第23课医疗设施新功能 教学设计 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

该初中信息科技教学设计聚焦物联网在医疗中的应用，以病患输液监测系统实践为核心。通过回顾第四单元物联网花盆系统，结合提问医院物联网案例导入，搭建新旧知识衔接的学习支架。 特色在于以真实医疗场景驱动，通过视频图片展示开阔视野，引导学生分小组完成系统设计，包括用光敏传感器采集数据、MQTT平台传输存储、Excel分析处理及蜂鸣器报警反馈，培养计算思维与数字化学习能力，学生能迁移应用设计物联床垫等，提升问题解决能力，为教师提供可操作的实践教学流程。

八 年级 信息科技 教学设计 课题 23医疗设施新功能 课型 新授 姓名 日期 教学目标 1．了解物联网在医疗中的应用。 2．通过病患输液监测系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。 教学重点难点 重点：通过病患输液监测系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法。 难点：探究如何实现液体输完时的提醒功能。 师 生 双 边 活 动 新课导入 在第四单元学习中，我们通过对采集数据、传输与存储数据、分析与处理数据、反馈与控制等物联系统的工作环节的实现，完成了物联网花盆系统的搭建。本节课将在此基础上，尝试在医疗领域探索物联网技术的创新运用，从而极大地提高医疗服务的效率和质量。 【教师活动1】提问：你在医院看病的过程中，有没有发现物联网技术？它们在哪些方面减轻了护士、医生的工作负担呢？ 【学生活动1】回答：根据自己亲身经历，列举物联网技术在医院中的使用案例。例如：物联床垫、物联药柜等帮助医务人员更好地为病人服务。 【设计意图】通过对真实生活场景的回忆，引导学生快速进入本课主题，为本节课开展学习做好准备。 新知探究 一、探索物联网在医疗设施中的应用 【教师活动2】播放视频、展示图片，说明物联网在医疗设施中的应用。 【学生活动2】通过视频、图片了解物联网在医疗设施中的应用。 【设计意图】使学生能够更加直观地了解物联网，开阔学生眼界，提高学习兴趣。 二、病患输液监测系统实践 【教师活动3】提出问题：医院的输液大厅里，在患者较多时，护士们往往无法时刻关注每个病人的输液情况。能否利用物联网技术设计病患输液监测系统呢？ 【学生活动3】分析设计病患输液监测系统的可行性。 【教师活动4】提出问题：实时监测输液过程中需要获取哪些数据？ 【学生活动4】完成学习活动一，回答：体温、心率、血压、输液袋余量、输液袋流速等。 【教师活动5】提出问题：请大家参考前面得出的结论，确定本小组探究病患输液监测系统功能实现的核心问题与主题。 【学生活动5】分小组填写探究病患输液监测系统功能实现的核心问题与主题。 【教师活动6】提出问题：为了实现输液监测提醒功能，可以将输液袋分为有液体和无液体两种状态，如何判断这两种状态呢？ 【学生活动6】分小组讨论形成解决方案，如使用光敏或压力传感器实现余量监测，选择光敏传感器说明监测原理。 【教师活动7】提出问题：如何搭建病患输液监测系统呢？请按环节分析系统的功能需求、分析各个环节需要用到的物联实验设备及平台、分析功能实现的算法。 【学生活动7】完成学习活动二。 1．按四个环节分析系统的功能需求。 采集数据：实时采集光照强度数据。 传输与存储数据：将采集的数据发送并存储在物联网服务平台。 分析与处理数据：分析输液管中有液体时的光照强度数据和无液体时的光照强度数据。 反馈与控制：光照强度数据超出阈值范围时，进行提醒。 2．分析各个环节需要用到的物联实验设备及平台。 采集数据：光敏传感器、LED灯。 传输与存储数据：数据发送到MQTT物联平台。 分析与处理数据：利用Excel实现数据分析。 反馈与控制：通过显示屏显示数据，不在阈值范围内时蜂鸣器报警。 3．算法设计。根据需求分析和功能实现，补全核心算法设计流程图。 【教师活动8】提出问题：根据确定的功能需求，如何模拟实现病患输液监测系统？ 【学生活动8】完成学习活动三。 1．任务1　硬件搭建 （1）选择传感器、主控板等物联实验设备。 （2）设置无线网络。 （3）配置物联网服务平台。 （4）确定传感器的位置，将光敏传感器和LED灯分别装在输液管的两侧。 2．任务2　采集数据 利用光敏传感器判断输液袋余量状态，参考之前监测核心算法设计，记录多组两种状态时的光照强度数据，并将数据记录在“数据采集记录表”中。 3．任务3　传输与存储数据 在该项目中，先将主控板连接网络，再连接到物联网服务平台，然后不停地读取传感器的数据，并把这些数据上传到物联网服务平台。登录MQTT平台，点击相应主题，查看数据。在以下空白处填写主题名称、要发送的设备编号。 mqttclient.publish(topic="_________",content="________")# 向MQTT服务器中输液主题发送数据 4．任务4　分析与处理数据 在数据采集的基础上，对有液体和无液体两种情况下光敏传感器采集的数据进行对比分析，探究获得两种状态的光照强度数据差值。 5．任务5　实现反馈与控制 根据任务3得出数据进行阈值分析，判断当前数值是否在阈值范围内，当数据不在阈值范围内时控制蜂鸣器发出警报，并在显示屏显示设备的编号。通过对程序核心代码增加注释、关键代码填空、自主编程等方式，实现输液监测功能。 【设计意图】引导学生根据需求学会分析与初步设计物联网系统功能，完成实验的过程并模拟实现系统。 应用提升 【教师活动9】参照病患输液监测系统，尝试对其他物联医疗设备系统（如物联床垫系统、物联药柜系统等）进行设计。 【学生活动9】小组讨论项目功能的实现思路。 【设计意图】拓展学生利用物联网解决问题的思维，通过设计方案进一步巩固深入理解物联网系统实现的过程。 课堂小结 教师引导学生总结知识、分享收获。 【设计意图】让学生通过梳理和总结，巩固本节课所学知识的同时，对利用物联网开展学习探究有进一步的思考。 教后反思 学科网（北京）股份有限公司 $