课题序号

授课形式

讲授+练习、实验

授课课时

1

授课班级及日期

  4  月  23  日（  11  周星期 三  ）   普职2411   班

授课章节

名称

物联网初探——森林火灾火情感知系统设计

教学设备、资源

多媒体教室、传感器实验设备、在线学习平台

教学目标

1.通过教师提供的学习资源，了解传感器定义，探究传感器的功能效果及工作特点；（信息意识）

2.通过物联设备进行分析和应用，感受物理世界与数字世界的连接；（计算思维）

3.通过项目实施：完成物联网感知层设计，了解物联网协同感知与全局感知；（数字化学习与创新）

4.通过项目实施，尝试使用物联网解决现实生活中的问题；（数字社会责任）

教学重点

利用物联设备，设计森林火灾报警系统感知层

教学难点

森林火灾报警系统感知层的设计与完善过程

教法学法

项目式教学法、小组合作学习、自主探究学习

板书设计

森林火灾火情感知系统设计

早发现，早扑灭

教学环节

教 学 内 容 及 步 骤

师生活动

设计意图

课前准备

环节一：情景创设，引出主题

环节二：

工具认识，探究应用

分组、组内分工

4位同学为一个小组，小组成员分工如下：

项目组长：项目整体推进，成果汇报展示

项目秘书：协助组长推进项目，实验器材管理；

实验员：实验器材的相互连接

记录员：小组任务单的填写与记录；

1.创设问题情景：

播放视频，教师引导学生了解森林火灾及其危害性，确立面对森林火灾的目标：早发现➡早扑灭。

结合国家森林公园的火情预警方式：护林员巡山发现火情后报警，引发学生思考：

①这种方式是否是物联网应用？➡ 不是，且火情不够准确及时

②如何解决这些问题？ ➡ 利用物联网

2.提出项目主题：物联网初探——森林火灾报警系统设计

3.明确项目目标：物联天下，感知先行。依据项目进度，明确本课课时目标：火情感知系统设计。

1.聚焦需求，引出工具

①面对森林火灾的目标：早发现——早扑灭，由此引导学生聚焦需求：发现火情；

②从人类感知出发，引导学生由人及物，思考如何赋予物联网如人一般的感知，引出物联网感知设备——传感器。

学生自由组合成立小组

播放视频

教师提问

学生思考

教师引导

学生思考

实验分工明确，提高学生的责任意识

通过现实生活火灾案例，引出思考，从而引出物联网的知识点，能够让学生能够知道物联网在生活中的应用

将物联网和人类感知出发，引出传感器，也更能便于学生理解传感器的特点

教学环节

教 学 内 容 及 步 骤

师生活动

设计意图

环节三：

工具选择，感知设计

2.工具认识，原理学习（全班学习）

新知学习：传感器是什么，是如何工作的？

学生通过观看微课进行学习，了解传感器的定义及其工作原理。

3. 观察实验，读取分析（实验员操作，记录员记录）

活动一：探究传感器的应用

①学生利用教师提供的实验器材，按 学习平台上相应操作指南，正确连接传感器

②按实验步骤操作，观察传感器的特点并进行简单分析；

③学生展示实验成果，教师引导学生分析，了解传感器的功能效果、工作特点；

总结：单一感知的功能，只能感应单一的事件

活动二：感知系统初设计

分组探究：

1-3 组：地下火、4-6 组：地表火、7-9 组：树冠火

依据不同类别的森林火灾，选择恰当的传感器；

根据火灾类别及对应传感器工作特点，设计传感器安装的位置，以达到对该类别火灾的准确、及时感知；

引导学生思考：单一传感器感知到的数据，能不能直接判定火灾的发生，为什么？又该如何解决？

引出多传感器协同感知的概念：借助不同种类传感器实现像人一样的多维度感知，准确地判断火情。

学生自主学习传感器工作原理

学生小组合作完成实验，并观察记录

1选择合适的传感器，并设计安装位置，初步完成感知设计；

小组代表分别进行设计展示

请同任务其他组同学进行补充完善

教师提问

学生思考

通过传感的实验体验，让学生能更好的了解传感器的工作原理，同时小组分工合作，能让任务更高效完成

通过单一传感器的认识，引出多传感器的协同感知概念，能够更准确、更灵活的运用，通过解决现实生活中的问题，也能更清楚的了解到传感器的重要性

教学环节

教 学 内 容 及 步 骤

师生活动

设计意图

环节四：全局感知，探明火情

环节五：

知识小结、思维拓展

1.助力科学救援，感知设计升级（全员参与，分组进行）

活动三：感知系统再升级

（1）梳理探明火情包含的感知需求：

阅读《森林火灾科学救援第一步：明察火情》，结合生活经验，梳理为了助力救援人员组织科学救援，作出了判断火灾的发生，还需要采集哪些方面的数据；（可利用AI工具，文心一言、DeepSeek等）

预设：起火地点，火势大小，地形数据，风速风向，水源，人员情况等

（2）传感器选择：

阅读《常用传感器说明书》，选择恰当传感器；

（3）设计传感器布局方式：

依据前面所学内容，设计传感器的具体布局。

2.功能展示（可由小组长进行，也可推荐优秀组员）

结合学生展示，引出全局感知的概念，引导学生理解物联网感知层是物联网的数据基石。

1.知识小结：

引导学生回顾本课所学知识内容：

2.知识自测：

学生完成教学平台上的学习自测问卷，加深知识印象；

3.思维拓展：

课上设计的火情感知系统历经升级之后，能否再次升级？

引出AI 技术-图像识别在森林火灾报警系统中的应用

  课堂升华，引发学生关注物联网的发展以及森林防火

根据任务，小组合作

设计方案，选择对应的传感器

小组进行作品展示，老师现场点评与引导

总结提升

通过方案的设计，体现团队合作的重要性，考虑问题的全面性。

对知识进行梳理，物联网的感知层是数据的基石

教学环节

教 学 内 容 及 步 骤

师生活动

设计意图

1.关注科技发展，树立远大志向

引导学生树立正确的人生观、价值观，关注物联网发展，与人类社会发展的深度融合。鼓励学生努力学习，为社会主义建设与人类社会进步贡献自己的力量。

2.物防+人防，保护森林资源

物防：辅助科学救援，降低火灾损失；

人防：防火于其未燃，减少火灾产生。

数据显示，90%以上的森林火灾是人为因素造成的；由此角度出发，引导学生争当森林防火小卫士，自身做好的同时，向身边的亲朋好友宣传森林防火的重要性，达成“教育一个学生，影响一个家庭，辐射整个社会”的德育目标。

课后作业

教学反思