初识物联网

一、教材分析

本课以物联网应用的真实案例——智能公交系统为项目背景，引导学生经历体验、发现、思考、质疑、讨论、归纳等解析项目的基本过程，通过了解身边的物联网智能应用，从整体上认识物联网的基本架构，为后续的物联网学习打下良好的基础。

二、学情分析

本课教学对象是小学六年级学生。他们已经对互联网技术的应用有一定的了解，对身边物联网的应用有着熟悉的生活经历，对新知的学习具有强烈的好奇心，但是对物联网的概念及物联网技术的理解尚有欠缺。通过体验与剖析生活中的智能应用案例，让学生结合生活实践，发现问题并尝试解答问题，从而更加客观清楚地认识物联网，了解物联网技术的应用。

三、教学目标与要求

1. 知识与技能

（1）结合智能公交系统案例，学会分析智能应用案例。

（2）知道物联网，理解物联网基本架构，了解物联网应用的相关知识。

2. 过程与方法

通过体验与发现、质疑与探讨、分享与实践等环节，加深对物联网的理解，探究物联网技术在生活中的应用。

3. 情感态度与价值观

在体验与分析的过程中感悟物联网的强大功能，提高学习与使用物联网技术的兴趣。

4. 行为与创新

在生活实践中体验物联网的应用，感悟物联网技术的魅力。

四、教学重点与难点

1. 重点：认识物联网。

2. 难点：知道物联网的基本架构。

 

 

五、教学方法与手段

以项目学习为主导，活动实施为思路，采用“活动体验法”、“问题分析法”和 “探究互助法”，引导学生亲历知识建构的过程，加深对物联网的认识和理解。

六、课时安排

安排1课时。

七、教学准备

多媒体网络教室、教学课件、实验器材等。

八、教学过程

1. 公交乘车对比

播放视频，展现原来的乘车窘境：

（1）不知道车什么时候来，有时候出去早了，有时候出去迟了；

（2）车来了，车上人太多，挤不上去了。

交流：现在的你是怎样乘车的？

学生：通过手机查询车辆到站的时间。

发现：和普通公交相比，智能公交有哪些优点呢？

学生：了解到站时间，精细安排出行。

讲述：随着科学技术的发展，公交车也发生了翻天覆地的变化。智能公交能让你及时了解公交车的到站信息，这里面就用到了物联网技术。其实物联网离我们真的不遥远，就在我们身边。今天，我们就来学习《初识物联网》，一起来探究它的神奇之处吧！

【设计意图】通过生活实例让学生亲身体验生活中的物联网技术，从而激发他们对物联网的学习兴趣。

2. 智能公交出行

播放视频，学生体验智能公交出行。

交流：智能公交系统的变化主要在哪些方面？

学生展开讨论，教师根据学生回答，引导得出表1：

 

 

 

 

表1

	智能化应用场景	主要作用
公交车辆	实时显示车辆行驶的线路和位置	接受调度室的规划调度
公交站台	预报或显示到站的车辆信息	提供及时准确的车辆信息
乘客方面	实时掌握车辆的到站信息	精准安排时间

小结：智能公交系统能让乘客实时了解公交车的位置，电子站牌能显示公交车辆的到站预报信息，调度室能通过智能调度系统来对线路、车辆进行规划调度，使人们的出行更智能化、绿色化。

【设计意图】通过观看视频来体验智能公交出行，让学生直观地感受到身边的物联网智能应用。通过对智能公交系统的分析，让学生能够大概了解智能公交背后的相关技术。

3. 物联网基本架构

阅读智能公交系统的资料，找到以下问题的答案：

（1）车辆如何被感知呢？

（2）信息传输到哪里呢？

（3）能实现什么应用呢？

学生展开讨论，教师根据学生回答，引导得出：

（1）对各站点的车辆信息和线路信息进行信息采集。

（2）对采集的数据信息进行分析处理，传输给站台和用户手机。

（3）通过站台或用户手机，预报或显示到站的车辆信息。

出示智能公交系统的网络层次模型图，根据智能公交系统的网络层次特点，适时总结出：

物联网从技术架构上可分为三层：信息感知层、网络传输层、智能应用层。（如图1所示）

 

 

 

图1

【设计意图】通过阅读智能公交系统的资料，帮助学生分析智能公交系统的运行原理。在此基础上，总结得出智能公交系统的3个网络层次，帮助学生从技术角度概括物联网的基本架构。

4. 什么是物联网

出示智能公交系统示意图，观察图中物体之间如何传递信息？

讲述：像这样把这些物体相连接在一起的网络，我们把它叫作物联网。

阅读物联网的概念，找到以下问题的答案：

（1）物联网和互联网有关系吗？

（2）物联网通过什么设备与物品相连接？

物联网概念：物联网（Internet of Things，IoT）是指通过信息感知设备，按约定的协议相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

学生：阅读教材内容，了解物联网概念，根据问题画出关键词。

学生展开讨论，教师根据学生回答，适时总结出：

（1）物联网是物物相连的互联网络。

（2）这些“物”通过信息感知设备相连接。

播放视频，体验自动驾驶智能公交。

拓展：传感器是物联网中的信息感知设备，传感器在物联网中起着很重要的作用，它就像我们的感觉器官一样，让智能设备能够看到、听到、感觉到周围的信息。

【设计意图】利用教材中的“智能公交系统示意图”概括什么是物联网，通过理解关键词来解读物联网概念。传感器技术是物联网的关键技术之一，在这里用自动驾驶的实例来帮助学生了解传感器的作用，为后面物联网的学习作铺垫。

5. 体验智能声控机器人小车

出示：看，这是智能声控机器人小车。谁来测试下？

学生上台测试，用声音控制小车行驶。

教师简要介绍实验设备的安装和软件编程。

要求：拿到设备后，请仔细阅读操作说明。

小组合作完成实验，汇报实验成果。

【设计意图】通过智能声控机器人小车实验，让学生亲身体验物联网的智能应用，了解实践研究的过程。

6. 寻找身边的物联网应用

交流：在我们的生活中，你还在哪里见到过物联网的应用？

学生展开讨论，说说自己的发现：感应水龙头、智能手环等。

出示常见物联网智能应用的实例：公交刷卡、智能楼道灯、GPS导航。

（1）说说公交刷卡是怎么工作的？

（公交卡通过电子标签和收费系统相联，让我们出行更加的便捷。）

（2）介绍下自己家里的楼道灯，通过感应识别到什么？

（夜间，智能楼道灯通过感应装置识别到有人经过，就会自动点亮。）

（3）说说GPS导航有什么作用？

（导航仪与接收卫星信息进行定位，指明前行的方向。）

学生通过图片和自己的现实体验来说一说。

小结：物联网已经广泛应用在各个领域，例如智能家居、智能交通、智能农业、智能医疗等。物联网无处不在，就在我们身边，让我们的生活更加智能。

【设计意图】通过几个比较贴近生活的例子，进一步拓展物联网智能应用，促进学生加深对物联网的认识和理解。

7.  感受未来的物联网世界

交流：你能说说在这节课里有哪些收获吗？

学生谈谈收获，教师根据学生回答，归纳总结本节课的学习内容。

拓展：看来我们的生活真的离不开物联网了。未来的物联网世界是什么样子的呢？（视频展示）你想不想来设计自己需要的一种物联网应用呢？可以在课后用文字或者图画的形式完成创意。相信在不久的将来，你们的设计将通过你们的巧手实现。

【设计意图】回顾本课知识，做适当的课后延伸。旨在引导学生将所学的知识运用于实践，激发学生后续实践的信心，立足于信息素养的养成，着眼于学生的终身发展。