2.6 探索物联网 任务2 体验物联网（教案）-2025-2026学年高教版中职信息技术基础模块（上册）

2.6 探索物联网 任务2 体验物联网（教案）- 《信息技术（基础模块上册）》同步教学（高教版第三版）高一上学期 课题 2.6 探索物联网 任务2 体验物联网 课型 理实一体课 课时 1课时 授课班级 中职一年级 授课时间 上学期 教材版本 高等教育出版社《信息技术（基础模块）》（第三版） 一、教材与学情分析 教材分析 本节课所使用的教材是由高等教育出版社出版的《信息技术（基础模块）》（第三版）。学习内容是第2单元“神奇的e空间——网络应用”的2.6节“探索物联网”任务2“体验物联网”。课程标准要求学生了解典型的物联网应用场景，了解物联网的常见设备及软件配置。本节课以体验和实践为主线，通过了解物联网的体系结构，让学生在真实的生活场景中“触摸”物联网，认识物联网应用背后的常见设备和软件配置，帮助学生建立对物联网的系统认识和实际体验。 学情分析 知识储备方面，学生通过任务1的学习已经了解了物联网的基本概念和发展历程，对物联网有了初步认识。能力水平方面，学生对智能手机和各种App较为熟悉，在日常生活中可能使用过共享单车、智能手表、智能家居等设备，但对这些设备背后的技术原理以及如何与网络进行数据交互缺乏深入认识。学习特点方面，学生对新兴技术话题兴趣浓厚，动手能力强，适合通过情境体验和任务驱动激发学习积极性。同时，随着年龄增长和青春期心智特点，应积极关注学生的心理变化与生活体验，引导其关注专业技能的掌握和相关职业道德规范，培养科学世界观。 二、教学目标 知识目标 · 了解典型的物联网应用场景。 · 了解物联网的常见设备及软件配置。 · 了解智能家居、智能交通、智慧农业等领域中物联网的实际应用。 · 了解物联网系统的基本工作流程（感知→网络→应用）。 能力目标 · 能识别常见物联网设备和传感器（温度传感器、RFID标签、摄像头等）。 · 能描述物联网在某典型应用场景中的工作流程。 · 能根据生活需求，设计简单的物联网系统规划方案。 · 能初步使用简单的物联网相关App和设备进行体验操作。 素质目标 · 培养主动探索新技术、新应用的信息意识，热爱生活，善于运用科技改善生活品质。 · 认识物联网技术对国家发展和产业升级的重要意义，增强科技报国意识。 · 辩证认识技术发展的两面性（数据安全、隐私保护等），增强信息社会责任感。 三、教学重难点 教学重点 · 物联网的常见设备及软件配置。 · 典型的物联网应用场景（智能家居、智能交通、智慧农业等）。 教学难点 · 理解典型物联网应用场景中设备间的数据流转过程。 · 区分感知、网络、应用三层架构在实际场景中的具体表现。 · 理解物联网系统如何通过“感、传、知、用”实现智能化。 四、教学方法与资源 教学方法 案例教学法、情景教学法、任务驱动法、小组合作探究法、演示法。 教学资源 · 多媒体机房（含多媒体教学系统），支持网络连接。 · PPT课件（含物联网体系结构图、应用场景案例图解）。 · 微课视频（智能家居演示、共享单车工作流程等）。 · 物联网相关设备实物或图片（智能音箱、智能灯泡、传感器、RFID标签等）。 · 教学互动平台。 · 任务书及导学案。 五、教学过程（1课时，45分钟） 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 活动一：创设情境 生成问题（5分钟） 1. 情境导入：承接2.6节任务1的完整情境。王芳同学在科技展上了解到物联网的概念后，回到家中发现自己的智能音箱能够通过语音控制灯光开关，手机App可以远程查看家里的监控摄像头，小区的门禁系统能通过人脸识别自动开门。她想知道：这些看似神奇的智能设备背后，究竟隐藏着哪些技术和设备？提问：① 你使用过哪些能够连接网络的智能设备？它们能做什么？② 这些设备之间是如何实现协同工作的？③ 我们如何获取并体验这些物联网带来的便利？2. 展示物联网应用场景图片：展示生活中最为常见的“万物互联”应用场景，包括智能音箱、智能门锁、扫地机器人、共享单车、ETC收费等，让学生直观感受物联网就在身边。3. 引出课题：今天我们来继续学习“2.6 探索物联网 任务2 体验物联网”。4. 分发任务书：引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。5. 展示学习目标：说明本节课的学习目标和课堂活动安排。 1. 听取情境介绍，思考并回答教师提出的问题。2. 观察物联网应用场景图片，感受物联网技术的广泛应用。3. 明确本节课的学习目标和任务。 从学生熟悉的智能设备和生活场景切入，自然引出“体验物联网”的主题，激发学习兴趣。 活动二：调动思维 探究新知（22分钟） （一）物联网的体系结构（回顾与深化） （6分钟）1. 【教师讲解】物联网三层体系结构：物联网主要由感知层、网络层和应用层三部分组成。 - 感知层：由各种传感器以及传感器网关技术构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。 - 网络层：由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。物联网的网络层会采用多种通信技术，包括有线和无线网络技术、蓝牙通信技术、移动通信技术，还采用了NB-IoT、LoRa、ZigBee等物联网专用通信技术。 - 应用层：是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。2. 物联网的四种基本功能： - 获取信息的功能：主要是信息的感知、识别，信息的感知是指对事物属性状态及其变化方式的知觉和敏感；信息的识别指能把所感受到的事物状态用一定方式表示出来。 - 传送信息的功能：主要是信息发送、传输、接收等环节，最后把获取的事物状态信息及其变化的方式从时间（或空间）上的一点传送到另一点的任务。 - 处理信息的功能：是指信息的 加工过程，利用已有的信息或感知的信息产生新的信息，实际是制定决策的过程。 - 施效信息的功能：指信息最终发挥效用的过程，通过调节对象事物的状态及其变换方式，始终使对象处于预先设计的状态。 【核心记忆】 ：“感、传、知、用”四字概括（感知→传送→处理→施效）。3. 【思政融入】 ：强调我国物联网技术已走在世界前列，截至2025年底，基础电信企业发展移动物联网终端用户28.88亿户，占移动网终端连接数的比重达61.3%。这是国家科技自立自强的生动体现，增强学生的民族自豪感和科技报国意识。（二）物联网的常见设备（8分钟）1. 【教师讲解】感知层设备（采集信息的“触角”） ： - 传感器类：温度传感器（检测温度变化，用于智能空调）、湿度传感器（检测湿度，用于智能大棚）、光照传感器（检测光线强度，用于智能路灯）、烟雾传感器（检测烟雾，用于消防报警）、二氧化碳浓度传感器（用于空气质量监测）等。 - 识别与定位类：RFID电子标签（射频识别，用于门禁卡、ETC）、二维码/条形码（商品识别、支付凭证）、GPS/北斗定位模块（共享单车定位、车辆导航）、摄像头（图像识别、人脸识别）。 - 智能识别技术：指纹识别、人脸识别、语音识别等。 - 【实物展示/图片展示】 ：展示智能手环、智能音箱、智能门锁等感知层设备的图片，让学生直观认识这些设备。2. 【教师讲解】网络层设备（传输信息数据的“神经”） ： - 物联网网关：负责感知层和网络层之间数据中转以及感知层内部不同感知网络之间的数据中转的设备，同时具备感知层终端结点设备的管理功能。用户只需要对网关进行操作，便可以控制所有连接到网关的终端设备。 - 路由器、交换机：提供网络接入和连接功能。 - 通信模组：集成Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、4G/5G等通信模块，使普通设备具备联网能力。3. 【教师讲解】应用层“软件配置”举例（典型App）： - 智能家居类：米家App（小米智能家居控制）、华为智慧生活、天猫精灵App（语音控制家电）。 - 共享出行类：滴滴出行App、哈啰单车App。 - 智能健康类：运动健康App（手环/手表数据同步）、Keep。 - 智慧交通类：ETC服务App、高德地图（实时路况）。 - 其他类别：视频监控App等。4. 【学生讨论】 ：请学生结合自己的生活经验，分享还见过哪些物联网设备和App，它们分别属于感知层、网络层还是应用层。（三）物联网的应用场景与工作流程分析（8分钟）1. 案例一：智能家居——以智能空调为例分析： - 感知：温度传感器感知室内温度；用户通过手机App设定目标温度。 - 传送：手机App通过Wi-Fi将设定温度指令发送到云端服务器；云端将指令下发给家中的智能空调。 - 处理：空调根据接收到的目标温度与当前室温进行比较运算。 - 施效：空调自动调整压缩机工作状态，使室温达到用户设定值。2. 案例二：共享单车——以扫码开锁为例分析： - 设备与流程：共享单车通过智能车锁里的GPS模块感知车辆位置；用户通过手机App扫描车身上的二维码；手机App向云端服务器发送开锁请求并验证用户身份；云端服务器通过移动通信网络（4G/5G）向单车锁发出开锁指令；智能锁接收指令后自动弹开；骑行结束后，系统自动完成计费和支付。3. 案例三：智慧交通——ETC自动收费分析： - 感知：车辆经过收费站时，车载OBU（电子标签）与路侧RSU天线通过RFID技术进行短距离通信。 - 传送：系统自动从绑定的银行账户扣除通行费。 - 施效：栏杆自动抬起，车辆快速通过，无须停车。4. 【学生实践】 ：请学生以小组为单位，任选一个身边的物联网应用场景（如：智能手环监测心率、智能冰箱管理食材、ETC自动收费、扫地机器人自动规划路线等），分析其“感、传、知、用”四个环节各使用了哪些设备和软件配置，并指出属于感知层、网络层、应用层中的哪一层。 1. 听讲并记录笔记，学习三层体系结构和四种基本功能。2. 识别常见物联网设备，参与讨论分享。3. 学习智能家居和共享单车的完整工作流程，理解“感、传、知、用”在具体场景中的应用。4. 以小组为单位，任选场景分析其设备和软件配置，完成实例分析。5. 小组代表分享分析成果。 教师以问题引导学生主动思考，将抽象专业的理论知识转化为直观易懂的体系架构。真实的应用案例帮助学生建立理论与现实的联系。让学生主动对身边的物联网场景进行“分类练习”，启发学生进行任务探索。 活动三：合作探究 巩固提升（13分钟） 1. 任务发布：请学生以小组为单位，完成以下实践任务： 任务一：规划简易智能家居系统。 以“为家里设计一个实用的智能家居系统”为场景，完成需求分析与设备搭配规划表。 （1）列出至少3个待智能化的家居设备（如照明、空调、安防等）。 （2）为每个设备选择合适的传感器/控制器（如：智能灯泡、门窗传感器、智能摄像头等）。 （3）规划所需网络设备和平台App。 （4）小组讨论并完成设备规划表，准备口头汇报方案。 任务二：物联网安全辩论。 讨论议题：物联网给我们带来便利的同时，是否也存在隐私泄露等风险？如何防范？各小组列举至少2项风险并建议解决方案。2. 巡回指导：在学生讨论过程中巡回指导，解答疑问，启发思维。3. 成果展示：请2-3个小组代表展示智能家居规划方案和辩论总结，其他小组点评补充。 1. 小组合作，完成智能家居系统规划方案和设备配置设计。2. 小组讨论物联网的便利性与潜在风险，形成辩论观点。3. 小组代表展示成果，分享设计方案和安全观点。4. 其他小组进行点评和补充。 通过真实任务驱动，让学生将所学知识运用到设计规划，培养分析和规划能力。让学生辩证认识技术发展的两面性，增强信息社会责任感。 活动四：课堂小结 布置作业（5分钟） 1. 知识梳理：引导学生回顾本节课的核心内容。 - 物联网三层的体系结构？各层的作用？ - 物联网的四项基本功能是什么？ - 常见的物联网设备有哪些？分别属于哪一层？ - 以共享单车为例，分析其“感、传、知、用”的过程？2. 总结提升：物联网正在深刻改变着我们的生活方式和工作方式。本节课我们不仅认识了物联网的体系结构，更通过真实的应用案例，了解了物联网设备的实际运用和软件配置。希望同学们能够将所学知识迁移到生活中，善于发现和利用新技术改善我们的学习、生活与未来的职业生涯。3. 布置作业： - 必做：完成课后练习题。 - 选做：回家观察或拍摄身边的物联网设备（如智能音箱、智能门锁、联网摄像头等），简要记录其品牌、功能和使用体验，下次课堂分享。 - 拓展：查阅资料，了解“边缘计算”在物联网中的应用，或者“5G+物联网”如何改变工业生产，写一篇200字左右的短文。 - 预习：预习下一单元“3.1 图文编辑入门”。 1. 跟随教师引导，回顾本节课的知识要点，构建知识框架。2. 记录课后作业。3. 思考如何将物联网知识应用到今后的专业学习和生活中。 系统梳理知识要点，帮助学生形成完整的知识体系。分层作业满足不同学生的学习需求，选做作业引导学生关注物联网在身边的应用，延伸课堂学习。 六、板书设计 一、物联网体系结构回顾 三、物联网的“四个”基本功能 应用层 ← 决策/应用（“大脑”） ↑网络层 ← 传输数据（“神经”） ↑感知层 ← 采集信息（“五官”）【拓展知识点】 1. 获取信息（感知、识别）2. 传送信息（发送、传输、接收）3. 处理信息（加工、决策）4. 施效信息（调控、应用） 二、典型应用及设备软件配置举例 四、物联网应用安全提示 智能家居： 灯具、窗帘、插座等自组网子系统。共享单车： 智能锁（GPS）、手机 App、云端服务器。 1. 隐私保护：保护摄像头、麦克风等数据。2. 数据加密：防止传输路径被窃听。3. 权限控制：设置复杂密码、定期更新固件。 七、教学反思 预期效果 本节课以体验和实践为主线，预计大部分学生能够通过真实案例理解物联网的体系结构和功能，识别常见的物联网设备，并能从“感、传、知、用”四个环节分析身边的物联网应用场景。学生对智能家居规划任务表现出较高兴趣，小组合作讨论积极。关于物联网安全性的课堂辩论能有效引导学生辩证思考，增强信息社会责任感。 改进设想 · 可根据班级专业方向调整应用场景案例（如汽车专业侧重车联网技术、智慧交通；计算机专业侧重工业物联网、智能传感器软件开发；物流专业侧重智慧物流、RFID仓储管理），使教学更贴近专业发展需求。 · 若条件允许，可在课堂现场演示智能音箱或智能灯泡的语音控制过程，让学生直观体验物联网的实际应用。 · 可结合课后选做作业，鼓励学生记录家中或身边的物联网设备，下次课堂安排“身边的物联网”分享会，促进相互学习。 · 针对不同学习水平的学生设置分层任务：基础较好的学生可深入分析某物联网应用的技术架构；基础较弱的学生重点关注日常应用体验和设备识别。 注：本教案严格依据高等教育出版社《信息技术（基础模块）》（第三版）上册第2单元第6节任务2“体验物联网”编写，教学目标、重难点与教材内容完全对应，是一份经过系统教学设计、符合中职信息技术课程标准的完整教案。 学科网（北京）股份有限公司 $