第二单元 物联网的数据采集 探索3 物联网的定位技术 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3  物联网的定位技术

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3  物联网的定位技术

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3个探索活动，上承《探索1 物联网的传感技术》《探索2 物联网的识别技术》，是感知层数据采集技术的收官一课，为后续学习数据传输与云端处理搭建完整的物联网三层架构认知。

传感器解决的是“环境数据怎样采”的问题，识别技术解决的是“物体身份怎样认”的问题，而定位技术解决的是“物体在哪儿”的问题。传感器能采集车流量、车速等环境数据，射频识别能登记车辆身份，但都无法回答“这辆车此刻在哪个路段”。定位技术通过获取空间位置数据，弥补了物联网空间感知的空白，与传感、识别共同构成物联网感知层完整的数据采集能力。这也是智能交通能够实时调度、精准导航的基础。

本课教材以智能交通为真实情境，依次介绍物联网定位技术的定义与作用、卫星定位技术、标志定位技术，并安排了对比探究活动，文末拓展介绍北斗系统与位置隐私保护。教材弱化复杂的信号测算原理，侧重技术分类、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，引导学生理解定位技术“把物体的空间位置变成可处理的数据”的实质。

三、学情分析

知识基础方面，学生已完成本单元前两个探索活动的学习，能说出物联网感知层、网络层、应用层的三层架构，理解了“传感器采环境数据、识别技术采身份数据”的分工，对智能交通场景有浓厚兴趣。

生活经验方面，学生几乎每天都会用到手机导航、智能公交实时报站、共享单车找车、网约车接单等功能，对“能定位”有丰富的直观体验，但很少有人思考过位置信息到底是怎么算出来的。

认知短板主要有三点：一是容易把“定位”与“识别”混为一谈，说不清两者的区别；二是只知道“打开定位就知道在哪”，不理解卫星定位“信号—测距—解算坐标”的基本逻辑，也说不清为什么卫星定位一进室内就不灵了；三是对位置数据的隐私风险缺乏警惕，习惯随手打开位置权限。

本班学生动手意愿强、乐于小组交流，适合采用真实情境＋任务探究＋对比分析的方式展开学习，让学生在“用”中理解定位技术，在“比”中学会合理选型。

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：能说出智能交通中定位技术的典型应用，感知位置数据在交通调度与出行服务中的价值，主动发现身边的定位技术应用场景，建立“位置数据有用、也有风险”的辩证认识。

2. 计算思维：能拆解“信号获取→距离测算→位置解算→输出坐标”的基本流程，能运用对比的方法梳理卫星定位与标志定位在覆盖范围、定位精度、布设要求、适用场景上的差异。

3. 数字化学习与创新：能借助手机地图等工具体验定位功能，能结合具体场景（如地下车库、校园）选择合适的定位技术，尝试设计简单的定位应用方案。

4. 信息社会责任：了解北斗卫星导航系统自主研发的重要意义，认识位置数据属于个人敏感信息，养成规范授权、保护位置隐私的习惯。

五、教学重点与难点

教学重点：卫星定位技术与标志定位技术的核心组成、工作特点及其在智能交通中的典型应用。

教学难点：理解卫星定位“信号—测距—解算坐标”的基本逻辑以及标志定位依托固定标识的定位原理，能结合场景需求合理选择适配的定位技术。

六、教学方法与教学准备

教学方法：情境教学法、任务驱动法、对比分析法、小组合作探究法。

教学准备：

•            硬件：多媒体机房、智能手机或平板（用于体验地图定位功能）、蓝牙信标或Wi-Fi设备（演示用）、二维码标签。

•            软件：手机地图App（可查看定位精度与连接的卫星数量）、演示文稿。

•            素材：智能交通定位场景图、卫星定位系统组成示意图、两类定位技术对比记录表、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：公交站牌实时显示“距离本站还有几站、约几分钟”到站信息、导航软件实时显示车辆位置并规划路线、地下车库反向寻车。随即提出本课的核心问题：上节课我们认识了识别技术，它能认出“这是哪一辆车”，可它是怎么知道“这辆车现在在哪儿”的？公交站牌凭什么能算出公交车还有几分钟到站？支撑这些智能行为的核心技术又是什么？

【学生活动】观察场景，结合生活经验自由发言，列举自己用过或见过的“能知道位置”的功能，如手机导航、共享单车找车、外卖订单显示骑手位置等。

【设计意图】以真实场景切入，制造“能认出身份、却不知道位置”的认知冲突，把学生的注意力从“识别物体”引向“确定位置”，自然引出课题，同时唤醒生活经验。

环节二  任务探究一：认识物联网定位技术（约8分钟）

【教师活动】布置基础探究任务：阅读教材相应内容，用自己的话说一说什么是物联网定位技术、它采集的是什么数据。组织交流后梳理：物联网定位技术是依托物联网软硬件设备与网络传输技术，对物体、设备、人员进行空间位置感知、坐标获取和位置追踪的技术总称，是物联网数据采集的重要分支。它与传感器采集的环境数据、识别技术采集的身份数据不同，主要采集空间位置数据，弥补了物联网空间感知的空白。引导学生小组讨论，把传感技术、识别技术、定位技术放在一起比较，明确“传感采环境、识别认身份、定位定位置”的分工——三者同属物联网感知层，共同构成完整的感知数据体系。

【学生活动】自主阅读教材，独立梳理知识要点；小组讨论三类技术的区别与联系，完成学习任务单相应栏目的填写。

【设计意图】先建立“定位技术采集空间位置数据”的整体认识，把新知识挂到已学的感知层技术体系上，形成结构化的认知。

环节三  任务探究二：认识卫星定位技术（约12分钟）

1. 认识卫星定位系统的三个组成部分。

【教师活动】引导学生结合教材梳理卫星定位系统的三大组成部分：空间卫星部分——在轨卫星不断发射带有时间信息的定位信号，是定位数据的来源；地面控制部分——监测卫星运行状态、校准卫星信号，保障定位精度；用户设备部分——接收卫星信号的各类终端，如手机、车载导航仪。

2. 认识主要的卫星导航系统。

【教师活动】介绍目前主要的卫星导航系统：我国自主研发的北斗卫星导航系统，以及美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略。结合北斗，说明拥有自主卫星导航系统的意义。

3. 了解基本的定位逻辑。