课时教学设计首页 授课教师: 冯海荣 授课时间:2022-4-20 第 几 课 课题 信息系统与外部的连接方式 课型 新课 1 时 知识和技能： 1、知道信息系统与外部世界连接方式的发展变化； 课 2、理解物联网的概念及其特征； 时 过程和方法： 教 通过分析对比，小组讨论等方式，提取共享单车系统和学校门禁系统的 学 共同点，归纳总结物联网的三大特征。 目 情感、态度和价值观： 标 激发学生探索新事物的兴趣，引导学生用科学、实事求是的态度观察生 （三维） 活中的信息系统，探索其背后的理论基础，使得学生形成用科学提高生活质 量的意识。 教学重点： 教学 知道信息系统与外部世界连接方式的发展变化 重点 教学难点： 与 通过对共享单车系统和校内门禁系统的归纳总结，理解物联网的概念和 难点 物联网的三大特征：全面感知、可靠传递、智能处理 教学 方法 与 角色扮演、演示法、归纳总结法、讨论法、自主学习法 手段 本节课的主要内容是信息系统与物联网。课本上的内容主要分为三个部 分：1、信息系统与外部连接方式的演变过程；2、物联网的内涵；3、物联 网的三大特征。三部分内容相辅相成，层层递进。然而在备课过程中，我遇 使 用 教 材 构 想 到了如下问题： 1、物联网的概念难以理解。尽管我们身边的物联网系统非常普 遍，但是物联网的概念，学生基本没有接触到。所以第二部分的内容 需要花费较多的时间； 2、教材中第三部分的内容较多，譬如二维码和条码技术的差 别、智能处理和可靠传递等内容所占篇幅较多，为了能够更好的完成 本节课的教学目标，对这部分的内容，我适当地进行了删减，着重介 绍了三大特征的内涵，对于条码技术的介绍，简单略过，只要求学生 了解即可。 课时教学设计流程 教师行为 学生行为 设计意图 同学们，之前我们讲到，目前我 通过同学们生活 们进入了信息社会，信息化是未来的 中普遍的共享单 必要趋势，而信息系统是信息化的重 车系统引入今天 要组成部分。一个信息系统是由人、 的课题 硬件、软件、网络、数据资源构成 的，同时，我们也认识了健康山西预 约挂号系统、12306 订票系统、订餐 扫码、解锁、骑行、计 系统，同样，当我们出行的时候，我 费、锁车、扣费 让学生熟悉共享 们需要小黄车、膜拜单车等共享单车 带着三个问题阅读《共享 单 车 的 工 作 流 系统，共享单车作为日常生活中经常 单车信息系统》，充分了 程，为后续的物 使用的工具，他为解决出行的最后一 解共享单车的整个工作流 联网概念的提出 公里做出了较大的贡献。请同学们来 程 做铺垫 描述一下使用共享单车一共需要几个 步骤？ 手机 APP、共享单车、云 上述几个步骤看似简单，其实背 平台 后的信息系统非常复杂，请同学们带 GPS 定位技术 着以下问题自主阅读桌面上的文档 《学习辅助资料》之共享单车信息系 GPRS 技 术 （ 2g/3g 技 通过角色扮演， 统，充分了解共享单车的整个工作流 术） 激发学生的兴 程： 1、覆 盖 范 围 趣，寓教于乐， 1、该系统中共有几个比较 广 在表演的同时再 重要的角色？ 2、耗电低 次巩固共享单车 3、资费低 的工作流程，为 2、当单车停放在路边的时 候，单车是通过什么技术向云 本节课教学重点 平台上报位置信息？ 三个学生表演共享单车的 的提出做好进一 3、共享单车是通过什么技 工作流程 步的铺垫 术和云平台之间进行信息互动 的？ 学生鼓掌 追问：共享单车为什么要通过比较 落后的 2g/3g 技术和云平台进行通 温故知新，通过 信？ 对计算机初始状 态的描述，导入 角色扮演时刻： 信息系统与外部 下面我们请三个学生来分别扮演 世界的连接方式 这里面的三个重要角色，每个角色说 的演变。 话的时候举手示意。 感谢三位同学的精彩表演，大家 掌声鼓励一下。在刚才的表演中，教 师演示共享单车的工作流程。 在共享单车信息系统中，我们环 在讲解概念的时 境的中的物体共享单车，他可以直接 物联网是通信网和互联网 候，利用共享单 和网络云平台互动，这说明信息系统 的拓展应用和网络延伸， 车作为载体描述 与外部的连接方式正在逐渐发生改 它利用感知技术与智能装 物联网的概念， 变，我们来看一下，信息系统与外部 备对物理世界进行感知识 使得学生对难以 的连接方式都发生了哪些变化？ 别，通过网络传输互联， 理解的物联网的 进行计算、处理和知识挖 第一个阶段，当 1946 年第一台计 概念有深入了 掘，实现人与物、物与物 算机诞生，人们尝试着和计算机进行 解，突破本节课 的信息交互和无缝连接， 交流，期望计算机能够按照人类的指 的教学重点。 令进行运算。 第二个阶段，当计算机发展到一 定程度，人们期望计算机和计算机之 达到对物理世界实时控 制、精确管理和科学决策 的目的 引导学生思考， 间能够通信，这就产生了互联网。 生 活 中 RFID 技 第三个阶段：人们希望生活中的 术的应用场景。 物体及环境，能够在数字世界中有所 饭卡、公交自行车卡等 体现，就像我们的共享单车一样，实 现万物互联。同学们可以想象一下， 当我们找不到物品的时候，我们可以 直接在数字世界里查看，岂不是很方 便，那么人类希望万物互联的需求， 催生了物联网。 什么是物联网呢？我们找一个学 生来读一下物联网的概念 学生观看学校门禁系统的 视频 早期的物联网应用，就是我们的 公 交 卡 ， 他 依 托 射 频 识 别 (Radio Frequency Identification，RFID)技 术和设备，使物品信息实现智能化识 通过两个系统之 三个方面： 间的对比，让学 1、都 有 服 务 生独立思考、分 别和管理，实现物品信息互联而形成 的网络。 教师：那么下面请同学们思考一 下，生活中还有哪些技术用到了 RFID 技术？ 器平台 析、归纳、总 2、都 需 要 某 结，提升其独自 种技术感知信息 解决问题的能力 3、都 需 要 上 传和下载信息 引导学生思考， 当然，二代身份证里也包含了 RFID 芯 生活中传感器技 片，存储了每个人的基本信息。当我 术的应用场景。 实验楼二楼进门的时候， 们把他放在读写器上的时候，会显示 有人体传感器 个人基本信息。比如咱么买火车票 学生观看视频 时，将二代身份证放上去即可. RFID 技术在铁道部列车车厢管理系统 全面感知这一特 中也所有应用。在每一节车厢均装置 征在无人驾驶汽 一个 RFID 芯片，并在铁路两侧间隔一 车上体现的非常 段距离放置一个读写器，这样可以随 明显，借助无人 时掌握全国所有列车在铁路线路上所 驾驶的介绍，深 处的位置，便于列车的跟踪、调度和 GPRS、蓝牙等 刻理解全面感知 安全控制。 特征。 当然，现在的物联网已经深入到 我们生活的各个方面，比如说咱们学 首尾呼应，使得 校的门禁系统 学生深刻理解 提问： GPRS 、 蓝 牙 技 请结合共享单车系统、门禁系统 等，思考物联网需要具备怎样的特征 术是可靠传递的 才能实现其基本功能？ 具体体现 非常棒。通过二维码、RFID 等技术感 知信息这是物联网的第一个特征：全 面感知，当然，如果需要做到全面感 知，只有二维码和 RFID 技术是不够， 因为我们还需要感知环境中的温度、 湿度、光信号、电信号等，所以我们 需要做到全面感知，想要做到全面感 知，我们还需要传感器。 提问：我们身边有哪些传感器？ 展示：手机的距离传感器 安全性无法充分保证，就现在 的科技水平而言，智能系统难 以超越人类的判断与认知水 平，因此要将驾驶员与乘客的 安全完全托付给自动驾驶系 统，仍有很大的距离。2、自 动驾驶技术极大的依赖于卫星 导航技术，一旦信号受到干扰 甚至中断，自动驾驶就无从谈 起。 3、自动驾驶系统本身存在着 一定的风险。倘若存在一些漏 洞（像计算机的操作系统）， 存在被黑客攻击的风险。 能够根据主人的习惯、现 阅读文档：《无人驾驶的传感器》 在的环境改变家电的设置 温度传感器、人体传感 器、窗户传感器 全面感知 当我们获取信息之后，我们需要 将信息传递到云端，也就是物联网的 第二个特征，可靠传递。 智能 家居 系 请同学们思考一个问题：共享单 统，作为一个综 车系统是通过什么技术传递到云平台 合性的物联网应 的？ 当信息传递传递到云端之后，云平台 用，使得学生能 开始对各种各样的信息进行处理，这 够在学有所用， 就是物联网的第三个特征：智能处 对本节课的教学 理。智能处理是指利用数据管理、数 重点、难点能够 据计算、云计算、模糊识别等各种智 有所总结，应 能计算技术，对接受到的海量数据和 用。 信息进行分析处理，提神对外部世界 各种活动和变化的洞察力，实现智能 总结升华，让学 化的控制和决策。 生将物联网和智 这就是物联网的三大特征：全面 感知，可靠传递、智能处理。 讨论时间： 请大家思考： 1、信息系统是由人、硬件、软 件、网络、数据资源构成的，但是无 人驾驶系统没有驾驶员，说明无人驾 驶系统是缺少“人”的不完全的信息系 统？ 2、无人驾驶中的传感器是信息系 统的_____功能体现(输入、处理、存 储、控制、传输与输出)？ 3、无人驾驶汽车能够有效提高道 能时代结合在一 起，加深对物联 网的认识 路交通的安全性，百利无一害？弊端 有哪些？ 当然物联网还有一个典型应用——智 能家居系统。请同学们带着以下问题 观看小米智能家居系统： 智能家居系统的智能主要体现在 哪方面？ 视频中，存在哪些传感器？ 多种传感器的使用体现了物联网 的哪一个特征？ 本节课我们主要学习了物联网以及物 联网的基本特征，物联网使得环境中 的物体都可以在数字世界得到体现， 实现万物互联，同学们可以想象一 下，如果将来我们身边中的大部分物 体可以互联，我们才能真正的步入智 能时代。 课时教学设计尾页 板 书 设 计 一、信息系统与外部的连接方式演变 1、 人与计算机 2、 计算机与计算机（互联网） 3、联网的终端从计算机扩展到“物”——物体和环境 二、物联网的概念 三、物联网的特征： 作 业 设 计 思考身边还有哪些物联网系统，并绘制其整体工作流程。 教 学 反 思