第二单元探索 2 物联网的识别技术+视频+教学设计（第三课时）2026-2027学年苏科版初中信息科技八年级上册

该初中信息科技教学设计聚焦物联网识别技术中的RFID，通过复习前两课时RFID、ETC知识，播放《模拟公交卡的充值和扣费过程》视频，衔接理论与实操，搭建从电子标签概念到动手验证的学习支架。 该资料特色在于融合信息意识、计算思维与数字化学习素养，采用分层编程（图形化与Python代码）和小组互助实操，如拆解RFID硬件组成、编写充值扣费程序，培养学生数据处理与问题解决能力，助力教师高效落实实操教学，提升学生技术应用与责任意识。

公交卡内置电子标签，用来标识卡号和账户余额等信息，乘车时可以刷卡缴费。他是如何写入和读出信息的呢？让我们在实验室里模拟公交卡的刷卡过程。实验准备组装在一起的智能开发版和扩展版射频识别模块、射频卡USB数据线、杜邦线编程软件。实验过程用杜邦线连接射频识别模块和扩展版i to c区域的对应端口。注意连线的规范，启动编程软件，在编程软件扩展模块中添加射频卡。进行图形化编程，当按键A被按下时，扫描并显示射频卡序列号信息。初始化电子钱包，模拟充值100元，并在控制台显示充值结果。当按键B被按下时。电子钱包扣费两元。并在控制台显示电子钱包余额。用USB数据线连接智能开发板和计算机，将程序下载至智能开发版中并运行。将射频卡靠近射频识别模块，分别按下按键A和B观察控制台的变化。实验结论，电子标签可用来标识公交卡并存储数据，射频识别模块可以识别、获取公交卡中的信息并写入数据。 课时编号 备课时间 上课时间 课　　题 第二单元 探索 2 物联网的识别技术（第三课时） 教学目标 信息意识 1.明确公交卡内置电子标签，理解标签存储卡号、余额等账户信息； 2.通过实操直观感知读写器对电子标签写入、读取数据的完整过程； 3.联系智能交通出行场景，体会RFID识别技术在公共交通数据采集中的实用价值。 计算思维 1.拆解射频识别实验硬件组成：开发板、RFID模块、射频卡（电子标签）； 2.拆分程序逻辑：按键A充值初始化、按键B扣费计算，梳理条件判断、数值增减的代码逻辑； 3.对照ETC、公交卡两套交通场景，归纳 RFID“识别—读写—数据处理”通用工作流程。 3.数字化学习与创新 1.独立完成硬件接线、软件扩展包添加、图形化/代码两种程序编写、下载调试全套实操流程； 2.对比图形化编程与Python代码编程，理解同一功能的两种数字化实现方式； 3.尝试微调程序参数（修改充值金额、扣费金额），简单拓展实验功能。 信息社会责任 1.知晓公交卡、ETC 等射频卡存储个人出行消费数据，树立消费数据隐私保护意识； 2.明白私自篡改射频卡余额程序、复制电子标签属于违规违法行为； 感受RFID技术便民惠民，理解数字技术规范使用、诚信消费的社会准则。 教学重点 1.实验硬件接线规范、RFID (I2C) 扩展模块添加步骤； 2.按键A充值初始化、按键B扣费两套程序的图形化与代码编写； 3.实操观察射频卡读写数据变化，总结射频识别读写工作原理。 教学难点 1.理解程序中电子钱包数值存储、增减运算的底层读写逻辑； 2.区分电子标签（射频卡）被动接收读写器电磁波信号、无电源通信的原理； 3.排查实操中接线错误、程序未识别卡片、控制台无数据等常见故障。 教学方法 实操演练法、分步示范法、小组互助法、问题探究法、对比分析法 教学准备 1.硬件器材（每组一套）：智能开发板、扩展板、RFID射频识别模块、射频钥匙卡、USB数据线； 2.软件资源：编程软件（内置图形化+ Python代码切换）、教材实验 PPT、接线示意图、程序截图； 3.学习材料：实验任务单、思考交流问题纸、故障排查小手册； 4.多媒体：教师机投影、实物展台（展示接线与控制台运行效果）。 教　学　过　程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一：复习回顾 + 实验室情境导入（5min）衔接前两课时 RFID、ETC 知识 1.快速提问回顾： ①RFID电子标签是什么？ETC系统工作流程？ ②公交卡属于电子标签应用吗？余额信息存在哪里？ 2.出示教材「实验室」板块标题与文本，点明本节课实操任务：用射频模块模拟公交卡充值扣费，亲手验证标签读写原理 3.播放视频《模拟公交卡的充值和扣费过程》后板书课题：物联网识别技术—公交卡RFID实操实验 1.集体回顾前两节课概念，举手回答 ETC、电子标签知识点 2.阅读教材实验室导入文字，明确实验目标：验证电子标签写入、读取信息过程 3.观看视频后回忆日常刷公交卡出行体验，建立生活场景与实验关联 承上启下，串联前两课时理论知识；以学生天天接触的公交卡创设实操情境，激发动手兴趣，落实信息意识素养 环节二：实验准备讲解 + 硬件接线示范（7min）落实教材「实验准备」板块 1.展示教材实验准备清单，逐一介绍每组硬件用途：开发板=控制器、RFID模块=读写器、射频卡=电子标签载体 2.实物展台分步示范教材图2-26 接线：扩展板与RFID模块导线连接，强调接线端口顺序不能颠倒 3安全与器材规范要求：轻拿轻放模块、插拔数据线断电操作 1.领取本组硬件器材，对照清单清点核对 2.跟随教师示范，小组合作完成扩展板与 RFID 模块接线 3.检查导线插接牢固，确认无松脱、错接 严格依照教材实验准备内容教学；分步示范降低硬件操作门槛，培养严谨数字化实操习惯；锻炼小组协作动手能力 环节三：软件配置 + 按键 A 充值程序编写（10min）教材步骤 2、3 充值初始化功能 1.讲解教材步骤2：打开编程软件，在扩展库添加「RFID（I2C）」驱动模块 2.分步演示教材图 2-27： ①图形化编程：按键 A 按下→扫描射频卡→初始化电子钱包、充值 100元、控制台打印提示 ②同步对照右侧Python代码，逐行解释每段代码对应图形积木功能 3.巡视各组，指导图形积木拖拽、代码输入纠错 1.打开编程软件，自主添加RFID (I2C) 扩展包 2.二选一完成程序搭建（基础生图形化、进阶生 Python代码）：搭建按键A充值初始化程序 3.对照教材截图自检程序逻辑，同桌互相核对积木 /代码是否完整 落实教材实验步骤，提供分层编程选择适配不同学情；图形化与代码对照讲解，培养计算思维，理解指令与功能对应关系；落实数字化学习素养 环节四：按键 B 扣费程序编写（8min）教材步骤 4 扣费扣款功能 1.讲解教材步骤4任务：按键B 触发扣费2元，读取并显示实时余额2.展台演示教材图2-28： 图形化积木逻辑：按键 B→扫描卡片→钱包金额-2→控制台打印当前余额同步拆解 Python 扣费代码中document(2)扣款、读取余额打印语句含义 3.提醒逻辑前提：必须先按 A 充值初始化，再按 B 才能正常扣费 1.在原有程序基础上，新增按键B 扣费分支程序 2.理解 “先充值、后扣费”的顺序逻辑，不能颠倒操作 3.完整整合A充值、B扣费两段程序，保存工程文件 拆分功能模块逐步搭建，强化顺序执行、分支判断的计算思维；让学生理解数值读写、算术运算在标签数据处理中的应用 环节五：程序下载、实操运行、观察记录（7min）教材步骤 5 整机调试运行 1.讲解教材步骤5操作：USB连接电脑与开发板、下载程序、上电运行 2.演示标准操作流程： 1）射频卡贴近RFID模块 → 2）按A充值，看控制台“已充值 100 元” 3）连续按 B，观察余额从100→98→96…… 变化（教材图 2-29 控制台效果） 3. 巡回排查故障：卡片无识别、控制台空白、接线报错等常见问题 1.据线连接设备，下载整合好的程序至开发板 2.小组分工：一人持射频卡、一人按按键、一人记录控制台余额变化 3. 如实填写实验任务单数据，记录充值、扣费后的余额数值 完整复刻教材实操流程，亲手观测电子标签数据被读写的直观变化；小组分工提升协作效率，实操验证课前理论知识 环节六：实验结论填写 + 教材「思考交流」探究（5min） 1.引导填写教材「实验结论」填空：射频卡可用于________（公交扣费、身份识别、消费支付等） 2.抛出教材「思考交流」核心问题：射频卡在什么情况下才会被充值和扣费？组织小组讨论 3.汇总总结： ①卡片必须靠近RFID读写模块（电磁波通信）； ②必须触发对应按键指令；③程序正常识别卡片序列号才能读写数据 4.收尾提炼教材文末总结：RFID 识别+传感技术共同支撑物联网感知物理世界 1.独立填写实验结论横线内容 2.4 人小组围绕思考交流问题讨论，推举代表发言分享观点 3.记录教师总结的射频读写必要条件，串联RFID 整套工作逻辑 完整落实教材实验结论、思考交流栏目；通过讨论梳理实验本质原理，打通实操与理论壁垒；升华单元大主题 “物联网全面感知” 环节七：创新拓展 + 信息社会责任渗透（3min） 1.微创新任务：鼓励学有余力学生修改程序参数（如充值 200元、扣费1元），二次测试效果 2.社会责任引导提问： ①如果私自改写程序无限扣费、篡改余额会造成什么后果？ ②平时刷公交、ETC 如何保护自己的卡片消费隐私？ 3.小结：RFID技术便利生活，但必须合法合规使用，诚信消费、保护数据隐私 1.优等生尝试修改程序数值，二次下载测试新充值扣费标准 2.交流讨论数据安全、诚信使用射频卡的行为准则 3.梳理信息社会责任要点：不伪造、不篡改电子标签数据，保护个人消费信息 给学有余力学生提供创新拓展空间，提升数字化创新能力；深度落地信息社会责任素养，平衡技术实操与道德法律规范 环节八：课堂小结 + 器材整理（2min） 1.带领梳理整课主线：硬件组成→程序双功能（充/扣）→实操读写标签→RFID 通用应用 2.要求各组断电、拆卸接线、分类收纳所有硬件器材，整齐摆放 1.跟随回顾实验完整流程与核心知识点 2.小组有序断电、拆线、清点器材并收纳归位 系统化巩固实操知识；培养爱护实验器材、规范整理设备的数字化实验室良好习惯 板书设计 探索 2 物联网识别技术（第三课时 公交卡 RFID 实操） 一、实验硬件 读写器：RFID 射频模块 电子标签：射频卡（公交卡） 控制器：智能开发板 二、程序两大功能 1.按键 A：扫描卡片 → 初始化钱包 → 充值写入金额 2.按键 B：扫描卡片 → 扣减金额 → 读取打印余额 三、读写前提（思考交流结论） 1.卡片贴近 RFID 模块（无线电磁波通信） 2.程序识别卡片序列号 3.触发对应按键指令 四、应用与素养 应用：公交、ETC、仓储、养殖等识别支付 底线：规范使用，保护消费数据隐私 教学反思 课堂达成亮点 本节课严格完整落实教材实验室、实验准备、实验过程、实验结论、思考交流全部栏目内容，承接前两课时RFID理论，实现理论 + 实操闭环。分层编程设计适配不同水平学生，基础生用图形化积木轻松完成功能，能力强学生可自主编写Python代码；小组互助接线调试大幅降低故障率，绝大多数小组成功观测到充值、扣费余额变化，能准确回答思考交流问题，四大核心素养均落地到位。 现存问题难点 1.少数学生硬件接线端口分辨不清，出现导线接反导致模块无法识别卡片，耽误实操进度； 2.部分学生只机械拖拽积木，不理解电子钱包数值存储在射频卡芯片里的底层逻辑，仅知现象不懂原理； 3.创新拓展环节主动修改程序参数的学生偏少，大部分满足于完成教材标准实验，自主创新意愿不足。 后续优化改进措施 1.课前打印放大版接线示意图贴在每组桌面，课初增加1分钟端口标识对照认读；课中设置“接线自检三步法”自查对错； 2.增加简易教具拆解电子标签芯片存储逻辑，用比喻“卡片芯片是小账本，读写器负责改账本数字”通俗讲解存储原理； 3.下节课前置布置微创新预习任务，给出修改参数示例模板，降低创新门槛；增设优秀拓展程序课堂展示环节，激励创新； 4.补充生活・科技・社会拓展阅读材料，介绍RFID在地铁、校园一卡通、无人零售的前沿应用，拓宽学生技术视野。 学科网（北京）股份有限公司 $