第三单元 探索 2 物联网中的近距离数据传输（第二课时）+视频+教学设计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蓝牙、ZigBee、NFC近距离无线传输技术，通过复习Wi-Fi高功耗特性，以智能手环续航矛盾引出蓝牙，构建从已知到新知的学习支架，衔接技术对比与场景应用。 以数字健康场景为主线，采用小组协作实操（蓝牙双开发板编程测距）、分层教学（图形化/Python编程）和表格对比分析法，落实教材探究学习与实验室栏目。通过拆解蓝牙配对逻辑培养计算思维，结合智能输液系统选型强化数字化学习与创新，渗透数据安全与绿色低碳的信息社会责任，助力学生构建技术选型模型，方便教师高效落实核心素养。

牙已经深入到我们生活的方方面面了，智能开发板能否通过蓝牙连接传输数据呢？我们能够借助智能开发板测量蓝牙的有效传输距离吗？实验准备智能开发板、USB数据线、激光测距仪、编程软件。实验过程用USB数据线连接计算机和第一块智能开发板，启动编程软件，在编程软件中编写主机接收数据的相关代码程序，并将程序下载至第一块智能开发板。用USB数据线连接计算机和第二块智能开发板，启动编程软件，在编程软件中编写从机发送数据的相关代码程序，并将程序下载载至第二块智能开发板。观察两块智能开发板OLED屏幕显示的信息，查看是否可以建立连接。连接完成后，分组测量蓝牙的传输距离。实验结论，通过实验我们发现，蓝牙能够稳定传输数据的距离约为55米。 课时编号 备课时间 上课时间 课　　题 第三单元 探索 2 物联网中的近距离数据传输（第二课时） 教学目标 信息意识 1.掌握蓝牙、ZigBee、NFC 三种近距离无线传输技术基础定义、结构（蓝牙主机/从机配对）； 2.识别数字健康场景适配方案：蓝牙适配手环、血压仪；ZigBee 适配批量输液监护；NFC适配就医身份刷卡支付； 3.清晰区分四类近距离技术在距离、速率、功耗、带机量上的差异化特征。 计算思维 1.拆解蓝牙主机、从机双端编程逻辑，理解配对握手、数据收发、距离衰减断连完整流程； 2.完成教材表格横向对比Wi-Fi、蓝牙、ZigBee五大维度（连接数量、距离、速率、功耗、场景）； 3.针对智能输液系统，推理ZigBee对比Wi-Fi、蓝牙的独特优势，建立多因素选型判断模型。 数字化学习与创新 1.小组协作完成教材实验室蓝牙双开发板收发测距实操；分层完成图形化/Python 主机、从机程序； 2.自主填写教材表3-1对比表格，小组研讨智能输液系统选型优势； 3.结合本组数字健康项目，重新校验传输技术选型，可微调优化方案。 信息社会责任 1.理解蓝牙配对协议、NFC 近场加密机制，知晓健康心率、病历数据无线传输的安全防护要求； 2.蓝牙、ZigBee 低功耗技术减少电池更换，降低电子垃圾，树立绿色低碳设备使用意识； 3.NFC 医疗支付、身份识别兼顾便捷与隐私，明白非接触通信的权限管控规范。 教学重点 1.蓝牙主机/从机配对原理、双端程序编写、测距实操实验； 2.ZigBee低功耗、多设备组网特性与智能输液医疗场景应用； 3.落实教材探究学习（2处）、实验室、知识链接、思考交流、生活・科技・社会全栏目； 4.横向对比 Wi-Fi/蓝牙/ZigBee三大核心近距离传输技术五大指标。 教学难点 1.理解蓝牙协议握手配对、主机从机数据交互的底层逻辑； 2.综合五大指标权衡，精准匹配不同数字健康场景最优传输方案； 3.排查双开发板蓝牙名称不一致、障碍物遮挡、供电不稳导致的连接失败故障。 教学方法 小组协作实操法、分层编程教学法、表格对比分析法、情境探究法、问题思辨法 教学准备 1.硬件器材（每组两套开发板套装）：智能开发板×2、扩展板×2、OLED屏、卷尺、数据线、板载电池； 2.软件资源：编程软件预装 BLE 蓝牙扩展库；教材图 3-10 至 3-12 全套程序截图； 3.学习材料：实验报告单、表 3-1 空白对比表格、思考交流答题纸； 多媒体素材：蓝牙配对动画、ZigBee 输液系统架构动画、NFC 就医支付实拍短片； 4.拓展素材：生活・科技・社会 NFC 科普图文。 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 Wi-Fi，导入蓝牙新知（5min） 1.快速回顾上节课Wi-Fi核心参数：高速、数十米、数十台设备、高功耗；抛出矛盾：智能手环小电池无法承受 Wi-Fi 高耗电，用什么技术？引出蓝牙 2.出示教材蓝牙定义：近距离无线通信，主机、从机配对传输 3.播放视频《蓝牙数据传输技术》展示图 3-9 四类应用，重点圈出数字健康场景：智能手环、蓝牙血压仪 1.默写Wi-Fi优缺点，思考低功耗替代技术； 2.勾画蓝牙主机、从机概念； 3.观看视频和图片后结合自身手环、血压仪体验，说说蓝牙连接感受 承接上节课 Wi-Fi 知识，用健康设备续航矛盾制造认知冲突；快速锚定数字健康主线场景，建立信息意识 环节二：落实第一处【探究学习】蓝牙应用场景研讨（7min）教材图 3-9 1.播放视频《探究蓝牙的数据传输距离后》宣读探究学习任务：补充蓝牙生活场景、总结蓝牙优点 2.聚焦医疗健康场景拆解：手环实时心率上传、血压仪同步数据到手机，优势：功耗低、配对便捷、体积小巧适配穿戴设备、 3.板书基础性能：蓝牙5.4理论 300米，速率低于Wi-Fi，带机量少，核心优势低功耗 1.观看视频后4 人小组列举耳机、车钥匙、测温贴等蓝牙场景； 2.提炼蓝牙核心优势：低功耗、配对简单、便携适配电池设备； 3.记录健康穿戴设备适配逻辑 完整落地教材探究学习栏目；以穿戴健康设备为核心，夯实蓝牙技术定位，铺垫后续实验选型思维 环节三：分步拆解【实验室】蓝牙测距实操流程（8min）教材 61-63 页实验全流程 1.清点实验器材：两块开发板、扩展板、卷尺、电池供电、数据线、 2.分步拆解教材 4大实验步骤： ①软件添加BLE蓝牙扩展库； ②第一块板烧录主机程序（图 3-10图形化+Python双版）； ③第二块板烧录从机程序（图 3-11双版本）； ④电池供电开机配对，拉卷尺移动从机测量稳定传输距离 3.安全与程序红线：主机从机蓝牙名称必须完全一致；障碍物会削弱信号；全程断电插拔接线 1.对照器材清单清点两组开发板硬件； 2.逐行阅读实验步骤，区分主机接收、从机发送数据功能； 3.记录名称匹配、障碍物两大关键影响因素 严格依照教材实验室栏目规范教学；拆分双端程序任务，降低多人协作实操难度；提前规避高频故障点 环节四：小组分层编程+ 蓝牙测距实操调试（15min） 1.展台分步演示主机图形化积木：创建BLE主机、接收数据、OLED 屏幕打印收到内容；同步逐行解读 Python主机代码 2.演示从机程序：创建 BLE 从机、配对成功后每秒发送测试数据；同步 Python 从机代码释义3.分层要求：基础组全图形化；提升组尝试完整 Python 代码；一组两人分工：主机程序员、从机程序员、测距记录员 4.巡视排查故障：名称大小写不符、扩展库缺失、电池没电、屏幕接线松动；指导用卷尺分段记录最远稳定距离，填写实验结论空白栏 1.小组拆分任务，分别烧录主机、从机程序； 2.上电配对，观察 OLED“已连接/未连接” 状态； 3.缓慢拉开两块板子距离，记录临界断连距离，填写实验结论； 4.增加书本障碍物二次测试，对比有无遮挡距离差异 落实教材双编程范例，分层适配学情；亲手验证蓝牙距离、障碍物影响；小组协作锻炼数字化实操与故障排查计算思维；完成实验结论填写 环节五：【思考交流】+【知识链接】蓝牙协议梳理（5min）教材 64 页 1.抛出两道思考交流问题，组织小组作答： ①障碍物是否影响传输距离？（是，遮挡大幅缩短稳定距离）②主机从机名称不一致能否连接？ （不能，协议匹配校验身份，名称是配对识别标识） 2.解读知识链接蓝牙传输协议：配对=握手身份验证，协议规范数据格式保障安全互通；配对信息可保存，下次免重连 1.小组讨论书写两道思考题完整答案； 2.勾画协议、配对握手关键词，理解安全连接底层逻辑； 3.记录蓝牙保存配对、断连重连特性 完整落实思考交流、知识链接栏目；把实操现象上升到协议理论层面，深化计算思维；渗透无线数据传输安全意识 环节六：ZigBee、NFC 新知讲授+ 第二处【探究学习】表格对比（8min）教材 65-66 页 1.讲解 ZigBee：短距、极低功耗、支持大量设备组网， 出示图 3-12 智能输液系统：多台输液控制器批量上传数据到护士站后台 2.解读生活・科技・社会 NFC：超近距（≤4cm）、无需配对、高安全，适配就医刷卡、医疗支付、身份核验 3.发放表3-1空白表格，布置探究学习任务：从连接数量、通信距离、传输速率、功耗、应用场景5维度对比 Wi-Fi/蓝牙/ ZigBee； 研讨第二问：输液系统ZigBee 对比Wi-Fi、蓝牙优势 1.填写表格三大技术横向对比； 2.小组研讨智能输液场景优势：多病床海量设备、全天低功耗待机、小流量监测数据无需高速率； 3.记录NFC医疗高安全近场应用场景 落地第二处探究学习、生活・科技・社会栏目；搭建三类近距离技术完整对比模型；紧扣数字健康输液、穿戴、就医三大场景完成选型思维训练 环节七：项目校准 +社会责任+课堂小结（2min） 1.引导各组对照表格，修正本组数字健康项目传输技术选型； 2.社会责任总结： ①无线医疗数据依靠协议加密防泄露； ②蓝牙/ZigBee 低功耗减少电池废弃，绿色环保； ③NFC非接触医疗支付规范保护身份隐私 3.全线小结：Wi-Fi（高速高功耗）、蓝牙（穿戴低功耗）、ZigBee（批量组网极低功耗）、NFC（超近安全认证）四大近距离技术 1.快速复盘本组项目适配技术，微调方案； 2.记录安全、绿色、隐私三大社会责任要点； 3.跟随教师梳理四类技术对比框架，补齐笔记 对接单元贯穿式数字健康项目；闭环本节课全部新知；巩固信息社会责任素养，系统化构建近距离传输知识体系 板书设计 探索2 近距离传输（第2课时 蓝牙/ZigBee/NFC） 一、蓝牙 1.结构：主机（接收）↔从机（发送），名称一致才能配对 2.性能：低功耗、距离数十～300m（5.4）、速率一般、带机量少 3.健康场景：智能手环、蓝牙血压仪（穿戴电池设备） 4.实验结论：稳定传输距离约10 米左右（课堂实测均值），障碍物大幅缩短距离 二、ZigBee 极低功耗、可连接大量设备、速率低、短距 医疗典型：智能输液系统（多病床批量监测） 三、NFC（生活・科技・社会） 超近距≤4cm、无需配对、高安全 健康场景：就医身份刷卡、医疗缴费 四、表3-1核心对比（五大维度） 1.Wi-Fi：数十台、数十米、速率极高、功耗高→视频会诊、插电监护 2.蓝牙：少量设备、数十～300m、速率中等、功耗低→穿戴健康设备 3.ZigBee：几百台海量组网、短距、速率低、极低功耗→病房批量监测 五、素养底线 1.无线健康数据依托传输协议加密，严防隐私泄露 2.低功耗技术节约电池，减少电子垃圾，绿色低碳 教学反思 课堂达成亮点 本节课完整覆盖教材两处探究学习、实验室、思考交流、知识链接、生活・科技・社会全部栏目；蓝牙双开发板分组实操落地到位，绝大多数小组成功完成配对、收发数据、测距记录；表 3-1 横向对比清晰区分三类核心技术差异，学生能精准说出智能输液系统 ZigBee 的多设备、低功耗优势；穿戴手环、输液监护、NFC 就医三大数字健康场景全程贯穿课堂，项目校准环节实现知识即时迁移；无线数据安全、绿色低碳的信息社会责任自然渗透，四大素养全面落地。 现存难点问题 1.少数小组两组开发板蓝牙名称大小写、符号不一致，直接配对失败，耽误测距实验进度；部分学生分不清主机接收、从机发送的功能逻辑，程序烧录颠倒； 2.对比表格填写容易混淆连接数量指标，记反ZigBee（多设备）和蓝牙/Wi-Fi（少设备）的带机量差异； 3.NFC 仅文字图文讲解，无实物实操体验，学生对“4 厘米超近距、免配对”的感知不够直观。 优化改进措施 1.课前统一预设完全一致的蓝牙名称字符串，复制粘贴发放给学生，杜绝手动输入大小写错误；板书用箭头明确主机接收、从机发送数据流方向； 2.下节课课前打印对比记忆口诀：ZigBee多组网、蓝牙穿戴低功耗、Wi-Fi 高速大屏会诊，强化指标区分； 3.补充NFC钥匙扣、手机刷卡实物演示，课堂增加1分钟手机NFC读取标签小体验； 4.课后布置项目细化作业：完善本组数字健康项目传输技术选型理由，对照五大指标逐条书写；推送国产蓝牙、ZigBee 医疗芯片科普短视频，增强自主科技自信。 学科网（北京）股份有限公司 $蓝牙数据传输技术手机通过蓝牙数据传输技术，无需有线连接，能将声音在蓝牙音箱中播放出来。下面我们一起来认识一下蓝牙数据传输技术。蓝牙数据传输是一种无线通信传输的方式，与手机无线通信、wifi无线上网类似，都是利用无线电波进行数据传输。蓝牙使用2.4G赫兹无线频段进行通信。蓝牙是一种由多家公司共同提出的近距离无线数字通信技术标准，符合蓝牙技术标准的设备之间可以实现近距离的无线数据传输。目前具备蓝牙功能的设备越来越多，如蓝牙鼠标、蓝牙音箱、手环、手机、平板电脑、笔记本电脑等。使用蓝牙传输时，需要对互联的蓝牙设备进行配对设置，这样才能在两个设备间建立持续的无线连接。蓝牙技术规定，每一对蓝牙设备连接时存在主从关系，一个为主端设备，另一个为从端设备。主端设备发起配对，从端设备会与之匹配。主端设备比如手机发起呼叫，会对附近所有蓝牙设备进行查找。此时的从端设备，比如蓝牙音箱必须处于可被查找状态。两者进行配对时，需要输入从端设备的频码及蓝牙音箱的编码。首次配对成功后，配对的蓝牙设备会记录对方的信任信息。再次连接时无需配对。取消配对后，再次连接需要重新配对。连接成功后，即可用蓝牙在两个设备间无线传输数据。理论上，一个蓝牙主端设备可同时与七个蓝牙从端设备进行。