第三单元第1课《物联网的通信技术》教学设计2026-2027学年川教版信息技术八年级上册

第 1 课《物联网的通信技术》教学设计 2026—2027 学年川教版初中信息科技八年级上册 课　　题 第 1 课　物联网的通信技术 教材版本 川教版（2024）八年级上册 所在单元 第三单元　物联系统的构建 课　　型 新授课 课　　时 2 课时（80 分钟） 授课对象 八年级学生 一、教学目标 1. 信息意识：能分析身边物联网应用的通信过程，说出物联网通信是双向的（上行传数据、下行传指令）；知道通信技术是物联网可靠传递的基础，能说出近距离无线通信技术（Wi-Fi、蓝牙、NFC）和远距离无线通信技术（移动通信5G、NB-IoT、卫星通信）的特点与典型应用场景；了解不同通信技术各有优劣、选择直接影响系统运行效果，能按距离、速率、功耗、场景等因素选择合适的通信技术；关注物联网无线通信带来的信号安全与数据隐私风险，增强数据安全意识。 2. 计算思维：能理解物联网上行、下行的双向通信逻辑，能结合实例准确判断某一应用属于上行通信还是下行通信；能对各类通信技术进行对比分析，依据场景需求（距离、速率、功耗等）完成通信技术选型，初步形成系统分析思维。 3. 数字化学习与创新：能借助教材文本、对比表格、流程图等工具开展探究学习；能参与“手机开共享单车为什么用蓝牙而不用 Wi-Fi”等讨论，完成《物联网通信技术选型表》，为不同物联场景选择合适的通信技术并说明理由；能在小组合作中交流汇报、互相补充。 4. 信息社会责任：了解物联网无线通信带来的信号安全、数据隐私等现实问题，知道使用物联设备时应注意数据安全、保护个人信息，不随意连接不明网络与设备，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，乐于查阅资料、交流分享，主动了解我国物联网与通信技术的发展成就，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：物联网通信过程（上行传数据、下行传指令）；近距离无线通信技术（Wi-Fi、蓝牙、NFC）和远距离无线通信技术（移动通信5G、NB-IoT、卫星通信）的特点与典型应用场景；依据距离、速率、功耗、场景等因素选择通信技术。 教学难点：结合真实业务场景综合距离、功耗等因素合理选择通信技术，理解“选技术不是越先进越好，而是刚好适合”；理解上行、下行双向通信的逻辑，理清有线与无线、近距离与远距离通信技术的差异与适用边界。 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、任务驱动法、讨论法、小组合作法、实践体验法。 教学准备：多媒体课件与物联网应用案例素材（共享单车、智能家居、校园门禁、智慧农业、智慧城市等）；能够联网的计算机教室；主控板、物联网模块等器材（条件不具备时可用仿真软件替代）；通信技术对比表；《物联网通信技术选型表》等学习任务单；教材配套资源与相关视频资料。 四、教学过程（80 分钟） 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 第 1 课时 情境导入 （5 分钟） 以本单元项目“智能消防系统”切入，提出问题：“传感器监测到环境异常时，报警信息是怎样从教室传到家里的手机的？火在教室里烧，手机在家里响，中间要经过哪些‘站’？”引导学生猜想数据传递的路径，并告诉学生：物联网设备之间能够“通话”，靠的是通信技术。由此引出本课主题——物联网的通信技术。 联系单元项目情境，猜想“传感器采集到数据后是怎样传到手机上”的，试着说出自己的猜测；带着“数据要经过哪些‘站’、靠什么传出去”的疑问进入本课学习。 从单元项目中的真实问题切入，用“数据要经过哪些站”这一形象的疑问激发探究兴趣，帮助学生建立“通信是物联系统可靠传递的基础”的整体认识，为后续学习作铺垫。 探究一 认识物联网的 通信过程 （15 分钟） 讲解物联网的通信过程：物联网通信是双向的，分为上行和下行两个方向——上行是感知设备把采集到的数据向外发送，下行是控制指令从远端下发到终端设备执行；结合共享单车开锁案例（手机与云端用移动通信、手机与智能锁用蓝牙）帮助学生理解数据的往返流转。组织学生默读教材，用自己的话说出上行通信与下行通信的含义。 默读教材，用自己的话说出上行通信与下行通信的含义，如“上行是把采集到的数据发出去、下行是把控制指令传下来”；结合共享单车开锁、手机远程开关插座等实例，判断它们分别属于上行还是下行，并与同桌交流判断理由。 先建立“双向通信—上行／下行”的整体框架，让学生形成结构化的认识；用共享单车等熟悉案例把抽象的通信方向变成可判断的具体问题，降低理解难度。 探究二 认识通信技术的分类 （15 分钟） 讲解物联网常见的通信技术：有线通信技术（网线、总线等）稳定可靠、速率有保障，适合固定场所；无线通信技术按传输距离分为近距离（Wi-Fi、蓝牙、NFC）和远距离（移动通信5G、NB-IoT、卫星通信）两类。引导学生思考“家里的智能音箱、门锁为什么大多不用网线”，体会无线通信在移动性、布线便利性上的优势，明确“有线与无线各有适用场景”。 听讲并理解有线通信与无线通信的差异及各自适用场景；知道无线通信按传输距离分为近距离与远距离两类，说出 Wi-Fi、蓝牙、NFC 属于近距离，5G、NB-IoT、卫星通信属于远距离；思考并交流“为什么家中的智能设备大多采用无线通信”。 按“有线／无线—近距离／远距离”的层级分类，帮助学生建立清晰的技术谱系，避免通信技术混为一谈；结合生活疑问理解分类的意义，为下一课时对比具体技术作准备。 第 1 课时 课堂小结 （5 分钟） 师生共同回顾第 1 课时收获：物联网通信是双向的，上行传数据、下行传指令；通信技术分为有线通信与无线通信，无线通信按距离又分为近距离与远距离两类。提示下一课时将对比 Wi-Fi、蓝牙、NFC 及 5G、NB-IoT、卫星通信的特点，并学习如何选择合适的通信技术。 用一两句话概括物联网通信的方向与通信技术的分类；说说自己对“通信是数据传递的通道”的理解；带着问题进入下一课时。 及时梳理知识，形成阶段性认知，为下一课时对比具体通信技术、学习技术选型作铺垫。 第 2 课时 复习导入 （3 分钟） 用快速问答复习上节课内容（物联网通信有哪两个方向、各传什么；通信技术如何分类）；出示手机碰一碰开共享单车、手机连 Wi-Fi 上网、手机贴卡刷公交等图片，提问：“这些场景分别用到了哪种通信技术？”引导学生聚焦具体通信技术的对比与选择，引出本课时的探究任务。 回答复习问题；观察图片，尝试判断每个场景用到了哪种通信技术，带着疑问明确本课时的探究任务。 以旧引新，用贴近生活的场景切入，让不同通信技术从抽象名称变成可感知的对比对象，激发探究兴趣。 探究三 对比认识近距离与 远距离通信技术 （15 分钟） 结合对比表讲解近距离无线通信技术的特点与典型场景：Wi-Fi 传输距离约 10~300 m、速率较高，适合家庭、校园接入互联网；蓝牙传输距离约 10 m、功耗低，适合手机与耳机、智能锁等短距离连接；NFC 传输距离小于 10 cm、一触即连，适合刷卡、门禁与移动支付。再讲解远距离无线通信技术：移动通信 5G 覆盖广、速率高，适合智慧城市、远程监控；NB-IoT 覆盖广、功耗低、连接多，适合水表电表等海量低功耗设备；卫星通信覆盖范围极大，适合海洋、荒漠等无地面网络区域。组织学生填写对比表格。 听讲并理解 Wi-Fi、蓝牙、NFC 三种近距离通信技术的传输距离、特点与典型场景；了解 5G、NB-IoT、卫星通信等远距离通信技术各自的优势与适用范围；填写通信技术对比表格，梳理传输距离、特点与典型应用，与同桌交流各自判断的依据。 通过“距离—特点—场景”的对比分析，把同类技术放在一起比较，帮助学生把握各技术的适用边界；借助对比表格结构化梳理信息，发展对比分析与归纳能力。 探究四 学会选择 通信技术 （15 分钟） 引导学生归纳通信技术的选型依据——距离、速率、功耗、应用场景，强调“选技术不是越先进越好，而是刚好适合”。组织讨论“手机到共享单车智能锁为什么用蓝牙而不用 Wi-Fi”，从距离、功耗、成本等角度分析原因。随后组织小组合作完成《物联网通信技术选型表》，为家庭安防、智慧农业、偏远山区监测等不同场景选择合适的通信技术并说明理由，选派代表汇报。 归纳通信技术的选型依据；围绕“手机开共享单车为什么用蓝牙而不用 Wi-Fi”展开讨论，从距离、功耗、成本等角度说明理由；小组合作完成《物联网通信技术选型表》，为不同物联场景选择通信技术并说明依据，选派代表汇报本组结论。 把技术知识转化为真实场景中的选型决策，让学生在“比较—权衡—说明理由”中体会技术选择要与需求匹配，发展计算思维；小组合作与汇报提升表达与协作能力。 课堂小结 与作业 （7 分钟） 依托板书梳理本课知识结构：物联网通信过程（上行传数据 · 下行传指令）→ 通信技术分类（有线通信 · 无线通信：近距离 Wi-Fi／蓝牙／NFC、远距离 5G／NB-IoT／卫星通信）→ 通信技术选型（距离 · 速率 · 功耗 · 场景）；强调“数据要‘跑’起来，系统才‘灵’起来”，提醒学生使用物联设备时注意数据安全、保护个人信息。布置课后作业，并引导学生为下一课“物联网平台与协议”作准备。 回顾本课收获，完善《物联网通信技术选型表》；用思维导图梳理“通信过程—通信技术分类—技术选型”的脉络；记录作业要求，并思考“数据通过通信技术发送出去之后，会去往哪里、按什么规则被处理”。 梳理知识脉络，把课堂探究沉淀为对物联网通信技术的清晰认识；用问题衔接下一课时，使单元项目持续推进。 五、板书设计 物联网的通信技术 一、通信过程：双向通信 　　上行——感知设备把采集到的数据向外发送 　　下行——控制指令从远端下发到终端设备执行 二、通信技术 　　有线通信：网线 · 总线等（稳定可靠，适合固定场所） 　　无线通信： 　　　近距离——Wi-Fi（10~300 m）· 蓝牙（约10 m）· NFC（＜10 cm） 　　　远距离——移动通信5G · NB-IoT · 卫星通信 三、通信技术选型：距离 · 速率 · 功耗 · 场景 ★ 核心认识：数据要“跑”起来，系统才“灵”起来——善用无线通信，更要守护数据安全 六、作业设计 1. 基础题：说明物联网的通信过程分为哪两个方向，各传输什么；写出 Wi-Fi、蓝牙、NFC 三种通信技术的传输距离，并各举一个应用实例。 2. 实践题：选择一种身边熟悉的物联网应用（如共享单车、智能门锁、校园门禁），分析它的通信过程，说明用到了哪些通信技术，并填写《物联网通信技术选型表》。 3. 拓展题（选做）：查阅资料，了解我国移动通信技术（如 5G）的发展成就，写一段 100 字左右的介绍，说说它给物联网应用带来了哪些便利。 4. 复习题：用流程图描述简易智能消防系统从采集数据到远程报警的完整过程，注明感知模块、主控处理模块、执行模块、云端平台模块各自的作用，并想一想：如果 Wi-Fi 网络断开，系统会出现什么情况？ 第 页　共 页 学科网（北京）股份有限公司 $