資源簡介

附件2
單元整體教學設計模板
基本信息
姓名 學段學科 初中信息科技
單位 聯系電話
指導老師
單元學習設計
實施年級 八年級
使用教材 2024義務教育信息科技教學指南
單元主題 從感知到物聯
單元課時 （3課時）
備注：若為自擬單元，“使用教材”一欄需標注教材各章、課、節的名稱。
單元內容分析（不超過800字）
物聯網的核心概念在于“萬物互聯”，它基于互聯網，將人際互聯的范疇拓寬至人與物、物與物之間的連接。物聯網的興起極大地拓寬了人們的活動領域，無論是生活、學習還是工作，都因之而獲得了更廣闊的空間，同時也促進了實體世界與數字世界的深度融合。作為繼互聯網之后的新一代信息基礎設施，物聯網在推動大數據、人工智能等信息技術的發展與普及中扮演著至關重要的角色。本單元作為“物聯網實踐與探索”課程的開篇，著重介紹物聯網的基本概念以及傳感器等相關知識。 本單元以“從感知邁向物聯”為主題，從引導學生“發現身邊的聯網物品”開始，通過親身體驗身邊的物聯網應用，探究物聯網與互聯網之間的內在聯系，進而引出物聯網中的關鍵感知設備——傳感器。通過實踐傳感器與物聯網的應用，本單元旨在幫助學生認識到物聯網在日常學習和生活中的普及程度，以及它所帶來的深遠影響，從而深刻理解物聯網的重要價值。
單元學習目標 （基于課程標準、分析教材、結合學情確定，體現素養導向，標注與語篇關聯）
體驗物聯網：通過親身感受身邊的物聯網應用，了解物聯網與互聯網的差異和共同點，認識物聯網的實用價值，并感受它如何改變我們的日常生活、學習和工作方式。 了解物聯網應用：深入學習物聯網及其應用，特別是傳感器系統如何作為連接現實與數字世界的橋梁，同時掌握物聯網中數據采集的基本方法。 實踐傳感器項目：通過參與傳感器項目實踐，了解傳感器的工作原理，并根據項目需求選擇合適的傳感器等物聯網實驗設備進行實際操作。 洞察物聯網趨勢：了解物聯網的發展趨勢，認識到物聯網在國際競爭中的戰略地位，以及發展自主可控技術對于保障國家信息安全和推動科技創新的重要性。
單元學習環境 含物理環境（如教室桌椅擺放、黑板、多媒體設備等）、虛擬環境（如數字資源、軟件工具、信息平臺等）、人文環境（如師生關系、社會性情感支持等）
物理環境 教室桌椅擺放：靈活布局教室內的桌椅，可以根據不同的教學活動進行調整。例如，可以設置成小組討論的形式，方便學生之間進行交流和合作。 黑板與白板：配備有傳統的黑板和現代化的白板，書寫工具。黑板可以用于書寫重點內容和進行簡單的演示，而白板則可以結合多媒體設備，展示更豐富的信息和內容。 多媒體設備：教室內配備有多媒體設備，如投影儀、大屏幕顯示器等，用于播放視頻、展示PPT等數字資源。 虛擬環境 數字資源：提供豐富的數字資源，包括物聯網相關的視頻教程、圖片、案例等，供學生在學習過程中參考和借鑒。 軟件工具：提供物聯網相關的軟件工具，如傳感器模擬軟件、物聯網平臺等，供學生進行實踐操作和實驗。這些工具可以幫助學生更深入地了解傳感器的工作原理和物聯網系統的工作過程。 信息平臺：建立物聯網學習信息平臺，包括在線課程、論壇、學習資源庫等，方便學生進行自主學習和交流。信息平臺還可以提供最新的物聯網資訊和技術動態，幫助學生了解物聯網的發展趨勢和前沿技術。 人文環境 師生關系：建立和諧的師生關系，教師鼓勵學生積極參與課堂討論和實踐活動，及時解答學生的疑問和困惑；關注學生的個體差異和學習需求，提供個性化的指導和支持。 社會性情感支持：營造積極向上的學習氛圍，鼓勵學生之間進行相互合作和幫助。通過小組討論、團隊合作等形式，培養學生的團隊協作能力和溝通能力。同時，關注學生的情感需求，提供情感支持和心理疏導，幫助學生建立積極的學習態度和價值觀。
單元學習活動設計 （呈現活動名稱，概述活動的內容、過程、環境等，標注與目標關聯）
活動1 活動名稱： 探索物聯網世界 活動內容： 本活動旨在通過一系列互動和實踐環節，通過尋找能聯網的物品，引導學生了解物聯網的基本概念、組成要素、關鍵技術以及在實際生活中的應用，從而辨析物聯網與互聯網的關系； 了解我國物聯網的發展歷程，引導學生從互聯網應用與創新逐步過渡到物聯網實踐與探索，激發學生對物聯網技術的興趣和探索欲望。 活動過程： 1.尋找身邊能聯網的物品 我們生活中身邊除了臺式計算機、平板計算機、手機，還有哪些物品連接了互聯網？它們接入互聯網后帶來了什么好處，請填寫一下表格并小組討論？ 聯網物品聯網后的好處如：小米攝像頭可以隨時隨地在手機上看畫面
2.以智能家居中的小米攝像頭為例，結合教材，分組上網收集資料，探究小米攝像頭聯網需要哪些條件，為什么可以設置識別到運動物體時錄像或拍照保存？總結物聯網與互聯網的關系。 聯網條件：①需要有有名字：有可被識別的唯一編碼。 ②可感知：能提供物品本身的數據。 ③能傳輸：可與其他物品交換數據。 可以設置識別到運動物體：因為有傳感器 物聯網與互聯網的關系 傳感器的應用是物聯網與互聯網的最大區別所在。互聯網是基于人的網絡，數據在某種意義上是靠人來采集的，隨著傳感技術和網絡技術的飛速發展，越來越多的物品可以接入網絡，互聯網就發展成了物聯網。 3.播放互聯網發展食品，學生觀看并了解我國物聯網的發展，想象未來發展方向。 思考討論問題 家庭攝像頭，電視機等接入互聯網，數據在互聯網上人人可見，可能會帶來哪些安全隱患 教學環境：具備上網條件的信息科技教室，多媒體教學設備。 目標關聯：通過實踐活動，培養學生的動手能力和創新思維，提高分析問題和解決問題的能力。激發學生對物聯網技術的興趣和探究欲望，培養學生的信息意識和安全意識，為未來的科技學習和生活打下堅實的基礎。
活動2 活動名稱： 認識及使用傳感器 活動內容： 本活動通過了解傳感器的由來，分析傳感器發展趨勢，了解傳感器的基本原理，認識常見的傳感器，知道生活中多種多樣的傳感器應用及傳感器的作用，讓學生通過體驗傳感器采集環境數據的過程，感受傳感器的實際應用，為今后使用傳感器作準備。。 活動過程： 1.認識傳感器 教師講解：從活動1中我們知道傳感器是物聯網的感覺器官，小米攝像頭能感知到物體的運動，就如同人的眼、耳、口、鼻、舌等，用于獲取目標對象的各種數據。傳感器其實由來已久，我國古代的偉大發明指南針、日晷、沙漏等都可以視為最古老的傳感器，傳感器是一種能將感應到的數據按照一定規律轉換成可用信號的器件或裝置，以滿足數據的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，其工作原理如下圖所示： 2.想一想，分組討論并列舉我們生活中有哪些常見的傳感器，從以前的指南針到現在的手機導航，傳感器有哪些變化。 溫度傳感器（體溫計） 光敏傳感器（感應燈、手機） 聲音傳感器（噪聲測試儀） 圖像傳感器（攝像頭） 加速度傳感器（手機） 紅外傳感器（報警器，手機） 氣壓傳感器（氣體測試儀） 相比家用電器，手機中的傳感器更多，傳感器的發展和傳感器的應用需求密切相關，應用越廣泛，需求就會越細，要求就會越高。正是由于傳感器集成化、智能化、無線化的發展，傳感器的作用越來越大。 3. 使用智能終端檢測當前環境中的聲音（教師演示） 1. 啟動具有檢測聲音功能的軟件（如手機軟件：數字傳感器），將智能終端放在選定的測量位置，觀察當前環境中的聲音數據。 2. 觀察拍手、說話或唱歌時聲音數據的變化。 3. 捂住智能終端中麥克風的位置，觀察并記錄聲音數據。 教學環境：具備上網條件的信息科技教室，多媒體教學設備。 目標關聯：深入學習物聯網及其應用，特別是傳感器系統如何作為連接現實與數字世界的橋梁，同時掌握物聯網中數據采集的基本方法。
活動3 活動名稱： 物聯數據趣體驗 活動內容： 體驗物聯網數據帶來的重要價值，包括提供豐富實時的數據，實現遠程的反饋與控制，以及傳感器協同帶來的新智能。讓學生在體驗物聯產品的基礎上，進一步強化對萬物互聯基本原理的認識。 活動過程： 1.遠程查看全球高清實況攝像頭（https://www./）及我國中央氣象臺（http://www.nmc.cn/）等網站的數據，思考并分組討論物聯網數據有什么作用和價值？ 物聯網中的傳感器就像遍布在世界各個角落的“神經觸角”，每時每刻都在現實世界中感知和檢測，源源不斷地為互聯網輸送各種各樣的數。物聯網應用的快速增長以及形成的海量數據，促進生產、生活和社會管理進一步網絡化、精細化，推動社會向著智能化、高效化發展。實現萬物互聯，不僅能感知數據，還能通過網絡實現遠程控制，即通過遠程發送控制指令進行控制。 2. 雨天沒關窗戶可能導致家中進水，造成財產損失。嘗試設計一種物聯窗戶的方案，實現遠程關閉窗戶的功能。 ①根據當地的天氣預報預測可能會下雨的時間點，設置在這個時間點之前自動關窗； ②在窗戶外面安裝傳感器，檢測到下雨就自動關窗； ③在手機上發送關窗指令，即可自動關窗。 3.以教室中的小米攝像頭為例思考：物品聯網后帶來了哪些便利？物聯系統如何實現反饋與控制？ 可以遠程獲取實時和延時數據，數據可存儲和分享，方便班主任跨越時間和空間的限制隨時獲取學生上課情況數據，做出更及時有效的反應。 v 教學環境：具備上網條件的信息科技教室，多媒體教學設備。 目標關聯：通過深度體驗各種物聯網數據，感受物聯網帶來的便利與價值，進一步強化對萬物互聯基本原理的認識。
單元學習結構圖 （通過結構圖說明單元中幾個課時之間的關系和主要教學內容）
課時學習設計
第 課時學習設計
課題名稱
一、學習內容分析 本節課處于單元中第2課時的位置，通過了解傳感器的由來，分析傳感器發展趨勢，了解傳 感器的基本原理，認識常見的傳感器，知道生活中多種多樣的傳感器應用及傳感器在物聯網中的作用，引導學生了解中國在傳感器領域的貢獻，以激發他們對傳感技術的興趣，培養學生的創新意識和民族自豪感。
二、學情分析 在之前的課程中，學生已經學習了信息技術的基礎知識，包括計算機硬件、軟件、網絡等。這些知識為學生學習傳感器技術提供了必要的基礎； 八年級學生已經在日常生活中接觸到一些帶有傳感器的設備，如智能手機、智能手表、智能家居等。這些設備的使用經驗使學生對傳感器有了一定的感性認識； 八年級學生具有較強的好奇心和求知欲，喜歡通過實踐活動來探索新知識。他們喜歡動手操作，對新鮮事物充滿好奇，這有助于他們更好地理解和掌握傳感器技術。
三、學習目標 1.學科核心素養 信息意識： 學生應能夠認識到傳感器技術在信息獲取、處理和傳輸中的重要性，形成對信息的敏感性和關注度。 學生應能夠理解傳感器技術在日常生活和社會發展中的廣泛應用，培養利用信息技術解決實際問題的意識和能力。 計算思維： 學生應能夠通過分析和推理，理解傳感器的工作原理和轉換機制，培養邏輯思維和抽象思維能力。 學生應能夠運用所學知識，設計簡單的傳感器應用方案，培養計算思維和創新能力。 數字化學習與創新： 學生應能夠利用網絡資源或其他途徑，主動查找并整理關于傳感器的信息，提高數字化學習能力。 學生應能夠嘗試利用傳感器技術進行創新實踐，如設計并制作簡單的傳感器應用，培養數字化創新能力。 2.學科思想方法 學生應能夠從系統的角度理解傳感器在信息系統中的作用和地位，理解傳感器與其他信息技術組件的相互作用和關系；學生應能夠分析傳感器技術的優缺點，評價其在不同場景下的應用效果，培養批判性思維和獨立思考能力。 3.評價目標 知識掌握程度： 評價學生對傳感器基本概念、工作原理和分類的掌握程度，以及學生對傳感器歷史發展的了解程度。 技能應用能力： 評價學生利用傳感器技術進行信息獲取、處理和傳輸的能力，以及學生設計并制作簡單傳感器應用的能力。 思維發展水平： 評價學生的邏輯思維、抽象思維、計算思維和批判性思維的發展水平，以及學生運用所學知識解決實際問題的能力。 情感態度價值觀： 評價學生對傳感器技術的興趣和好奇心，以及學生對信息技術發展的正確態度和價值觀。同時，評價學生在團隊合作、信息交流和分享等方面的表現。
四、學習重難點 重點：傳感器的由來、基本工作原理及其在生活中的應用。 難點：傳感器技術涉及物理學、電子學等多學科知識，其工作原理較為抽象。學生可能難以深入理解并準確描述不同類型傳感器的轉換機制。
五、學習活動設計
任務一：新課導入
教師活動 播放視頻，了解有關傳感器的相關內容。 學生活動 帶著問題觀看視頻，傳感器是什么。
設計意圖 引出課題，走進傳感器的世界，激發學生的學習興趣。
任務二：網查找材料，說一說古代還有哪些傳感器。它們分別實現了什么感知功能？它們的輸入和輸出分別是什么？
教師活動 引導學生搜索查詢古代已有的傳感器，以其中一個（如沙漏）為例，結合“輸入—計算—輸出”介 紹其工作原理，以此案例讓學生自主合作探究其他傳感器的工作原理，了解我國在傳感器領域的貢獻。 學生活動 在教師的指導下，查詢古代已有的傳感器，相互討論他們的使用原理，輸入、計算、輸出的分別是什么，為我們的生活帶來哪些作用，我國在這方面有哪些貢獻。
設計意圖 通過了解傳感器的由來，知道傳感器的定義，學習各種傳感器的工作原理，同時讓學生了解中國在傳感器領域的貢獻，以激發他們對傳感技術的興趣，培養學生的創新意識和民族自豪感。
任務三：思考問題 1.電視機、洗衣機、空調等常見的家用電器中是否有傳感器？如果有傳感器，這些傳感器有哪些功能和作用？ 2.“祝融號”火星探測車可能安裝了哪些傳感器？分別有什么作用？
教師活動 播放視頻，學生觀看后討論以上問題，并思考這些傳感器與古代傳感器有哪些不同，學生討論后補充引導。 學生活動 觀看相關視頻后，在老師的指導下，合作探究并列舉所知道的常用家用電器中的傳感器的作用，
設計意圖 通過學生自主探究，總結傳感器在現代社會中的運用以及與古代傳感器做對比，展現未來傳感器的發展趨勢：物聯網的發展又對傳感器提出更高的要求，如體積更小、功能更強、價格更低、檢測更準確、使用更靈活、產品更節能等，現在，傳感器已經從簡單的電子零件逐步變成具有感知、計算、存儲、傳輸等功能的集成化裝置。
六、板書設計 1. 傳感器的起源 2. 認識傳感器 定義 分類 工作原理 3. 傳感器的發展趨勢 微型化 智能化 多功能化 網絡化
七、作業設計 1.手機之所以越來越智能，很重要的原因就是集成了越來越多的傳感器。 2.手機集成了哪些傳感器？這些傳感器有什么作用？手機中的哪些應用使用了這些傳感器？
八、特色學習資源或技術手段分析說明 特色學習資源： 課件內容豐富，包含大量的圖片、圖表和實例，使抽象的理論知識變得直觀易懂。 引入了大量生活中的傳感器應用案例，如智能手機中的光敏傳感器、距離傳感器等，以及物聯應用中的自動路燈、冰箱、自動加濕器等。這些案例貼近學生生活，能夠激發學生的學習興趣和探索欲望。 鼓勵學生通過查找生活中的傳感器、小組討論并記錄結果等方式，積極參與課堂互動。這種實踐活動有助于培養學生的觀察能力和實踐能力，同時也有助于加深對傳感器原理和應用的理解。 技術手段： 利用多媒體教學手段，如PPT、視頻等，展示傳感器的歷史發展、工作原理和應用場景。這些技術手段能夠生動形象地呈現傳感器知識，提高教學效果。 提供豐富的在線學習資源，如相關論文、科普文章、視頻教程等，供學生自主學習和拓展知識。這些資源能夠幫助學生深入了解傳感器的最新研究成果和未來發展趨勢，拓寬視野。
九、學后反思 在本節課的教學中，通過多種教學方法的運用，如視頻導入、實例分析、提高了學生的學習積極性。然而，在教學過程中也存在一些不足之處。例如，在講解傳感器的基本工作原理時，由于這部分內容比較抽象，學生理解起來有一定的難度。在今后的教學中，需要盡可能增加實物用于直接觀察體驗，采用更加直觀的教學方法，幫助學生更好地理解傳感器的工作原理。
十、學習評價設計 1.評價目標 知識掌握：評估學生對傳感器定義、分類、工作原理及發展歷程等基本知識的理解和掌握程度。 技能應用：考察學生能否將所學知識應用于實際生活中識別和分析傳感器在日常生活中的應用案例。 思維發展：評估學生的邏輯思維、問題解決能力和創新能力，特別是在分析傳感器工作原理和物聯應用時的表現。 學習態度：考察學生對信息科技課程的興趣、學習積極性和團隊合作精神。 2.評價標準 準確性：回答或作業內容是否準確，是否符合傳感器的基本原理和應用場景。 完整性：回答或作業是否全面覆蓋了所要求的知識點，是否提供了充分的證據或案例支持。 創新性：在作業或項目展示中，是否提出了新穎的觀點或創新的應用方案。 邏輯性：回答或作業的邏輯結構是否清晰，是否有條理地展示了分析過程。 合作性：在小組討論或項目展示中，是否積極參與，與團隊成員有效溝通，共同完成任務。 3.反饋與改進 及時反饋：對學生的回答、作業和團隊合作表現進行及時反饋，指出優點和不足，提出改進建議。 個性化指導：針對學生的學習特點和問題，提供個性化的輔導和支持，幫助他們更好地掌握傳感器知識。 持續改進：根據學生的學習反饋和評價結果，不斷優化教學內容和方法，提高教學效果。
注：提交作品時請附查重報告。

展開更多......

收起↑