《智能穿戴设备与物联网—物物相联的实现过程》（教学设计）-2025-2026学年五年级下册信息技术清华版（贵州）

《智能穿戴设备与物联网—物物相联的实现过程》教案-2025-2026学年清华版（贵州）（新教材）小学信息技术五年级下册 1、 学情分析 五年级学生已在上节课认识了常见智能穿戴设备，对智能手表、运动手环等设备的功能有基础了解，具备进一步探究设备工作原理的认知基础。他们好奇心强，对“设备如何传递数据”“万物如何互联”等问题充满探究欲，喜欢动手体验、具象化案例分析。但学生抽象思维仍较弱，对“物联网”“数据传输”“传感器工作原理”等抽象概念理解难度较大，难以自主梳理“物物相联”的完整过程。同时，学生具备基础的图文阅读和小组合作能力，需借助教材案例、生活化类比、简单流程图等具象化方式拆解知识，降低理解难度，贴合其“直观感知—逐步抽象”的认知规律。 2、 教材分析 本课选自清华版（贵州）新教材小学信息技术五年级下册第一单元《自制智能手表-智能穿戴设备》，是单元核心课，承接上节课“认识智能穿戴设备”的内容，聚焦“智能穿戴设备如何与物联网连接”这一核心问题，为后续智能手表设计制作奠定原理基础。教材以“物物相联的实现过程”为主线，从生活场景切入，先解释物联网的基本概念，再以智能手表、运动手环为核心案例，配套流程图、数据传输示意图，详细拆解“数据采集—数据传输—数据处理—反馈应用”的完整过程，最后拓展物联网在智能家居、智能交通等领域的应用，贴合五年级学生认知，兼顾知识性、逻辑性与实践性，帮助学生从“认识设备”上升到“理解原理”，构建“万物互联”的认知体系，是培养学生计算思维与信息意识的关键内容。 3、 核心素养目标 1. 信息意识：理解物联网“万物互联、数据互通”的基本概念，知道智能穿戴设备是物联网的重要组成部分，能说出智能穿戴设备与物联网连接的核心作用，感知物联网技术对生活、科技发展的深远影响。 2. 计算思维：通过解读教材案例与流程图，梳理智能穿戴设备“数据采集—传输—处理—反馈”的完整逻辑过程，能用简单流程图或文字描述物物相联的实现步骤，初步建立数据传输与处理的逻辑思维。 3. 数字化学习与创新：学会观察教材示意图、流程图，提取关键信息，通过小组讨论、案例拆解，探究物联网连接原理，能结合生活实际举例说明物联网的应用，提升自主探究与逻辑表达能力。 4. 信息社会责任：了解物联网技术的广泛应用，体会科技创新的价值，树立合理使用物联网技术、保护个人数据安全与隐私的意识，理性看待技术发展带来的便利与挑战。 4、 教学重难点 1. 教学重点：理解物联网的基本概念，掌握智能穿戴设备与物联网连接的“数据采集—数据传输—数据处理—反馈应用”四个核心环节，能结合教材案例描述物物相联的基本过程。 1. 教学难点：理解“传感器采集数据”“无线通信技术传输数据”的抽象原理，理清智能穿戴设备、手机、物联网平台三者之间的关联与数据流向。 5、 教学过程 （1） 情境导入：回顾旧知，提出疑问 师：同学们，上节课我们认识了很多神奇的智能穿戴设备，谁能快速回忆一下，智能手表、运动手环都有哪些神奇功能？ 生1：智能手表能打电话、定位、监测心率！ 生2：运动手环能记步数、监测睡眠！ 师：大家记得真清楚！那老师有一个疑问，教材第6页的情境图里，小朋友的运动手环记录了步数，为什么爸爸妈妈的手机上也能看到这些步数数据呢？手环里的数据是怎么“跑”到手机上的？智能手表的定位信息，爸爸妈妈又是怎么实时看到的？ 生1：是不是手环和手机有“隐形的线”连起来了？ 生2：是不是通过网络传过去的？ 师：大家的猜测很有道理！这些设备和手机、网络之间的“隐形连接”，就是我们今天要学习的“物联网”。（板书课题：智能穿戴设备与物联网——物物相联的实现过程）今天我们就一起走进物联网的世界，解开“数据怎么跑”的秘密，看看智能穿戴设备是怎么和其他设备“物物相联”的。 设计意图：通过回顾上节课知识，结合教材情境图提出核心疑问，激活学生好奇心，自然引出“物联网”课题，让学生带着问题进入新知探究，激发学习主动性，同时衔接新旧知识，构建连贯的认知逻辑。 （2） 新知探究一：教材解读——初识物联网，理解核心概念 师：请同学们翻开教材第6页，认真阅读“认识物联网”这部分内容，仔细观察物联网示意图，思考两个问题：什么是物联网？物联网里的“物”指的是什么？看完后和同桌互相说一说。 （学生自主阅读教材，观察示意图，同桌交流） 师：好，时间到！谁能结合教材内容，说说什么是物联网？ 生1：物联网就是把很多东西连起来的网络！ 生2：教材里说，物联网是“万物互联的网络”，能让东西和东西之间互相联系、传递数据！ 师：说得非常准确！教材第6页明确告诉我们，物联网（IoT）就是“万物互联的互联网”，它不是新的网络，而是在互联网的基础上，把生活中的各种物品（也就是“物”），比如智能手表、运动手环、空调、路灯、汽车等，通过传感器、无线通信技术连起来，让这些物品能感知数据、互相传递数据、实现智能交互的网络。 师：大家再看教材第6页的物联网示意图，图里画了智能手表、运动手环、手机、电脑、云端平台，还有智能家居设备。谁能说说，物联网里的“物”都包括哪些？ 生：有我们用的智能穿戴设备，还有家里的电器、路上的汽车，很多很多东西！ 师：总结得很棒！物联网里的“物”范围特别广，只要是能感知数据、能连接网络的物品，都是物联网的“物”，智能穿戴设备就是其中非常重要的一部分。 师：大家思考一下，互联网和物联网有什么不一样？教材里有没有提示？ 生：互联网是电脑、手机连起来，是人跟人交流；物联网是东西和东西连起来，是物跟物交流！ 师：太厉害了！完全读懂了教材的核心！互联网主要是人连接人、人连接信息，比如我们用手机聊天、查资料；而物联网是物连接物、物连接人，比如智能手环连接手机、智能空调连接遥控器，物品之间能自己传递数据、互相控制，这就是物联网最核心的特点——万物互联、数据互通。 设计意图：紧扣教材文字与示意图，通过“自主阅读—师生问答—对比辨析”，拆解物联网的定义、“物”的范围及与互联网的区别，用生活化语言简化抽象概念，贴合五年级学生认知，落实“理解物联网基本概念”的教学重点。 （3） 新知探究二：教材拆解——智能穿戴设备物物相联的完整过程 师：我们已经知道了什么是物联网，那智能穿戴设备（比如运动手环）是怎么和手机、物联网平台连接，实现数据传递的呢？教材第7页以“运动手环记录步数并同步到手机”为例，给我们画了详细的流程图，我们一起来一步步拆解这个过程。 （教师引导学生观察教材第7页流程图，标注四个核心环节） 师：教材里把这个过程分成了四个步骤，我们一步一步来看： 1. 第一步：数据采集——传感器“感知”数据 师：大家看流程图第一步，运动手环里有什么？教材里写了，有传感器！就像我们的眼睛、耳朵一样，传感器能“感知”我们的动作。当我们走路、跑步时，手环里的运动传感器能感受到我们身体的晃动，把“走路”这个动作变成数字数据——也就是步数，记录在手环里。 师：谁能结合教材内容说说，除了运动传感器，手环里还有哪些传感器？它们能采集什么数据？ 生：还有心率传感器，能采集我们的心率数据；睡眠传感器，能采集睡眠数据！ 师：非常对！教材里提到，不同的传感器采集不同的数据，这是物物相联的第一步——传感器采集数据，把现实中的动作、健康情况变成数字数据。 2. 第二步：数据传输——无线通信“传递”数据 师：流程图第二步，手环里的步数数据，通过什么传到手机里呢？教材里写了，是蓝牙或Wi-Fi，这就是无线通信技术。就像我们说话能被别人听到一样，蓝牙是一种短距离的无线信号，能把手环里的数字数据，“无线传递”到和它配对的手机里，不需要电线，特别方便。 师：大家想想，为什么要用蓝牙而不是电线连接？ 生：因为戴着手环走路，用电线不方便，蓝牙是无线的，很自由！ 师：说得太贴合生活了！无线通信技术让数据传输更便捷、更自由，这是物物相联的关键桥梁。 3. 第三步：数据处理——物联网平台“分析”数据 师：流程图第三步，手机把收到的步数数据，再通过互联网传到物联网云端平台（教材里叫“云端服务器”）。云端平台就像一个超级大的“数据加工厂”，能把收到的步数数据进行整理、分析，比如计算一天走了多少步、消耗了多少卡路里，把原始数据变成有用的信息。 师：教材里为什么需要云端平台处理数据？直接存在手机里不行吗？ 生：云端平台能存很多数据，还能分析数据，手机有时候存不下，也不会分析！ 师：理解得很到位！云端平台有强大的存储和计算能力，能处理大量数据，还能让我们随时查看历史数据，这是数据处理的核心环节。 4. 第四步：反馈应用——设备“响应”数据 师：流程图最后一步，云端平台把分析好的信息（比如今日步数、运动达标情况），再通过互联网传回手机，手机屏幕上就会显示步数、卡路里等信息，我们就能看到自己的运动数据了。同时，手机还能把信息反馈给手环，比如提醒我们“今日运动已达标”，这就是反馈应用，让数据变成我们能看到、能用到的信息。 师：现在我们把这四个步骤连起来，谁能看着教材流程图，完整说说运动手环同步步数到手机的过程？ 生：第一步，手环里的传感器采集步数数据；第二步，通过蓝牙传到手机；第三步，手机把数据传到云端平台分析；第四步，云端把分析好的信息传回手机，我们就能看到了！ 师：说得完整又准确！和教材里的流程完全一致。这就是智能穿戴设备物物相联的完整过程，简单说就是：传感器采集→无线传输→云端处理→反馈应用。 设计意图：深度解读教材核心案例与流程图，将抽象的物物相联过程拆解为四个具象环节，结合教材文字细节与生活化提问，逐一突破“传感器采集数据”“无线传输”等难点，用学生易懂的语言解释原理，落实“掌握物物相联过程”的教学重点，培养学生逻辑思维。 （4） 新知探究三：拓展延伸——教材链接，物联网的广泛应用 师：智能穿戴设备和物联网的连接，只是物联网应用的一小部分。教材第8页给我们拓展了物联网在其他领域的应用，我们一起来看看，物联网还能帮我们做哪些事？ （学生阅读教材第8页拓展内容，观察应用场景图片） 师：教材里提到了三个主要应用领域，我们逐一了解： 1. 智能家居：教材图片里有智能空调、智能灯光、智能窗帘。物联网能把这些家电连起来，比如我们用手机就能远程打开空调、关闭灯光，空调还能通过温度传感器感知室温，自动调节温度，特别智能。 2. 智能交通：教材里提到智能红绿灯、共享单车。智能红绿灯能通过传感器感知车流量，自动调整红绿灯时间；共享单车能通过物联网定位，我们扫码就能开锁，特别方便。 3. 智能医疗：除了我们学的智能健康监测设备，教材里还提到智能血压仪、智能血糖仪，能把监测数据同步到医生的设备上，医生能远程了解病人的健康情况，及时给出建议。 师：大家小组讨论一下，结合教材内容和生活实际，想想物联网还有哪些应用？每组选一个代表分享。 （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：好，哪个小组来分享？ 小组1：我们觉得物联网还能用于智能农业，比如土壤传感器能监测土壤湿度，自动浇水！ 小组2：还有智能校园，电子班牌能显示课表，门禁能刷脸开门！ 师：大家的思路太开阔了！和教材里的拓展理念完全一致。物联网已经走进我们生活的方方面面，从穿戴设备到家居、交通、医疗、农业，处处都有物联网的身影，它让我们的生活更智能、更便捷。 师：大家再思考一下，教材里为什么说物联网是“新时代的科技”？它给我们的生活带来了哪些好处？ 生1：物联网让很多事情不用我们手动做，设备自己就能做，很方便！ 生2：物联网能让我们远程控制设备，还能监测健康，让生活更安全、更健康！ 设计意图：结合教材拓展内容与应用图片，通过小组讨论拓展物联网应用场景，引导学生联系生活实际，感知物联网的广泛价值，深化对“万物互联”的理解，同时培养学生发散思维与信息社会责任素养。 （5） 巩固提升：教材实践——绘制物联网连接流程图 师：现在我们来完成教材第8页的“实践任务”：选择一种你熟悉的智能穿戴设备（比如智能手表），结合今天学的知识，绘制它与手机、物联网平台连接的流程图，标注清楚每个环节的名称和作用。大家可以参考教材第7页的流程图，独立完成，完成后和同桌互相讲解自己的流程图。 （学生独立绘制流程图，教师巡视指导，帮助有困难的学生梳理环节） 师：好，时间到！谁愿意上台展示自己的流程图，给大家讲解智能手表物物相联的过程？ 生：我画的是智能手表的流程图！第一步，传感器采集心率、定位数据；第二步，通过蓝牙传到手机；第三步，手机传到云端平台处理；第四步，云端传回手机，我们看到数据，手表还能接收提醒！ 师：讲解得逻辑清晰、环节完整，完全掌握了教材里的核心知识，非常棒！ 设计意图：紧扣教材实践任务，通过动手绘制流程图，巩固学生对物物相联四个环节的掌握，强化逻辑思维，同时通过讲解交流，提升语言表达能力，落实数字化学习与创新素养。 6、 课堂小结 师：同学们，今天这节课我们一起学习了《智能穿戴设备与物联网——物物相联的实现过程》，谁能和老师一起回顾一下，我们都学到了哪些核心知识？ 生1：我们理解了物联网是“万物互联的网络”，是物和物互相连接、传递数据的网络！ 生2：我们掌握了智能穿戴设备物物相联的四个步骤：数据采集、数据传输、数据处理、反馈应用！ 生3：我们知道了传感器负责采集数据，蓝牙、Wi-Fi负责传输数据，云端平台负责处理数据！ 生4：我们还了解了物联网在智能家居、智能交通、智能医疗等很多领域都有应用！ 师：大家总结得太全面、太有条理了！今天我们通过解读教材、拆解案例、绘制流程图，解开了智能穿戴设备“数据怎么跑”的秘密，理解了物联网“万物互联”的核心，感受到了科技的神奇与魅力。物联网和智能穿戴设备还在不断发展，未来还有更多神奇的功能等着我们去探索。下节课我们将走进智能手表的设计世界，动手规划自己的智能手表功能，一起期待吧！ 2 学科网（北京）股份有限公司 $