问定位原理，结合导航、智能公交等生活案例，分析卫星定位技术的原理及用户设备多样性，再探讨标志定位技术，构建从生活应用到技术原理的学习支架。 该设计以情境创设和实践活动为特色，通过导航软件体验、智能公交交互分析培养数字化学习与创新能力，结合北斗系统讨论强化信息社会责任，助力学生提升信息意识与计算思维，为教师提供生活化、层次化教学方案，提升课堂效率。

学校八年级信息科技学科教案 教学 内容 第二单元 探索3 物联网的定位技术 上课时间 总第 课时 教学 目标 （1） 通过使用各类定位软件，体会卫星定位技术的功能和原理。 （2）通过分析卫星定位系统的原理和特性，了解其适用的场合。 （3）了解常见的标志定位技术，能归纳不同标志定位技术的特点，学会选择合适的定位技术以解决不同场景中的定位问题。 （4）通过了解北斗卫星导航系统，知道自主知识产权对国家安全和科技创新的重要意义。 教学重点、难点 教学重点：理解卫星定位技术和标志定位技术的原理。 教学难点：联系具体应用，知道定位软件如何将定位信息提供给用户。 教学 准备 多媒体网络教室，配备台式计算机或平板电脑。 教学流程 （一）情境导入——提出核心问题 教师活动：展示运动健身类App的截图，引导学生观察其中的数据，提问一App 是如何知道运动者当前所在位置，并实时记录运动轨迹的？ 学生活动：手机可以定位（卫星定位技术）。 教师活动：生活中还有许多地方需要用到定位技术，你在哪些场合中使用过？ 学生活动：讨论并回答问题。 教师活动：总结一室内外导航、查看天气预报、订购外卖、智能公交车、共享单车等场景中都离不开卫星定位技术。提出核心问题一卫星定位技术如何采集物体的位置数据？ 设计意图：教师通过创设生活中的情境，激发学生的学习兴趣，引导他们关注定位技术在生活中的各种应用，从而提出核心问题，引发学生对定位技术原理的思考。提及定位技术，再结合学生的日常经验，学生更多会联想到卫星定位技术，因此本节课将以此作为切入点，开展后续教学。 （二）联系生活——分析卫星定位技术 1.什么是卫星定位技术 实践活动1：体验导航中的卫星定位技术 教师活动：请学生在手机或平板电脑上，选择一款导航软件，尝试输入目的地并查看路线，思考导航软件为什么能提供实时路线提示。 学生活动：实践操作，体会导航软件中的卫星定位技术，思考并回答问题。 教师活动：播放介绍卫星定位技术的视频，总结——卫星定位技术是利用人造地球卫星测量地面、海洋、空中和空间运动物体位置的技术，它能为人们提供定位、授时、导航等服务。导航软件正是通过卫星定位技术获取物体的精确地理位置数据。卫星是如何采集物体的实时位置数据的？ 学生活动：思考并讨论问题。 教师活动：播放介绍卫星定位原理的视频，结合视频讲解卫星定位系统的三个主要组成部分一空间部分、地面控制部分、用户设备部分。 卫星定位采用“三球交会”原理，同时引入第4颗卫星解决时间同步问题。通过测量至少4颗卫星发射的信号，接收器才能计算出用户设备的位置、运动速度等参数，从而实现定位。 空间部分发送用于导航定位的卫星信号，控制部分用于监测卫星的运行，验证系统时间，用户部分用于接收信号。 2.卫星定位技术中的用户设备是否具有多样性 实践活动2：体验智能公交系统 教师活动：以智能公交应用为例，组织学生利用课程平台中的交互功能，体验公交App实时查看公交车位置和行驶路线的功能，分析智能公交系统为什么能将这些信息反馈给用户。 学生活动：借助课程平台中的交互功能，实时查看公交车位置和行驶路线，思考并回答问题。 教师总结：公交系统中的每辆公交车都安装有全球卫星定位系统接收器。利用卫星定位技术和数据分析技术，智能公交系统可以实时查询公交车的位置，追踪其行驶路线，依据当前用户的位置提供最合适的出行推荐。 教师活动：教师展示手机中的“查找设备”功能，引发学生思考还有哪些设备也能利用卫星定位技术获取实时位置信息。 学生活动：体会到卫星定位技术中用户设备具有多样性的特点，只要是安装了卫星定位系统的接收器，就能实现实时定位。 教师总结：除了案例中的公交车、智能手机，平板电脑、笔记本电脑、蓝牙耳机、运动手环等智能穿戴设备也能够利用卫星定位技术获取自身的实时位置。 设计意图：通过分析智能公交App实时查看公交车位置和行驶路线的案例，加深学生对卫星定位原理的理解，实现知识的“吸收一内化一表达”。同时，学生能更进一步认识卫星定位系统的三个主要组成部分中的用户设备，知道只要安装有接收器的设备均可利用卫星定位系统实现实时定位。 （三）思考讨论一一技术自主可控的重要性 1.技术是一把双刃剑 教师活动：卫星定位系统在哪些领域中发挥着重要作用？引导学生思考，定位信息一旦被不法分子掌握，会产生什么后果？我们应该如何应对？ 学生活动：讨论并回答问题。 教师总结：定位信息如果被不法分子获取，不仅个人隐私信息会被泄露，安全风险会增加，给个人造成经济损失，还会给国家社会、经济、军事等方面带来威胁。 在日常生活中，我们要加强保护个人隐私的意识，不随意分享个人位置信息。政府和企业应加大监管和打击力度，对不法分子的行为进行严厉打击，维护社会的安全和稳定…… 设计意图：技术是一把双刃剑。学生应正确看待卫星定位系统，认识到它的重要作用和价值，但同时也要看到定位信息泄露所带来的危险，知道数据安全防护的重要性，注意保护个人隐私，尊重他人隐私。 2.国之重器一一北斗卫星导航系统 教师活动：组织学生回顾卫星定位技术在各领域的重要应用和定位原理，思考北斗卫星导航系统为何被称为“国之重器”。 学生活动：结合卫星定位中的空间部分进行思考，讨论并回答问题。 教师总结：北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，这意味着中国无需依赖其他国家的导航系统。它的成功建设标志着中国在航空航天领域取得了重大突破，提升了国家在国际上的地位和影响力。自主可控的导航系统对于开展国家军事活动和民用活动至关重要，它保障了国家在各种情况下的导航需求，维护了国家的主权和安全： 设计意图：北斗卫星导航系统作为我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，在国际上具有极其重要的作用和意义。让学生理解这一点，有助于他们更好地认识到科技创新对于国家发展的重要性，并激发他们投身科技事业的热情和动力。 拓展知识：北斗卫星导航系统的建设与发展，遵循以下原则。 ①开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。 ②自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。 ③兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会和国际电信联盟的框架下，北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作，使所有用户都能享受到卫星导航系统发展的成果。 ④渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展，不断完善服务质量，并实现各阶段的无缝衔接。 （四）深人生活——探讨标志定位技术 教师活动：提问学生是否有在大型商场、医院或地下停车场使用卫星定位导航的经历，导航效果如何。 1.认识标志定位技术 教师活动：卫星定位信号往往难以穿透建筑物，从而导致导航软件无法在室内环境中准确定位，此时我们可以使用标志定位技术实现室内导航。展示教材图2-32，组织学生分享室内导航技术及其效果。 学生活动：①通过医院的小程序，可以看到有“导航”按钮，输入目的地科室，可以看到路线指示的箭头。②在商场的地下停车场，在查询台输入车牌号，也可以看到路线指示。 2.标志定位技术的原理 教师活动：播放“标志定位技术”视频，分析标志定位技术的原理。结合教材图2-33，介绍基站的含义和布局方法。 学生活动：模拟佩戴电子标签并行走。以最近的三个基站为圆心，以人到基站的距离为半径画圆，这三个圆的交点就是自己所在的位置。 教师活动：介绍“三角定位法”的原理。当我们开启手机的蓝牙功能时，就可以通过信号最强的三个蓝牙信标确定自己当前的位置。 3.标志定位技术的应用 实践活动：分析智能寻车引导系统的工作原理 教师活动：播放“智能寻车引导系统”视频，讲解工作原理。重点强调“借助智能手机及停车场标志物，可精准确定自己所在的位置”，然后才能根据当前所在位置，确定寻车路线。 随着Wi-Fi、蓝牙、电磁信号等标志定位技术的应用和定位精度的提高，以及导航和通信技术的发展，在室内地图的基础上添加导航定位功能及其位置信息，便可以形成以“位置”为关联的室内位置地图。用户通过移动设备，在建筑物内利用精确的定位功能，可以快速找到所要去的店铺，打通“人”“位置”“商家”之间的关系，并能帮助用户随时了解各种资讯，对商品进行分类搜索，了解未知目的地的情况，为用户提供动态的、个性化的室内位置服务。 （五）课堂总结 教师活动：本单元我们学习了物联网感知技术。通过传感、识别、定位等技术，感知层为物联网和人工智能应用提供了基础的数据支持，满足了人们对环境信息的获取、物体识别和位置追踪等需求。 学科网（北京）股份有限公司 $