第二单元 物联网的数据采集 探索2 物联网的识别技术 教学设计-2026-2027学年苏科版初中信息科技八年级上册

第二单元  物联网的数据采集

探索2  物联网的识别技术

教学设计

（2026—2027学年  苏科版初中信息科技八年级上册）

一、基本信息

教材版本：苏科版《信息科技》八年级上册（2023年版）

所属单元：第二单元  物联网的数据采集（项目：探寻智能交通中的感知技术）

课题名称：探索2  物联网的识别技术

适用年级：八年级　　　　课型：新授课　　　　课时：1课时

二、教材分析

本课是苏科版《信息科技》八年级上册第二单元“物联网的数据采集”中项目“探寻智能交通中的感知技术”的第2个探索活动，上承《探索1 物联网的传感技术》，下接《探索3 物联网的定位技术》，在单元中起承上启下的作用。

传感器解决的是“环境数据怎样采”的问题，而识别技术解决的是“物体身份怎样认”的问题。传感器只能采集车流量、光照、噪声等环境数据，却无法区分“过去的是哪一辆车”；识别技术则通过给物体赋予可被机器读取的“数字身份证”，把物理世界中的个体与数字信息绑定起来。二者相互配合，共同构成物联网感知层的数据采集能力，这也是智能交通能够自主识别、精准管理的基础。

本课教材以智能交通为真实情境，依次介绍了图形码识别（条形码、二维码）与射频识别等技术，并安排了实验室“模拟公交卡的充值与扣费”等实践任务。教材弱化复杂的电路与算法原理，侧重技术应用、场景匹配与数据采集逻辑，与《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》“物联网实践与探索”模块“从真实情境出发、开展项目式学习”的要求相契合。教学中应把握“数据”这一逻辑主线，引导学生理解识别技术“把物体信息变成可处理的数据”的实质。

三、学情分析

知识基础方面，学生已完成第一单元的学习，能说出物联网感知层、网络层、应用层的三层架构，在《探索1 物联网的传感技术》中已经理解了“物理量→电信号”的数据采集逻辑，对智能交通场景有浓厚兴趣。

生活经验方面，学生几乎每天都会接触扫码支付、公交刷卡、地铁乘车码、门禁刷卡等识别技术应用，对“扫一下就能认出来”有丰富的直观体验，但对背后的原理缺乏认识。

认知短板主要有两点：一是容易把“传感器”和“识别设备”混为一谈，说不清两者的分工；二是只知道“能扫出来”，不理解编码—识别—解码的完整过程，也说不清二

维码为什么比条形码装得下更多信息。此外，学生对不同识别技术的适用场景缺乏辨析意识，容易“见什么用什么”。

本班学生动手意愿强、乐于小组交流，适合采用真实情境＋动手实践＋对比分析的方式展开学习，让学生在“做”中建立对识别技术的理解。

四、教学目标

依据《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》提出的核心素养要求，确定本课教学目标如下。

1. 信息意识：能说出智能交通中识别技术的典型应用，感知识别技术在物体身份识别与数据采集中的价值，主动发现并描述身边的识别技术应用场景。

2. 计算思维：能拆解“信息编码→设备识别→解码比对→输出应用”的完整流程，能运用对比的方法梳理条形码、二维码、射频识别与图像识别在信息承载、识别方式、适用场景上的差异。

3. 数字化学习与创新：能在模拟环境中完成识别技术的体验操作，能结合具体场景需求选择合适的识别技术，尝试为校园智慧交通设计简单的识别方案。

4. 信息社会责任：了解“一物一码”在溯源与管理中的价值，认识恶意二维码、个人信息泄露等风险，养成安全扫码、规范用码的习惯，辩证看待识别技术应用的利与弊。

五、教学重点与难点

教学重点：图形码识别（条形码、二维码）与射频识别（RFID）的基本原理及其在智能交通中的典型应用。

教学难点：区分不同识别技术的功能特点与适用场景，能结合具体需求选择适配的识别技术；理解二维码从横向和纵向两个方向同时承载信息的原理。

六、教学方法与教学准备

教学方法：情境教学法、任务驱动法、实践操作法、对比分析法、小组合作探究法。

教学准备：

•            硬件：多媒体机房、智能手机或扫码设备、图书与商品条形码实物、公交卡或门禁卡、ETC电子标签（实物或图片）、掌控板及套件（可选）。

•            软件：在线二维码生成网页、扫码识别小程序、mPython编程环境及“模拟公交卡的充值和扣费”程序文件。

•            素材：一维条形码与二维码结构对比图、智能交通识别场景图、识别技术对比记录表、学习任务单。

七、教学过程

环节一  情境导入，发现问题（约5分钟）

【教师活动】依次展示三组智能交通场景：高速ETC通道车辆不停车通行、地铁闸机刷乘车码进站、路口违停车辆被自动抓拍。随即提出本课的核心问题：上节课我们用传感器采集了车流量、光照、噪声等数据，可是传感器分不清“过去的是哪一辆车”，系统又是怎么知道来的是谁的车？支撑这些智能行为的核心技术是什么？

【学生活动】观察场景，结合生活经验自由发言，列举自己见过的“不用人工、机器就能认出来”的场景，如扫码乘车、刷卡进小区、车牌自动识别等。

【设计意图】以真实场景切入，制造“传感器不够用”的认知冲突，把学生的注意力从“采集环境数据”引向“识别物体身份”，自然引出课题，同时唤醒生活经验。

环节二  任务探究一：认识图形码识别技术（约12分钟）

1. 认识条形码。

【教师活动】出示图书背面的ISBN条形码和商品包装条形码实物，引导学生观察其构成，说明条形码是一种图形标识符，由特定宽度的平行线条按一定编码规则排列组成，用来表达一组字母和数字信息；它为解决数据录入问题而产生，借助光电转换设备（扫描器）可快速识别。强调条形码只在横向上表达信息，容量有限。

【学生活动】观察条形码实物，用扫码软件扫描图书条形码，记录识别到的ISBN号；思考并交流“收银员扫一下就能读出商品信息，靠的是什么”。

2. 认识二维码。

【教师活动】出示二维码，说明二维码是使用若干个与二进制相对应的几何形体表达信息的图形标识符，可以从横向和纵向两个方向同时表达信息，因此信息承载量是条形码的数倍，还可以间接表达文字、图像、声音甚至视频信息；指出目前应用最广的是矩阵式二维码（QR Code），其容错能力强，即使出现穿孔、污损等局部损坏，仍能被正确识别。同时介绍我国为解决汉字识别乱码问题而自主研发、全面支持汉字的汉信码。

【学生活动】小组合作，用在线工具生成一个承载网址或一句话的二维码，再用扫码软件识别，亲身经历“生成—识别”的过程；尝试把二维码局部遮挡后再扫描，感受其容错能力。

3. 梳理“编码—识别—解码”流程。

【教师活动】引导学生结合刚才的操作，共同梳理图形码工作的完整流程：录入信息→按规则编码生成图形→扫描设备采集图像→解码还原信息→与后台数据库比对→输出结果。追问：如果二维码被恶意篡改了，扫出来会有什么后果？

【学生活动】尝试用自己的话描述“扫一扫”背后发生了什么，讨论扫码可能遇到的风险。

【设计意图】通过实物观察与动手实践，让学生经历“编码—识别—解码”的全过程，把“能扫出来”的日常经验提升为可解释的技术流程，同时渗透安全扫码意识。