第二单元《物联网的感官系统》单元教学计划2026-2027学年川教版信息技术八年级上册

第二单元《物联网的感官系统》单元教学计划 2026—2027学年川教版初中信息科技八年级上册 一、教学目标 1. 信息意识：能发现身边的物联网应用，说出它们用到了哪些感知识别技术和传感器；知道物联网通过传感技术、识别技术、定位技术来“感知”世界，能区分三类技术各自回答的问题；了解北斗卫星定位等我国自主研发的科技成果，增强科技自信；关注感知识别技术可能带来的隐私风险，增强个人信息保护意识。 2. 计算思维：能理解传感技术“把物理量采集下来”、识别技术“辨识这是什么、是谁”、定位技术“确定在哪里”的分工，并能结合实例判断某一应用属于哪一类技术；能理解传感器“感受被测量—按一定规律转换成可用输出信号”的工作过程，能用“感知—控制—执行”的流程描述消防自动喷淋系统的工作过程，初步形成用系统化、结构化方式分析问题的能力。 3. 数字化学习与创新：能借助资料查阅、对比表格、流程图等工具梳理传感器的类型与选择依据；能在教师指导下连接传感器与主控板，读取并显示传感器采集的数据；能参与设计搭建简易消防自动喷淋系统原型，尝试把传感、识别、定位技术组合起来解决实际问题。 4. 信息社会责任：了解物联网控制技术在生产生活中的应用价值，认识自动控制、远程控制可能带来的安全与隐私问题；知道使用具有感知、定位功能的设备时，应不随意授权、不连接不明设备、定期清理不用的数据，做严谨规范、安全合规的物联网使用者。 5. 能在小组合作中主动承担任务，乐于动手实验、记录数据并交流分享，主动了解我国物联网与传感器技术的发展成就，逐步形成勇于实践、善于合作、敢于创新的学习品质。 二、教学重点与难点 教学重点：传感技术、识别技术（条码识别、射频识别、生物特征识别、图像识别、卡类识别）、定位技术（北斗卫星定位、Wi-Fi 定位）的概念、常见类型及应用场景；传感器的定义、组成与主要类型；根据实际需求和应用场景选择传感器；连接传感器与主控板并读取、显示数据；物联网控制技术的两种类型（自动控制、远程控制）；执行器的作用与常见类型；消防自动喷淋系统“感知—控制—执行（反馈）”的工作过程和搭建方法。 教学难点：理解不同识别技术的原理与差异；理解传感器把被测物理量按一定规律转换成可用输出信号的工作过程；理解控制器根据传感器数据与设定阈值向执行器发送指令的逻辑，理清“感知—控制—执行”的闭环关系；正确连接传感器、执行器与主控板并调试程序。 三、教学方法与教学准备 教学方法：情境教学法、案例探究法、对比分析法、实物演示法、任务驱动法、小组合作法、实践体验法、项目式学习法。 教学准备：多媒体课件与物联网应用案例素材（智慧消防、智能家居、智慧交通、智慧农业、工业监测等）；能够联网的计算机教室；温度传感器、烟雾传感器、超声波传感器、光敏传感器等常见传感器模块，主控板、继电器、水泵、蜂鸣器等执行器，以及电子标签、射频卡、二维码等实物或图片；传感器与主控板的连接图、程序流程图与示例程序；《感知识别技术分析表》《传感器选择与数据读取记录表》《消防自动喷淋系统设计方案表》等学习任务单；教材配套资源与相关视频资料。 四、教学过程 （一）单元课时安排 课序 课　题 课时 主要学习内容 核心素养侧重 第一节 物联网的智能感知 2 物联网丰富的数据采集方式；感知识别技术：传感技术、识别技术（条码识别、射频识别、生物特征识别、图像识别、卡类识别）、定位技术（北斗卫星定位、Wi-Fi 定位）；运用感知识别技术分析智慧消防系统 信息意识/数字化学习与创新 第二节 丰富多样的传感器 2 传感器的定义与组成（敏感元件、转换元件）；传感器按被测物理量划分的主要类型；根据实际需求和应用场景选择传感器；连接传感器与主控板，读取并显示传感器采集的数据 计算思维/数字化学习与创新 第三节 物联网的控制反馈 2 物联网的控制技术（自动控制、远程控制）；执行器及其作用（继电器、水泵、蜂鸣器等）；设计搭建消防自动喷淋系统原型，理解“感知—控制—执行（反馈）”的闭环与控制阈值 计算思维/信息社会责任 （二）分课时教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 第一节 物联网的智能感知 （2 课时） 情境导入→新知学习→案例分析→课堂小结 以“消防自动喷淋系统为什么能在火灾发生时及时响应”导入，播放消防自动喷淋系统自动启动灭火的视频，引导学生猜想“这个系统的‘眼睛’和‘耳朵’是什么”，引出物联网的智能感知。讲解物联网的感知层通过感知识别技术进行信息采集和识别，感知识别技术主要包括传感技术、识别技术和定位技术，明确三者分别回答“测到什么”“是什么、是谁”“它在哪里”。结合工业中监测压力、温度、液位，农业中监测土壤、气候、农作物生长数据，生活中智能家居、运动手环等例子，讲解传感技术“把物理量采集下来”的作用，组织学生“找一找身边的传感器”。讲解识别技术对已经感知到的信息进行辨识和理解，介绍条码识别、射频识别（RFID）、生物特征识别、图像识别、卡类识别等，重点说明射频识别通过无线射频方式对电子标签或射频卡进行读写，已应用于物流、交通 ETC、动物管理、医疗等领域，并结合人脸识别的流程介绍生物特征识别。讲解定位技术用于获取目标位置信息，介绍我国自主研发的北斗卫星定位系统以及适用于室内的 Wi-Fi 定位。最后以“智慧消防系统中的感知识别技术”为例，组织小组分析火灾预警、监测和应急响应中可以用到哪些感知识别技术。 观看视频，猜想消防自动喷淋系统“发现”火灾的原理；默读教材，说出感知识别技术的三类技术及各自回答的问题，用自己的话概括“传感器就像人的眼睛和耳朵”；参与“找一找身边的传感器”活动，写出教室里、校园里或家里的一两个传感器，说清它“测什么”；查阅资料，进一步了解各类识别技术，列举生活中的应用并填写《感知识别技术分析表》；了解北斗卫星定位与 Wi-Fi 定位的原理和适用场景，知道北斗是我国自主研发的卫星导航系统；小组合作，围绕“智慧消防系统用到了哪些感知识别技术、分别起什么作用”展开讨论并汇报。 从学生熟悉的火灾报警情境切入，用真实问题激发探究兴趣，帮助学生建立“物联网如何感知世界”的整体认识；通过“三类技术—具体案例—项目应用”的层层推进，把感性经验上升为对感知识别技术的理性认识，并在北斗卫星定位等内容中渗透科技自信与信息安全意识。 第二节 丰富多样的传感器 （2 课时） 情境导入→新知学习→动手实验→课堂小结 承接上节，以“消防自动喷淋系统可以选择哪种传感器来监测火灾”这一问题导入，引出对传感器本身的探究。讲解传感器的定义：传感器是指能感受被测量信号并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成；结合温度传感器说明敏感材料的电阻值随温度变化、进而被转换成电信号的过程，结合超声波传感器说明利用超声波发出与接收回声的时间差异测定距离的原理。讲解传感器的类型：按被测物理量的不同，可分为位移、速度、温度、力矩、压力、加速度传感器等，并结合生活实例说明传感器在物联网中扮演“感官”的角色。组织学生讨论“怎样为消防自动喷淋系统选择合适的传感器”，引导学生从火灾发生时温度升高、产生烟雾和火焰等特点出发，依据实际需求和应用场景，结合性能参数的可靠性、成本以及与系统的兼容性进行选择。演示传感器与主控板的连接方法，讲解读取并显示数据的算法设计与程序编写，指导学生完成温度（或烟雾）数据的读取与显示实验。 围绕“选哪种传感器监测火灾”展开讨论，说出自己的猜想；默读教材，用自己的话说出传感器的定义和组成，并画出“敏感元件—转换元件—可用输出信号”的简单示意图；列举身边的传感器，判断它们分别测的是哪种物理量；小组合作完成“为消防自动喷淋系统选择传感器”任务，填写《传感器选择与数据读取记录表》，说明选择理由；在教师指导下连接传感器与主控板，参照流程图设计算法、编写并调试程序，读取和显示环境温度（或烟雾）数据，记录实验现象与遇到的问题。 由“认识技术”走向“认识器件与动手实践”，让学生在“选传感器—连硬件—读数据”的完整过程中理解传感器的工作原理和技术价值；通过动手实验把抽象的原理转化为可观察的数据，发展计算思维与数字化学习与创新能力，为下一节设计搭建系统原型做好准备。 第三节 物联网的控制反馈 （2 课时） 情境导入→新知学习→项目实践→展示小结 以“传感器监测到火灾后，如何自动打开喷淋装置”这一问题导入，引导学生思考“从‘测得出来’到‘喷出水来’，中间还缺哪一步”。讲解物联网的控制技术：自动控制是在没有人直接参与的情况下，利用控制器让设备自动按照预定的程序运行，如感应灯、倒车雷达；远程控制是人们使用计算机、手机等智能终端中的软件发送指令，通过物联网对远程设备实现控制，如用手机远程开启家电。讲解执行器是控制系统中负责执行控制指令的“手和脚”，介绍继电器、水泵、蜂鸣器、电动机等常见执行器及其作用，明确“传感器采集数据—控制器分析处理并发出指令—执行器执行动作”的先后顺序。结合消防自动喷淋系统，讲解“感知—控制—执行（反馈）”的闭环过程和阈值的作用，引导学生讨论温度超过多少摄氏度时启动喷淋更合理。组织学生以小组为单位，围绕功能、硬件、程序设计搭建简易消防自动喷淋系统原型（或进行角色扮演模拟），并进行展示交流。 思考并说出“从监测到火灾到喷水灭火，中间还需要什么环节”；判断自动调节亮度的护眼灯、用手机远程开启空调分别属于自动控制还是远程控制，并说明理由；认识继电器、水泵、蜂鸣器等执行器，说出它们各自的作用；参与“传感器—控制器—执行器”角色扮演，体会三者的协作与先后顺序；小组讨论如何为消防自动喷淋系统设定合理的启动阈值，说明理由；小组合作完成简易消防自动喷淋系统原型的设计搭建（或模拟演示），填写《消防自动喷淋系统设计方案表》，进行展示与自评、互评。 以项目实践收束单元，让学生在“设计—连接—调试—展示”的真实任务中理解物联网系统“感知—控制—执行”的闭环逻辑，把知识转化为解决问题的能力；通过讨论阈值、模拟演示等环节，引导学生体会技术应用的严谨性与安全边界，落实信息社会责任。 五、板书设计 物联网的感官系统 一、物联网的智能感知 　感知识别技术：传感技术 · 识别技术 · 定位技术 　传感技术——把物理量采集下来（工业 · 农业 · 生活） 　识别技术——这是什么、这是谁（条码 · 射频RFID · 生物特征 · 图像 · 卡类） 　定位技术——它在哪里（北斗卫星定位 · Wi-Fi 定位） 二、丰富多样的传感器 　定义：感受被测量 → 按一定规律转换成可用输出信号 　组成：敏感元件 + 转换元件 　类型（按被测物理量）：位移 · 速度 · 温度 · 力矩 · 压力 · 加速度 　选择：依据实际需求和应用场景（性能可靠 · 成本 · 兼容） 　数据读取与显示：传感器 → 主控板 → 读取并显示数据 三、物联网的控制反馈 　控制技术：自动控制（无人参与，按预定程序运行）· 远程控制（终端发指令，远程管理） 　执行器：控制系统的“手和脚”（继电器 · 水泵 · 蜂鸣器 · 电动机） 　消防自动喷淋系统：感知 → 控制 → 执行（反馈）· 阈值要合理 ★ 核心认识：物联网让自己“会看、会听、会动手”——善用感知与控制，更要保护个人信息 六、作业设计 1. 基础题：写出传感器的定义，并说明传感器通常由哪两部分组成；举例说明传感技术、识别技术、定位技术分别回答什么问题。 2. 实践题：任选一个身边的物联网应用（如智能手环、扫码取件、公交到站预报），分析它用到了哪些感知识别技术或传感器，填写《感知识别技术分析表》，并与同学交流。 3. 拓展题（选做）：查阅资料，了解我国北斗卫星导航系统在生活中的应用，写一段 100 字左右的介绍，说说它给我们的生活带来了哪些便利。 1 学科网（北京）股份有限公司 $