2024新信息科技八年級(jí)《第三單元 簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐》大單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)2022課標(biāo)

新信息科技八年級(jí)《第三單元簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐》大單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)[2022課標(biāo)]學(xué)校：dxyc2360指導(dǎo)教師：張?jiān)揭?、?nèi)容分析與整合二、《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》分解三、學(xué)情分析四、大主題或大概念設(shè)計(jì)五、大單元目標(biāo)敘寫六、大單元教學(xué)重點(diǎn)七、大單元教學(xué)難點(diǎn)八、大單元整體教學(xué)思路九、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)十、大單元實(shí)施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)十二、單元學(xué)歷案十三、學(xué)科實(shí)踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)十四、大單元作業(yè)設(shè)計(jì)十五、“教-學(xué)-評(píng)”一致性課時(shí)設(shè)計(jì)十六、大單元教學(xué)反思一、內(nèi)容分析與整合（一）教學(xué)內(nèi)容分析本單元的教學(xué)內(nèi)容聚焦于“簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐”，旨在通過一系列實(shí)踐活動(dòng)，幫助學(xué)生深入了解物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，正深刻改變著人們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。本單元通過五個(gè)課程（第11課至第15課），逐步引導(dǎo)學(xué)生從理論走向?qū)嵺`，從簡(jiǎn)單功能到復(fù)雜應(yīng)用，全面體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)的魅力。（二）單元內(nèi)容分析第11課物聯(lián)功能細(xì)分解核心內(nèi)容：介紹物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)（感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層），并通過分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，讓學(xué)生理解以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的方法。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生認(rèn)識(shí)物聯(lián)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，了解物聯(lián)功能分解的過程，為后續(xù)實(shí)踐活動(dòng)打下理論基礎(chǔ)。第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)核心內(nèi)容：通過模擬實(shí)現(xiàn)RFID門鎖系統(tǒng)的刷卡開鎖功能，讓學(xué)生體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)中身份識(shí)別和訪問控制的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)：熟悉RFID技術(shù)的基本原理，掌握刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)方法，體會(huì)電子標(biāo)簽編碼的唯一性在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性。第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到核心內(nèi)容：利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)和MQTT協(xié)議，實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，讓學(xué)生理解物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋機(jī)制。教學(xué)目標(biāo)：了解MQTT協(xié)議的基本通信機(jī)制，掌握利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通知的方法，認(rèn)識(shí)反饋在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用。第14課遠(yuǎn)程控制更便捷核心內(nèi)容：通過模擬實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，讓學(xué)生體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，理解反饋與控制的關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)：掌握遠(yuǎn)程控制的基本實(shí)現(xiàn)方法，理解人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別，體會(huì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在提升生活便捷性方面的作用。第15課面容鑰匙顯智能核心內(nèi)容：介紹人臉識(shí)別技術(shù)，并通過模擬實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能，讓學(xué)生體驗(yàn)人工智能在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和優(yōu)勢(shì)，掌握刷臉開鎖功能的實(shí)現(xiàn)方法，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。（三）單元內(nèi)容整合本單元的教學(xué)內(nèi)容圍繞物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景展開，從理論到實(shí)踐，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，層層遞進(jìn)。通過五個(gè)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將全面了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用場(chǎng)景。本單元注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和信息科技素養(yǎng)，通過實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生親身體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的魅力和應(yīng)用價(jià)值。在教學(xué)內(nèi)容整合方面，本單元注重各課程之間的銜接和呼應(yīng)。例如，第11課為整個(gè)單元的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)，介紹了物聯(lián)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能分解方法；第12至15課則通過一系列實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生逐步掌握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，并體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的價(jià)值。本單元還注重跨學(xué)科知識(shí)的融合，如結(jié)合數(shù)學(xué)、物理、藝術(shù)等知識(shí)，在實(shí)踐活動(dòng)中提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。二、《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》分解（一）信息意識(shí)感知信息價(jià)值學(xué)生能夠通過分析身邊的物聯(lián)系統(tǒng)（如智能門鎖、智能家居等），認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在提高生活便捷性、安全性等方面的價(jià)值。通過實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能夠體驗(yàn)到信息技術(shù)在解決實(shí)際問題中的重要作用，從而增強(qiáng)對(duì)信息價(jià)值的感知。辨別信息真?zhèn)卧趯W(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過程中，學(xué)生能夠了解數(shù)據(jù)來源的可靠性，學(xué)會(huì)辨別物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否真實(shí)有效。通過分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中的實(shí)際案例，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到信息真?zhèn)蔚闹匾?，并學(xué)會(huì)采用合適的方法辨別信息真?zhèn)?。保護(hù)個(gè)人隱私在學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過程中，學(xué)生能夠了解個(gè)人隱私保護(hù)的重要性，學(xué)會(huì)在使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)保護(hù)個(gè)人隱私。通過分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中的隱私泄露案例，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到隱私泄露的危害，并學(xué)會(huì)采取合適的措施保護(hù)個(gè)人隱私。（二）計(jì)算思維抽象與分解學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的物聯(lián)系統(tǒng)抽象為簡(jiǎn)單的模型，通過分解物聯(lián)系統(tǒng)的功能，理解各功能模塊之間的關(guān)系和作用。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠運(yùn)用抽象與分解的方法，將復(fù)雜的物聯(lián)功能分解為簡(jiǎn)單的任務(wù)步驟，從而降低實(shí)現(xiàn)難度。算法與程序設(shè)計(jì)學(xué)生能夠通過編程實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的基本功能，如刷卡開鎖、遠(yuǎn)程通知等，掌握算法設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的基本方法。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠運(yùn)用算法和程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，解決物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中的實(shí)際問題，提高計(jì)算思維能力。模式識(shí)別與自動(dòng)化學(xué)生能夠通過分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)，識(shí)別出數(shù)據(jù)中的模式和規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和決策。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠運(yùn)用模式識(shí)別和自動(dòng)化的方法，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能，提高系統(tǒng)的智能化水平。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新數(shù)字化資源獲取與管理學(xué)生能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，獲取所需的數(shù)字化資源和數(shù)據(jù)，為實(shí)踐活動(dòng)提供支持。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)管理數(shù)字化資源和數(shù)據(jù)，如分類存儲(chǔ)、備份恢復(fù)等，提高數(shù)字化學(xué)習(xí)效率。數(shù)字化工具應(yīng)用學(xué)生能夠熟練運(yùn)用各種數(shù)字化工具（如編程軟件、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)等），實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能開發(fā)和調(diào)試。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠探索數(shù)字化工具的新功能和應(yīng)用場(chǎng)景，提高數(shù)字化創(chuàng)新能力。數(shù)字化協(xié)作與交流學(xué)生能夠在實(shí)踐活動(dòng)中與小組成員進(jìn)行數(shù)字化協(xié)作，共同完成任務(wù)，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率。學(xué)生能夠利用數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行交流與分享，如在線討論、作品展示等，提高數(shù)字化交流能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任信息安全與隱私保護(hù)學(xué)生能夠了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的信息安全和隱私保護(hù)問題，掌握基本的信息安全和隱私保護(hù)技能。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠遵守信息安全和隱私保護(hù)的相關(guān)規(guī)定，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。倫理與法規(guī)學(xué)生能夠了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的倫理和法規(guī)要求，如知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、數(shù)據(jù)使用權(quán)限等。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠遵守倫理和法規(guī)要求，尊重他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和隱私權(quán)益?？沙掷m(xù)發(fā)展與社會(huì)責(zé)任學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展方面的重要作用，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約等方面的應(yīng)用。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生能夠思考如何將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域，為社會(huì)作出積極貢獻(xiàn)。三、學(xué)情分析（一）已知內(nèi)容分析在八年級(jí)第一單元和第二單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、傳感器的應(yīng)用、物聯(lián)協(xié)議以及物聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)生活中的應(yīng)用有了較為全面的了解。具體來說，學(xué)生已經(jīng)掌握了以下內(nèi)容：物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)：學(xué)生了解了物聯(lián)網(wǎng)的定義、發(fā)展歷程以及物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代社會(huì)中的廣泛應(yīng)用，如智能家居、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。傳感器的種類與功能：學(xué)生認(rèn)識(shí)了多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、聲音傳感器等，并了解了它們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)中的作用，即采集環(huán)境數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可處理的電信號(hào)。物聯(lián)協(xié)議的理解：學(xué)生學(xué)習(xí)了RFID、藍(lán)牙、HTTP、MQTT等常見的物聯(lián)協(xié)議，理解了這些協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和交換中的作用和機(jī)制。數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性：學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心，是實(shí)現(xiàn)各種智能化應(yīng)用的基礎(chǔ)，并了解了如何通過API接口從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)。學(xué)生還具備了一定的編程基礎(chǔ)和硬件操作能力，能夠通過編寫簡(jiǎn)單的程序來控制傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)采集和處理功能。（二）新知內(nèi)容分析本單元“簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐”將進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的理解，重點(diǎn)通過實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生親身體驗(yàn)物聯(lián)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)過程。具體的新知內(nèi)容包括：物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)：學(xué)生將深入了解物聯(lián)系統(tǒng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，理解各層的功能和它們之間的相互作用。物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能：學(xué)生將分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等，并理解這些功能是如何通過感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的協(xié)作實(shí)現(xiàn)的。反饋與控制的概念：學(xué)生將學(xué)習(xí)反饋與控制在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用，理解如何通過反饋機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)系統(tǒng)的精確控制。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系：學(xué)生將通過實(shí)踐活動(dòng)體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能之間的緊密聯(lián)系，理解它們?cè)诂F(xiàn)代社會(huì)中的協(xié)同作用。（三）學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析八年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：邏輯思維能力：學(xué)生能夠理解并應(yīng)用基本的邏輯思維方法，對(duì)復(fù)雜問題進(jìn)行有條理的分析和解決。在本單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將運(yùn)用邏輯思維能力來分解物聯(lián)系統(tǒng)的功能，理解各層之間的相互作用。自主學(xué)習(xí)能力：學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，能夠通過閱讀教材、查閱資料、觀看視頻等方式獲取新知識(shí)。在本單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將需要自主學(xué)習(xí)相關(guān)的編程語言和硬件操作知識(shí)，以便更好地完成實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐操作能力：學(xué)生喜歡動(dòng)手實(shí)踐，能夠通過編程、搭建硬件電路等方式將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中。在本單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將通過實(shí)踐活動(dòng)來體驗(yàn)和掌握物聯(lián)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)過程。團(tuán)隊(duì)合作能力：學(xué)生在小組活動(dòng)中能夠積極參與討論、分工合作，共同完成任務(wù)。在本單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將通過小組合作的方式來完成實(shí)踐活動(dòng)，共同解決遇到的問題。面對(duì)本單元的新知內(nèi)容，學(xué)生也可能存在一些挑戰(zhàn)，如物聯(lián)系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的理解、反饋與控制機(jī)制的掌握、以及復(fù)雜編程任務(wù)的完成等。教師需要在教學(xué)過程中采取有效的教學(xué)策略，幫助學(xué)生克服這些挑戰(zhàn)。（四）學(xué)習(xí)障礙突破策略針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能遇到的學(xué)習(xí)障礙，教師可以采取以下策略進(jìn)行突破：理論講解與實(shí)例演示相結(jié)合對(duì)于物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)、反饋與控制機(jī)制等抽象概念，教師可以通過理論講解與實(shí)例演示相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。通過簡(jiǎn)潔明了的語言介紹相關(guān)概念的基本原理和工作流程；然后，結(jié)合具體的實(shí)例演示，如物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)過程，幫助學(xué)生理解這些概念在實(shí)際中的應(yīng)用。通過實(shí)例演示，學(xué)生可以更直觀地感受物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理和各層之間的相互作用。動(dòng)手實(shí)踐與問題引導(dǎo)相結(jié)合動(dòng)手實(shí)踐是信息科技課程的重要組成部分，也是幫助學(xué)生理解抽象概念的有效途徑。在本單元的學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐來體驗(yàn)和掌握物聯(lián)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)過程。教師可以通過設(shè)置一系列問題來引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，如“物聯(lián)門鎖系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能的？”、“如何通過編程實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能？”等。通過問題引導(dǎo)，學(xué)生可以更深入地理解相關(guān)概念和工作原理，并培養(yǎng)解決問題的能力。小組合作與分享交流相結(jié)合小組合作是促進(jìn)學(xué)生相互學(xué)習(xí)和共同進(jìn)步的重要方式。在本單元的學(xué)習(xí)中，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣愛好進(jìn)行分組，每組分配一個(gè)具體的實(shí)踐活動(dòng)任務(wù)。通過小組合作，學(xué)生可以共同完成任務(wù)、分享經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)、相互啟發(fā)和幫助。教師可以組織學(xué)生進(jìn)行分享交流活動(dòng)，讓學(xué)生展示自己的實(shí)踐成果和學(xué)習(xí)心得，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自信心。提供豐富的學(xué)習(xí)資源和支持為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)本單元的內(nèi)容，教師可以提供豐富的學(xué)習(xí)資源和支持。例如，推薦相關(guān)的書籍、網(wǎng)站、視頻等學(xué)習(xí)資源供學(xué)生參考；提供必要的硬件設(shè)備和軟件工具供學(xué)生使用；建立學(xué)習(xí)交流平臺(tái)供學(xué)生交流心得和解決問題等。通過這些措施，學(xué)生可以更便捷地獲取新知識(shí)、解決疑難問題，從而提高學(xué)習(xí)效果。關(guān)注個(gè)體差異，實(shí)施差異化教學(xué)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣愛好都不同，因此教師在教學(xué)過程中應(yīng)關(guān)注個(gè)體差異，實(shí)施差異化教學(xué)。對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，教師可以提供更高層次的學(xué)習(xí)任務(wù)和挑戰(zhàn)，如設(shè)計(jì)更復(fù)雜的物聯(lián)系統(tǒng)實(shí)踐活動(dòng)或探索更高級(jí)的編程技術(shù)；對(duì)于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生，教師可以給予更多的關(guān)注和輔導(dǎo)，幫助他們克服學(xué)習(xí)困難、掌握基礎(chǔ)知識(shí)。通過差異化教學(xué)，教師可以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)每個(gè)學(xué)生的全面發(fā)展。強(qiáng)調(diào)信息安全與倫理道德教育在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐中，信息安全和倫理道德教育是不可或缺的重要內(nèi)容。教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中遵守信息安全規(guī)范和倫理道德原則的重要性，如保護(hù)個(gè)人隱私、尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)、遵守網(wǎng)絡(luò)法律法規(guī)等。通過案例分析、討論交流等方式，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)信息安全和倫理道德在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性，并培養(yǎng)他們的信息安全意識(shí)和倫理道德觀念。四、大主題或大概念設(shè)計(jì)本單元的大主題設(shè)計(jì)為“簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐”，旨在通過一系列實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生深入了解物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的基本原理和核心功能，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本架構(gòu)，理解數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的采集、傳輸、處理和控制過程，并能夠通過實(shí)踐探索，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)功能，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等。五、大單元目標(biāo)敘寫（一）信息意識(shí)信息感知與理解：學(xué)生能夠感知到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用，理解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、工作原理及其對(duì)社會(huì)生活的影響。信息價(jià)值判斷：學(xué)生能夠識(shí)別物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用價(jià)值，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何通過數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理，實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理。信息敏感度：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的敏感度，關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來社會(huì)中的應(yīng)用前景和潛在挑戰(zhàn)。（二）計(jì)算思維抽象與分解：學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)抽象為簡(jiǎn)單的功能模塊，理解各模塊之間的相互作用和關(guān)系。算法與邏輯：通過實(shí)踐探索，學(xué)生能夠理解并實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理算法，如RFID讀卡、MQTT消息訂閱等。模型構(gòu)建與驗(yàn)證：學(xué)生能夠利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備搭建簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)模型，通過編程和測(cè)試，驗(yàn)證模型的有效性和可靠性。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新數(shù)字資源利用：學(xué)生能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，查找并應(yīng)用相關(guān)的API和在線服務(wù)平臺(tái)。創(chuàng)新實(shí)踐：通過實(shí)踐探索，學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如刷卡開鎖系統(tǒng)、門鈴遠(yuǎn)程通知系統(tǒng)等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。合作探究：在小組合作中，學(xué)生能夠共同設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案，分享創(chuàng)新思路，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作和項(xiàng)目管理能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任信息安全意識(shí)：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸和處理過程中存在的安全隱患，了解數(shù)據(jù)加密、身份驗(yàn)證等安全措施的重要性。倫理規(guī)范：在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中，學(xué)生能夠遵守相關(guān)的倫理規(guī)范，尊重他人隱私和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。自主可控意識(shí)：了解自主可控技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的重要性，樹立科技自立自強(qiáng)的意識(shí)，關(guān)注國家信息安全。六、大單元教學(xué)重點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本架構(gòu)：重點(diǎn)講解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，幫助學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成和工作原理。物聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)踐探索：通過實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等，掌握物聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)方法和技巧。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。七、大單元教學(xué)難點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的抽象理解：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，如網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)編碼、安全加密等，對(duì)學(xué)生來說較為抽象。需要通過生動(dòng)形象的案例和實(shí)踐活動(dòng)，幫助學(xué)生建立直觀的認(rèn)識(shí)。硬件與軟件的協(xié)同工作：在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)過程中，需要硬件設(shè)備和軟件程序的協(xié)同工作。學(xué)生可能會(huì)遇到硬件連接、程序編寫、網(wǎng)絡(luò)配置等方面的問題，需要教師在課前做好充分的準(zhǔn)備和指導(dǎo)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新設(shè)計(jì)：鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)和生活實(shí)際，設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案。由于學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力存在差異，如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能并幫助他們將想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)是一個(gè)難點(diǎn)。針對(duì)這一問題，教師可以通過組織頭腦風(fēng)暴、案例分析、小組合作等方式，引導(dǎo)學(xué)生深入思考、廣泛討論，共同探索物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新路徑。教師還需要提供必要的技術(shù)支持和指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服實(shí)踐過程中的困難和挑戰(zhàn)。八、大單元整體教學(xué)思路教學(xué)目標(biāo)設(shè)定本單元教學(xué)以《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為指導(dǎo)，圍繞八年級(jí)《第三單元簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐》的教學(xué)內(nèi)容，旨在通過實(shí)踐探究的方式，引導(dǎo)學(xué)生深入理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并體驗(yàn)其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。本單元的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定涵蓋以下四個(gè)方面：（一）信息意識(shí)感知物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用：通過尋找身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，學(xué)生能夠意識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到日常生活的方方面面，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要性和應(yīng)用價(jià)值。理解物聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流動(dòng)：通過分解物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，學(xué)生能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和應(yīng)用過程，形成對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)作機(jī)制的基本認(rèn)識(shí)。辨別信息真?zhèn)闻c價(jià)值：在實(shí)踐過程中，學(xué)生能夠辨別物聯(lián)系統(tǒng)中采集到的數(shù)據(jù)的真?zhèn)魏蛢r(jià)值，學(xué)會(huì)從海量數(shù)據(jù)中提取有用信息，增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全意識(shí)。（二）計(jì)算思維抽象與分解問題：通過分解物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的功能，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)將復(fù)雜問題抽象為若干簡(jiǎn)單問題，并逐步分解，形成解決問題的基本思路。算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：在模擬實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等功能的過程中，學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的算法，體驗(yàn)算法在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用。邏輯推理與判斷：在編程實(shí)現(xiàn)物聯(lián)功能的過程中，學(xué)生能夠運(yùn)用邏輯推理和判斷能力，對(duì)代碼進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，確保功能的正確實(shí)現(xiàn)。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新數(shù)字化工具應(yīng)用：學(xué)生能夠熟練使用各種數(shù)字化工具，如物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、編程軟件等，進(jìn)行物聯(lián)功能的模擬實(shí)現(xiàn)?？鐚W(xué)科知識(shí)融合：通過跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，如在線數(shù)字氣象站的設(shè)計(jì)等，學(xué)生能夠綜合運(yùn)用信息科技、數(shù)學(xué)、物理、地理等多學(xué)科知識(shí)，提升綜合應(yīng)用能力。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：在探索物聯(lián)系統(tǒng)功能和設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)用的過程中，學(xué)生能夠發(fā)揮想象力，提出創(chuàng)新性的解決方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任遵守信息倫理與法規(guī)：在實(shí)踐過程中，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全的重要性，遵守信息倫理和法律法規(guī)，樹立正確的信息價(jià)值觀。負(fù)責(zé)任地共享信息：在團(tuán)隊(duì)合作中，學(xué)生能夠負(fù)責(zé)任地共享信息和資源，尊重他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和勞動(dòng)成果。增強(qiáng)自主可控意識(shí)：通過了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的自主可控技術(shù)，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到自主可控技術(shù)對(duì)國家安全和信息技術(shù)發(fā)展的重要性，增強(qiáng)自主可控意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)理解物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)及各層的功能。學(xué)會(huì)以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能，并形成解決問題的路徑。掌握物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作方法和編程技能。體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系，理解萬物互聯(lián)的基本原理。教學(xué)難點(diǎn)如何引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的物聯(lián)系統(tǒng)抽象為簡(jiǎn)單的問題進(jìn)行解決。如何幫助學(xué)生理解并掌握MQTT等物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的工作原理。如何指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，鼓勵(lì)他們提出創(chuàng)新性的解決方案。教學(xué)策略與方法教學(xué)策略情境導(dǎo)入：通過展示生活中常見的物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，如物聯(lián)公交站牌、共享單車等，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。任務(wù)驅(qū)動(dòng)：設(shè)計(jì)一系列具有層次性和挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究物聯(lián)系統(tǒng)的功能和原理。合作探究：鼓勵(lì)學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，通過合作探究的方式共同完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。實(shí)踐體驗(yàn)：提供豐富的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和編程環(huán)境，讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的魅力和應(yīng)用價(jià)值。教學(xué)方法講授法：通過教師的講解和演示，幫助學(xué)生理解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和原理。討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和交流，分享彼此的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，促進(jìn)思維的碰撞和融合。實(shí)驗(yàn)法：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作和編程實(shí)踐，讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。案例分析法：通過分析典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例，幫助學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。教學(xué)過程設(shè)計(jì)第11課物聯(lián)功能細(xì)分解引入新課：展示物聯(lián)公交站牌系統(tǒng)的圖片或視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)系統(tǒng)的功能和組成。新知講授：介紹物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)（感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層），并解釋各層的功能和作用?；顒?dòng)探究：讓學(xué)生尋找身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，并嘗試分析其功能和數(shù)據(jù)流動(dòng)過程。總結(jié)提升：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用價(jià)值。第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)舊知：回顧物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)及各層的功能。新知講授：介紹RFID技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，引出刷卡開鎖的功能?；顒?dòng)探究：指導(dǎo)學(xué)生連接RFID讀卡器模塊、主控板和舵機(jī)，模擬實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能。編程實(shí)踐：編寫程序?qū)崿F(xiàn)刷卡開鎖功能，并進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。拓展提升：嘗試實(shí)現(xiàn)用戶刷門禁卡時(shí)，在顯示屏上顯示用戶姓名的功能。第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到復(fù)習(xí)舊知：回顧刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)過程。新知講授：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋機(jī)制，引出門鈴遠(yuǎn)程通知的功能?；顒?dòng)探究：使用MQTT服務(wù)器搭建遠(yuǎn)程通知系統(tǒng)，模擬實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能。編程實(shí)踐：編寫程序?qū)崿F(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，并進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。拓展提升：嘗試使用不同的執(zhí)行器（如蜂鳴器）實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的通知。第14課遠(yuǎn)程控制更便捷復(fù)習(xí)舊知：回顧門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)過程。新知講授：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中的控制機(jī)制，引出遠(yuǎn)程控制開鎖的功能?；顒?dòng)探究：使用MQTT服務(wù)器搭建遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，模擬實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能。編程實(shí)踐：編寫程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，并進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。拓展提升：嘗試實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主控板之間的遠(yuǎn)程控制功能，并思考遠(yuǎn)程控制存在的安全隱患。第15課面容鑰匙顯智能復(fù)習(xí)舊知：回顧遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)過程。新知講授：介紹人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，引出刷臉開鎖的功能?；顒?dòng)探究：使用攝像頭和人臉識(shí)別平臺(tái)搭建刷臉開鎖系統(tǒng)，模擬實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能。編程實(shí)踐：編寫程序?qū)崿F(xiàn)刷臉開鎖功能，并進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。拓展提升：設(shè)計(jì)一個(gè)物聯(lián)考勤系統(tǒng)，利用人臉識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)生的出勤管理。學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)原則全面性：評(píng)價(jià)應(yīng)涵蓋信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任等多個(gè)方面，全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。過程性：評(píng)價(jià)應(yīng)注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和努力程度，而不僅僅是最終的學(xué)習(xí)成果。多元性：評(píng)價(jià)應(yīng)采用多種方式和手段進(jìn)行，包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目展示等。公正性：評(píng)價(jià)應(yīng)公平公正地對(duì)待每一位學(xué)生，避免主觀偏見和歧視。評(píng)價(jià)方式課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)：通過觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、討論交流情況、合作探究能力等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。作業(yè)完成情況評(píng)價(jià)：通過檢查學(xué)生的作業(yè)完成情況、編程實(shí)踐成果等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)：通過評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和處理能力等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。項(xiàng)目展示評(píng)價(jià)：通過組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目展示和交流活動(dòng)，評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等方面。評(píng)價(jià)內(nèi)容信息意識(shí)評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知和理解程度，以及對(duì)信息真?zhèn)魏蛢r(jià)值的辨別能力。計(jì)算思維評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)學(xué)生的抽象與分解問題能力、算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力、邏輯推理與判斷能力等方面。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)學(xué)生的數(shù)字化工具應(yīng)用能力、跨學(xué)科知識(shí)融合能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力等方面。信息社會(huì)責(zé)任評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)學(xué)生的信息倫理與法規(guī)遵守情況、信息共享的責(zé)任意識(shí)、自主可控意識(shí)等方面。通過以上教學(xué)思路的設(shè)計(jì)和實(shí)施，旨在引導(dǎo)學(xué)生深入理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)他們的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會(huì)責(zé)任，為他們未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。九、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)（一）信息意識(shí)教學(xué)目標(biāo)理解物聯(lián)網(wǎng)的組成與功能：學(xué)生能夠明確物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，理解物聯(lián)系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成，并能闡述各層的功能。識(shí)別物聯(lián)設(shè)備與應(yīng)用場(chǎng)景：學(xué)生能夠識(shí)別生活中的物聯(lián)設(shè)備，理解其在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的作用和價(jià)值。認(rèn)識(shí)物聯(lián)協(xié)議的重要性：學(xué)生能夠理解物聯(lián)協(xié)議在物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸中的作用，知道常見的物聯(lián)協(xié)議及其特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過分析身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，了解物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)及各層功能。能夠識(shí)別并描述生活中常見的物聯(lián)設(shè)備及其應(yīng)用場(chǎng)景。理解物聯(lián)協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性，知道RFID、藍(lán)牙、HTTP、MQTT等協(xié)議的特點(diǎn)。評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)定信息感知能力：學(xué)生能夠敏銳地感知到身邊的物聯(lián)設(shè)備及其應(yīng)用，能夠列舉并解釋至少三種物聯(lián)設(shè)備的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。信息價(jià)值判斷：學(xué)生能夠評(píng)估物聯(lián)設(shè)備在日常生活和學(xué)習(xí)中的價(jià)值，理解物聯(lián)設(shè)備如何提升生活質(zhì)量和效率。信息安全意識(shí)：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)設(shè)備在使用過程中的安全隱患，了解保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全的重要性。（二）計(jì)算思維教學(xué)目標(biāo)分解物聯(lián)功能：學(xué)生能夠以數(shù)據(jù)為核心，將復(fù)雜的物聯(lián)功能分解為簡(jiǎn)單的輸入輸出模塊，理解各模塊之間的關(guān)聯(lián)。實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單物聯(lián)功能：學(xué)生能夠利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過編程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的物聯(lián)功能，如刷卡開鎖、門鈴?fù)ㄖ?。理解反饋與控制：學(xué)生能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋與控制機(jī)制，知道如何通過編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)。能夠利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，理解電子標(biāo)簽編碼的唯一性。了解物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋與控制機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知和遠(yuǎn)程控制開鎖功能。評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)定抽象與分解能力：學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的物聯(lián)功能抽象為簡(jiǎn)單的輸入輸出模塊，并能夠準(zhǔn)確描述各模塊之間的關(guān)聯(lián)。算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力：學(xué)生能夠根據(jù)需求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的算法，并通過編程實(shí)現(xiàn)物聯(lián)功能，如刷卡開鎖、門鈴?fù)ㄖ?。系統(tǒng)思維能力：學(xué)生能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋與控制機(jī)制，知道如何通過編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并能夠分析并解決物聯(lián)系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單問題。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新教學(xué)目標(biāo)利用數(shù)字工具探索物聯(lián)功能：學(xué)生能夠利用數(shù)字工具和平臺(tái)，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，探索并實(shí)現(xiàn)物聯(lián)功能。開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)：學(xué)生能夠結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，如數(shù)學(xué)、物理等，開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有創(chuàng)新性的物聯(lián)應(yīng)用。培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)：學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有獨(dú)特性的物聯(lián)功能，提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠利用MQTT服務(wù)器實(shí)現(xiàn)物聯(lián)設(shè)備的遠(yuǎn)程通知和控制功能。了解人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理，能夠利用攝像頭實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別功能。結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有創(chuàng)新性的物聯(lián)應(yīng)用，如物聯(lián)考勤系統(tǒng)等。評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)定數(shù)字工具應(yīng)用能力：學(xué)生能夠熟練掌握數(shù)字工具和平臺(tái)的使用方法，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，并能夠利用這些工具實(shí)現(xiàn)物聯(lián)功能?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)能力：學(xué)生能夠結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有創(chuàng)新性的物聯(lián)應(yīng)用，體現(xiàn)跨學(xué)科融合的能力。創(chuàng)新能力：學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有獨(dú)特性的物聯(lián)功能，體現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任教學(xué)目標(biāo)遵守信息倫理與法規(guī)：學(xué)生能夠理解并遵守信息倫理與法規(guī)，知道在物聯(lián)設(shè)備使用過程中應(yīng)保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。負(fù)責(zé)任地共享信息：學(xué)生能夠負(fù)責(zé)任地共享物聯(lián)設(shè)備的信息資源，尊重他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和個(gè)人隱私。增強(qiáng)自主可控意識(shí)：學(xué)生能夠理解自主可控技術(shù)在物聯(lián)設(shè)備中的重要性，增強(qiáng)自主可控意識(shí)，為國家信息安全作出貢獻(xiàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)在物聯(lián)設(shè)備使用過程中，能夠遵守信息倫理與法規(guī)，保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。能夠負(fù)責(zé)任地共享物聯(lián)設(shè)備的信息資源，尊重他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和個(gè)人隱私。理解自主可控技術(shù)在物聯(lián)設(shè)備中的重要性，增強(qiáng)自主可控意識(shí)。評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)定信息倫理與法規(guī)意識(shí)：學(xué)生能夠明確信息倫理與法規(guī)的基本要求，知道在物聯(lián)設(shè)備使用過程中應(yīng)遵守哪些規(guī)定，并能夠自覺遵守。信息共享與責(zé)任意識(shí)：學(xué)生能夠負(fù)責(zé)任地共享物聯(lián)設(shè)備的信息資源，尊重他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和個(gè)人隱私，體現(xiàn)良好的信息共享與責(zé)任意識(shí)。自主可控意識(shí)：學(xué)生能夠理解自主可控技術(shù)在物聯(lián)設(shè)備中的重要性，認(rèn)識(shí)到自主可控技術(shù)對(duì)于國家信息安全的意義，增強(qiáng)自主可控意識(shí)，并能夠在日常學(xué)習(xí)和生活中積極踐行。學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)總結(jié)在《第三單元簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐》的教學(xué)中，學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)應(yīng)圍繞信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面展開。通過明確的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)和評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)定，教師可以全面評(píng)估學(xué)生在物聯(lián)系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。教師還應(yīng)注重評(píng)價(jià)方式的多樣性和評(píng)價(jià)過程的持續(xù)性，通過課堂觀察、作業(yè)評(píng)價(jià)、項(xiàng)目展示等多種方式，全面、客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和進(jìn)步情況。十、大單元實(shí)施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖一、大單元實(shí)施思路本單元圍繞“簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐”這一主題，旨在通過一系列實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生了解物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，掌握物聯(lián)網(wǎng)中的基本功能和實(shí)現(xiàn)原理，并體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系。通過分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)，并動(dòng)手實(shí)踐實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等功能。通過本單元的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會(huì)責(zé)任。具體實(shí)施思路如下：引入物聯(lián)系統(tǒng)：通過生活中的物聯(lián)系統(tǒng)案例，如物聯(lián)公交站牌、共享單車等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)。分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，了解物聯(lián)門鎖的工作過程和實(shí)現(xiàn)原理。分解物聯(lián)功能：以刷卡開鎖功能為例，通過數(shù)據(jù)流分析，了解刷卡開鎖的工作流程，并動(dòng)手實(shí)踐模擬實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能。分解物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的其他功能，如門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖，了解每個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)過程和所需硬件。動(dòng)手實(shí)踐：使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，模擬實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等功能。通過編程和硬件連接，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證功能實(shí)現(xiàn)的效果?？偨Y(jié)提升：總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和各層功能，了解物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)系統(tǒng)的安全性和隱私保護(hù)問題，培養(yǎng)學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定（一）信息意識(shí)能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)。能夠分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)。能夠評(píng)估物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息的價(jià)值和可靠性，識(shí)別數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的重要性。（二）計(jì)算思維能夠?qū)⑽锫?lián)系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，理解各模塊之間的相互作用。能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。能夠通過調(diào)試和優(yōu)化程序，提高解決問題的能力和計(jì)算思維水平。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能夠利用數(shù)字化工具和資源，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，開展物聯(lián)功能的實(shí)踐活動(dòng)。能夠在實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)新性地提出和實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等。能夠通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提高數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，了解數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)。能夠在使用物聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，遵守相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范，保護(hù)個(gè)人隱私和信息安全。能夠積極參與物聯(lián)系統(tǒng)的安全管理和隱私保護(hù)，提高信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。三、教學(xué)結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐│├──引入物聯(lián)系統(tǒng)│├──物聯(lián)系統(tǒng)案例│├──物聯(lián)系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)│└──物聯(lián)門鎖系統(tǒng)核心功能│├──分解物聯(lián)功能│├──刷卡開鎖功能分析│├──門鈴遠(yuǎn)程通知功能分析│├──遠(yuǎn)程控制開鎖功能分析│└──刷臉開鎖功能分析│├──動(dòng)手實(shí)踐│├──刷卡開鎖功能實(shí)現(xiàn)│├──門鈴遠(yuǎn)程通知功能實(shí)現(xiàn)│├──遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)現(xiàn)│└──刷臉開鎖功能實(shí)現(xiàn)│└──總結(jié)提升├──物聯(lián)系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)總結(jié)├──物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能關(guān)系├──物聯(lián)系統(tǒng)安全性與隱私保護(hù)└──信息社會(huì)責(zé)任培養(yǎng)四、具體教學(xué)實(shí)施步驟第11課物聯(lián)功能細(xì)分解教學(xué)目標(biāo)：了解物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)及各層功能。分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)。教學(xué)實(shí)施步驟：引入新課：展示物聯(lián)公交站牌系統(tǒng)的圖片或視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)到站提醒功能。引導(dǎo)學(xué)生分析物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。講解物聯(lián)門鎖系統(tǒng)：介紹物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的基本概念和應(yīng)用場(chǎng)景。分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖。分解物聯(lián)門鎖功能：以刷卡開鎖功能為例，通過數(shù)據(jù)流分析，了解刷卡開鎖的工作流程。引導(dǎo)學(xué)生思考其他功能的實(shí)現(xiàn)過程和所需硬件。課堂活動(dòng)：分組討論物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的其他功能，并填寫功能分析表。分享討論結(jié)果，教師點(diǎn)評(píng)。課堂總結(jié)：總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和各層功能。強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)：了解刷卡開鎖的工作流程。實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，體會(huì)電子標(biāo)簽編碼的唯一性。教學(xué)實(shí)施步驟：復(fù)習(xí)舊知：回顧物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能。講解刷卡開鎖原理：介紹RFID門鎖系統(tǒng)的工作原理，包括電子標(biāo)簽、讀卡器、控制模塊和鎖體等組成部分。分析刷卡開鎖的工作流程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、RFID讀卡器模塊和舵機(jī)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行刷卡開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)電子標(biāo)簽編碼的唯一性在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到教學(xué)目標(biāo)：了解門鈴遠(yuǎn)程通知的工作過程，認(rèn)識(shí)物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋。實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，了解使用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)的方法。教學(xué)實(shí)施步驟：復(fù)習(xí)舊知：回顧刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解門鈴遠(yuǎn)程通知原理：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中反饋的概念和作用。分析門鈴遠(yuǎn)程通知功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、按鍵傳感器和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行門鈴遠(yuǎn)程通知功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)反饋在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用和價(jià)值。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第14課遠(yuǎn)程控制更便捷教學(xué)目標(biāo)：了解物聯(lián)系統(tǒng)中控制實(shí)現(xiàn)的過程，知道反饋與控制的關(guān)系。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，體會(huì)控制在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用。教學(xué)實(shí)施步驟：復(fù)習(xí)舊知：回顧門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解遠(yuǎn)程控制原理：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中人工控制和自動(dòng)控制的概念和區(qū)別。分析遠(yuǎn)程控制開鎖功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、按鍵傳感器、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)反饋與控制在物聯(lián)系統(tǒng)中的相互作用和重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)刷臉開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第15課面容鑰匙顯智能教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)人臉識(shí)別技術(shù)，了解機(jī)器識(shí)別人臉的基本過程。實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能，體會(huì)人工智能帶來的智能生活。教學(xué)實(shí)施步驟：復(fù)習(xí)舊知：回顧遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解人臉識(shí)別技術(shù)：介紹人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。分析機(jī)器識(shí)別人臉的基本過程，包括人臉檢測(cè)、特征提取和匹配等步驟。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、攝像頭、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行刷臉開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)刷臉開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)人工智能在物聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。作業(yè)布置：設(shè)計(jì)一個(gè)物聯(lián)考勤系統(tǒng)，要求能夠識(shí)別人臉并通過MQTT服務(wù)器實(shí)時(shí)推送出勤信息。五、教學(xué)反思通過本單元的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生不僅了解了物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)，還掌握了物聯(lián)網(wǎng)中的基本功能和實(shí)現(xiàn)原理。通過動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生親身體驗(yàn)了刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等功能的實(shí)現(xiàn)過程，提高了計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。通過討論物聯(lián)系統(tǒng)的安全性和隱私保護(hù)問題，培養(yǎng)了學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任。在今后的教學(xué)中，可以進(jìn)一步拓展物聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景和功能，引導(dǎo)學(xué)生深入探究物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)一、大情境設(shè)計(jì)在信息科技迅猛發(fā)展的今天，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)深入到人們生活的各個(gè)方面，為我們的生活帶來了前所未有的便捷與智能。智慧校園作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了校園管理的智能化、高效化。本單元以“智慧校園建設(shè)”為大情境，通過模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的功能，引導(dǎo)學(xué)生深入了解物聯(lián)網(wǎng)的基本原理和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力以及信息社會(huì)責(zé)任。二、大任務(wù)設(shè)計(jì)（一）大任務(wù)名稱智慧校園物聯(lián)門鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（二）大任務(wù)目標(biāo)1.信息意識(shí)學(xué)生能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的重要性。學(xué)生能夠分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的功能需求，認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何提升校園管理的效率和安全性。2.計(jì)算思維學(xué)生能夠?qū)⑽锫?lián)門鎖系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，理解各模塊之間的相互作用。學(xué)生能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，提高解決問題的能力。3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新學(xué)生能夠利用數(shù)字化工具和資源，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，開展物聯(lián)功能的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生能夠在實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)新性地提出和實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等，提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。4.信息社會(huì)責(zé)任學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，了解數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)。學(xué)生能夠在使用物聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，遵守相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范，保護(hù)個(gè)人隱私和信息安全。（三）大任務(wù)內(nèi)容1.任務(wù)引入情境描述：隨著智慧校園建設(shè)的推進(jìn)，學(xué)校計(jì)劃引入一套物聯(lián)門鎖系統(tǒng)，以提高校園管理的智能化水平。該系統(tǒng)需要具備刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等功能，以滿足不同場(chǎng)景下的需求。任務(wù)目標(biāo)：作為信息科技課程的學(xué)生，你將參與到物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中來，通過實(shí)踐活動(dòng)，深入了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用。2.任務(wù)分解2.1物聯(lián)功能細(xì)分解目標(biāo)：了解物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)及各層功能，分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能?；顒?dòng)：分析物聯(lián)公交站牌系統(tǒng)的工作過程，引出物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。聚焦物聯(lián)門鎖系統(tǒng)，分析其核心功能：刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖。以數(shù)據(jù)流為核心，將每個(gè)功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，并填寫功能分析表。2.2刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：了解刷卡開鎖的工作流程，實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能?；顒?dòng)：介紹RFID門鎖系統(tǒng)的工作原理，包括電子標(biāo)簽、讀卡器、控制模塊和鎖體等組成部分。分析刷卡開鎖的工作流程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。使用主控板、RFID讀卡器模塊和舵機(jī)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，編程實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.3門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到目標(biāo)：了解門鈴遠(yuǎn)程通知的工作過程，實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能?；顒?dòng)：認(rèn)識(shí)物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋，了解通知是反饋的一種方式。分析門鈴遠(yuǎn)程通知功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。使用主控板、按鍵傳感器和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，編程實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.4遠(yuǎn)程控制更便捷目標(biāo)：了解物聯(lián)系統(tǒng)中控制實(shí)現(xiàn)的過程，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能?；顒?dòng)：認(rèn)識(shí)物聯(lián)系統(tǒng)中的控制，了解反饋與控制的關(guān)系。分析遠(yuǎn)程控制開鎖功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。使用主控板、按鍵傳感器、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.5面容鑰匙顯智能目標(biāo)：認(rèn)識(shí)人臉識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能?；顒?dòng)：介紹人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。分析機(jī)器識(shí)別人臉的基本過程，包括人臉檢測(cè)、特征提取和匹配等步驟。使用主控板、攝像頭、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，編程實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.任務(wù)實(shí)施3.1小組分工與合作分組：將學(xué)生分為若干小組，每組4-5人，每組負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的一個(gè)功能。分工：每組內(nèi)部進(jìn)行分工，明確各自的任務(wù)和責(zé)任，如硬件搭建、編程實(shí)現(xiàn)、測(cè)試驗(yàn)證等。合作：各小組之間加強(qiáng)交流與合作，共同解決遇到的問題，分享經(jīng)驗(yàn)和成果。3.2硬件搭建與編程實(shí)現(xiàn)硬件搭建：根據(jù)任務(wù)需求，選擇合適的硬件設(shè)備進(jìn)行搭建，如主控板、傳感器、執(zhí)行器等。編程實(shí)現(xiàn)：根據(jù)功能分析表，編寫相應(yīng)的程序代碼，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。測(cè)試驗(yàn)證：對(duì)搭建好的硬件設(shè)備和編寫的程序進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，確保功能實(shí)現(xiàn)正確無誤。3.3成果展示與分享成果展示：各小組展示自己實(shí)現(xiàn)的物聯(lián)門鎖系統(tǒng)功能，包括硬件搭建、編程實(shí)現(xiàn)和測(cè)試驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。分享交流：各小組分享自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成果，互相學(xué)習(xí)和借鑒，共同提高。教師點(diǎn)評(píng)：教師對(duì)各小組的展示成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足之處，提出改進(jìn)建議。4.任務(wù)總結(jié)與反思任務(wù)總結(jié)：回顧整個(gè)大任務(wù)的實(shí)施過程，總結(jié)各小組的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成果，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的重要性。反思提升：引導(dǎo)學(xué)生反思在實(shí)踐過程中遇到的問題和困難，思考如何改進(jìn)和提高。鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)深入探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過以上大情境、大任務(wù)的設(shè)計(jì)，學(xué)生將在實(shí)踐中深入了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，培養(yǎng)信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力以及信息社會(huì)責(zé)任。通過小組合作與交流，學(xué)生將提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決問題的能力，為未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。十二、單元學(xué)歷案（一）單元主題與課時(shí)單元主題：簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐課時(shí)設(shè)計(jì)：第11課：物聯(lián)功能細(xì)分解第12課：刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)第13課：門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到第14課：遠(yuǎn)程控制更便捷第15課：面容鑰匙顯智能（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）信息意識(shí)能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)。能夠分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)。能夠評(píng)估物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息的價(jià)值和可靠性，識(shí)別數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的重要性。（二）計(jì)算思維能夠?qū)⑽锫?lián)系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，理解各模塊之間的相互作用。能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。能夠通過調(diào)試和優(yōu)化程序，提高解決問題的能力和計(jì)算思維水平。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能夠利用數(shù)字化工具和資源，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，開展物聯(lián)功能的實(shí)踐活動(dòng)。能夠在實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)新性地提出和實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等。能夠通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提高數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，了解數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)。能夠在使用物聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，遵守相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范，保護(hù)個(gè)人隱私和信息安全。能夠積極參與物聯(lián)系統(tǒng)的安全管理和隱私保護(hù)，提高信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。（三）評(píng)價(jià)任務(wù)課堂參與度：觀察學(xué)生在課堂上的討論、提問和回答問題的積極性，評(píng)價(jià)其學(xué)習(xí)態(tài)度和參與度。功能分析表：通過學(xué)生填寫的物聯(lián)門鎖系統(tǒng)功能分析表，評(píng)價(jià)其分析物聯(lián)系統(tǒng)核心功能的能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告：要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、結(jié)果和反思，評(píng)價(jià)其實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。創(chuàng)意方案：鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等，評(píng)價(jià)其創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。小組合作評(píng)價(jià)：通過小組合作完成任務(wù)，評(píng)價(jià)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。（四）學(xué)習(xí)過程第11課物聯(lián)功能細(xì)分解引入新課：展示物聯(lián)公交站牌系統(tǒng)的圖片或視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)到站提醒功能。引導(dǎo)學(xué)生分析物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。講解物聯(lián)門鎖系統(tǒng)：介紹物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的基本概念和應(yīng)用場(chǎng)景。分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖。分解物聯(lián)門鎖功能：以刷卡開鎖功能為例，通過數(shù)據(jù)流分析，了解刷卡開鎖的工作流程。引導(dǎo)學(xué)生思考其他功能的實(shí)現(xiàn)過程和所需硬件。課堂活動(dòng)：分組討論物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的其他功能，并填寫功能分析表。分享討論結(jié)果，教師點(diǎn)評(píng)。課堂總結(jié)：總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和各層功能。強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)舊知：回顧物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能。講解刷卡開鎖原理：介紹RFID門鎖系統(tǒng)的工作原理，包括電子標(biāo)簽、讀卡器、控制模塊和鎖體等組成部分。分析刷卡開鎖的工作流程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、RFID讀卡器模塊和舵機(jī)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行刷卡開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)電子標(biāo)簽編碼的唯一性在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到復(fù)習(xí)舊知：回顧刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解門鈴遠(yuǎn)程通知原理：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中反饋的概念和作用。分析門鈴遠(yuǎn)程通知功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、按鍵傳感器和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行門鈴遠(yuǎn)程通知功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)反饋在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用和價(jià)值。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第14課遠(yuǎn)程控制更便捷復(fù)習(xí)舊知：回顧門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解遠(yuǎn)程控制原理：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中人工控制和自動(dòng)控制的概念和區(qū)別。分析遠(yuǎn)程控制開鎖功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、按鍵傳感器、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)反饋與控制在物聯(lián)系統(tǒng)中的相互作用和重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)刷臉開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。第15課面容鑰匙顯智能復(fù)習(xí)舊知：回顧遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解人臉識(shí)別技術(shù)：介紹人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。分析機(jī)器識(shí)別人臉的基本過程，包括人臉檢測(cè)、特征提取和匹配等步驟。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、攝像頭、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行刷臉開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)刷臉開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)人工智能在物聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。作業(yè)布置：設(shè)計(jì)一個(gè)物聯(lián)考勤系統(tǒng)，要求能夠識(shí)別人臉并通過MQTT服務(wù)器實(shí)時(shí)推送出勤信息。（五）作業(yè)與檢測(cè)作業(yè)：完成每次課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉襟E、結(jié)果和反思。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等，并撰寫設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)報(bào)告。檢測(cè)：通過課堂測(cè)試和實(shí)驗(yàn)考核，檢查學(xué)生對(duì)物聯(lián)系統(tǒng)基本原理和功能的掌握情況。通過項(xiàng)目展示和匯報(bào)，評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。（六）學(xué)后反思通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅了解了物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)，還掌握了物聯(lián)網(wǎng)中的基本功能和實(shí)現(xiàn)原理。通過動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生親身體驗(yàn)了刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖等功能的實(shí)現(xiàn)過程，提高了計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。通過討論物聯(lián)系統(tǒng)的安全性和隱私保護(hù)問題，培養(yǎng)了學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任。在未來的教學(xué)中，可以進(jìn)一步拓展物聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景和功能，引導(dǎo)學(xué)生深入探究物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。也可以加強(qiáng)與其他學(xué)科的融合，如數(shù)學(xué)、物理、地理等，開展跨學(xué)科的主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。十三、學(xué)科實(shí)踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)通過本單元的學(xué)科實(shí)踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生將深入理解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其功能實(shí)現(xiàn)原理，掌握物聯(lián)網(wǎng)中常見功能的實(shí)現(xiàn)方法，并通過實(shí)踐活動(dòng)提升信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會(huì)責(zé)任。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）信息意識(shí)識(shí)別物聯(lián)系統(tǒng)：學(xué)生能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，理解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)（感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層）。分析物聯(lián)功能：學(xué)生能夠分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，理解以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的方法。評(píng)估數(shù)據(jù)價(jià)值：學(xué)生能夠評(píng)估物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息的價(jià)值和可靠性，認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的重要性。（二）計(jì)算思維功能分解：學(xué)生能夠?qū)⑽锫?lián)系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，理解各模塊之間的相互作用。編程實(shí)現(xiàn)：學(xué)生能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖。調(diào)試優(yōu)化：學(xué)生能夠通過調(diào)試和優(yōu)化程序，提高解決問題的能力和計(jì)算思維水平。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新利用數(shù)字化工具：學(xué)生能夠利用數(shù)字化工具和資源，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，開展物聯(lián)功能的實(shí)踐活動(dòng)。創(chuàng)新功能設(shè)計(jì)：學(xué)生能夠在實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)新性地提出和實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)：學(xué)生能夠通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將信息科技與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，提高數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任認(rèn)識(shí)安全挑戰(zhàn)：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，了解數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)。遵守法律法規(guī)：學(xué)生能夠在使用物聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，遵守相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范，保護(hù)個(gè)人隱私和信息安全。參與安全管理：學(xué)生能夠積極參與物聯(lián)系統(tǒng)的安全管理和隱私保護(hù)，提高信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。三、作業(yè)目標(biāo)設(shè)定（一）信息意識(shí)觀察物聯(lián)系統(tǒng)：觀察并記錄身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，如智能家居、共享單車等，分析其工作原理和數(shù)據(jù)傳輸方式。分析數(shù)據(jù)價(jià)值：分析物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息，評(píng)估其價(jià)值和可靠性，并思考如何保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。（二）計(jì)算思維功能分解報(bào)告：選擇一個(gè)物聯(lián)系統(tǒng)，將其功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，并撰寫功能分解報(bào)告。編程實(shí)踐：利用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的某一功能，并編寫實(shí)現(xiàn)過程和結(jié)果報(bào)告。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)新功能設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的創(chuàng)新功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等，并撰寫功能設(shè)計(jì)報(bào)告和實(shí)現(xiàn)過程?？鐚W(xué)科應(yīng)用：結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)跨學(xué)科的物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用案例，如結(jié)合地理知識(shí)設(shè)計(jì)校園氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。（四）信息社會(huì)責(zé)任隱私保護(hù)方案：針對(duì)物聯(lián)系統(tǒng)可能存在的隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)一份隱私保護(hù)方案，并闡述其可行性和有效性。法律法規(guī)學(xué)習(xí)：學(xué)習(xí)并總結(jié)與物聯(lián)系統(tǒng)相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范，撰寫學(xué)習(xí)心得和體會(huì)。四、學(xué)科實(shí)踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（一）活動(dòng)一：物聯(lián)系統(tǒng)觀察與分析活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組觀察并記錄身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，如智能家居、共享單車、物聯(lián)公交站牌等。分析每個(gè)物聯(lián)系統(tǒng)的工作原理和數(shù)據(jù)傳輸方式，理解其感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的功能。評(píng)估物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息的價(jià)值和可靠性，思考如何保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。活動(dòng)目標(biāo)：提升學(xué)生的信息意識(shí)，使其能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)并理解其工作原理。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)評(píng)估能力，認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的重要性。（二）活動(dòng)二：刷卡開鎖功能實(shí)現(xiàn)活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組利用RFID讀卡器模塊、主控板和舵機(jī)等硬件設(shè)備，搭建刷卡開鎖實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，包括讀取電子標(biāo)簽編號(hào)、判斷編號(hào)是否在合法列表中、控制舵機(jī)模擬開鎖等步驟。測(cè)試并優(yōu)化程序，確保刷卡開鎖功能穩(wěn)定可靠?；顒?dòng)目標(biāo)：提升學(xué)生的計(jì)算思維，使其能夠?qū)⑽锫?lián)系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。培養(yǎng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力，通過動(dòng)手實(shí)踐掌握刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)方法。（三）活動(dòng)三：門鈴遠(yuǎn)程通知功能實(shí)現(xiàn)活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組利用主控板、按鍵傳感器和MQTT服務(wù)器等硬件設(shè)備，搭建門鈴遠(yuǎn)程通知實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，包括按鍵傳感器采集門鈴狀態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)布消息至MQTT服務(wù)器、訂閱消息并顯示通知等步驟。測(cè)試并優(yōu)化程序，確保門鈴遠(yuǎn)程通知功能穩(wěn)定可靠?；顒?dòng)目標(biāo)：提升學(xué)生的計(jì)算思維，使其能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋機(jī)制。培養(yǎng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力，通過動(dòng)手實(shí)踐掌握門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)方法。（四）活動(dòng)四：遠(yuǎn)程控制開鎖功能實(shí)現(xiàn)活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組利用主控板、按鍵傳感器、舵機(jī)和MQTT服務(wù)器等硬件設(shè)備，搭建遠(yuǎn)程控制開鎖實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能，包括按鍵傳感器采集控制指令、發(fā)布消息至MQTT服務(wù)器、訂閱消息并控制舵機(jī)開鎖等步驟。測(cè)試并優(yōu)化程序，確保遠(yuǎn)程控制開鎖功能穩(wěn)定可靠?；顒?dòng)目標(biāo)：提升學(xué)生的計(jì)算思維，使其能夠理解物聯(lián)系統(tǒng)中的控制機(jī)制。培養(yǎng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力，通過動(dòng)手實(shí)踐掌握遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)方法。（五）活動(dòng)五：刷臉開鎖功能實(shí)現(xiàn)與跨學(xué)科應(yīng)用活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組利用攝像頭、主控板和MQTT服務(wù)器等硬件設(shè)備，搭建刷臉開鎖實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能，包括攝像頭采集人臉數(shù)據(jù)、進(jìn)行人臉識(shí)別、發(fā)布消息至MQTT服務(wù)器、訂閱消息并控制舵機(jī)開鎖等步驟。結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)跨學(xué)科的物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用案例，如結(jié)合地理知識(shí)設(shè)計(jì)校園氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?；顒?dòng)目標(biāo)：提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，使其能夠利用人工智能技術(shù)進(jìn)行物聯(lián)系統(tǒng)功能的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作將信息科技與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合。五、活動(dòng)反思與總結(jié)活動(dòng)反思：在每個(gè)活動(dòng)結(jié)束后，組織學(xué)生進(jìn)行反思和總結(jié)，討論活動(dòng)過程中遇到的問題和解決方法。引導(dǎo)學(xué)生思考如何進(jìn)一步優(yōu)化程序和功能實(shí)現(xiàn)方法，提高其計(jì)算思維和編程實(shí)踐能力。總結(jié)提升：總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和各層功能，強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的重要性。引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)系統(tǒng)的安全性和隱私保護(hù)問題，培養(yǎng)其信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和生活中繼續(xù)探索和實(shí)踐物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為未來的科技創(chuàng)新和發(fā)展做出貢獻(xiàn)。十四、大單元作業(yè)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)本單元“簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐”的教學(xué)目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生通過一系列實(shí)踐活動(dòng)，深入了解物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，掌握物聯(lián)網(wǎng)中的基本功能和實(shí)現(xiàn)原理，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會(huì)責(zé)任。具體目標(biāo)如下：（一）信息意識(shí)能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)。能夠分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)。能夠評(píng)估物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息的價(jià)值和可靠性，識(shí)別數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的重要性。（二）計(jì)算思維能夠?qū)⑽锫?lián)系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，理解各模塊之間的相互作用。能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。能夠通過調(diào)試和優(yōu)化程序，提高解決問題的能力和計(jì)算思維水平。（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能夠利用數(shù)字化工具和資源，如MQTT服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)等，開展物聯(lián)功能的實(shí)踐活動(dòng)。能夠在實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)新性地提出和實(shí)現(xiàn)物聯(lián)系統(tǒng)的其他功能，如指紋開鎖、密碼開鎖等。能夠通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提高數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。（四）信息社會(huì)責(zé)任能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，了解數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)。能夠在使用物聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，遵守相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范，保護(hù)個(gè)人隱私和信息安全。能夠積極參與物聯(lián)系統(tǒng)的安全管理和隱私保護(hù)，提高信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。二、作業(yè)目標(biāo)設(shè)定第11課物聯(lián)功能細(xì)分解信息意識(shí)觀察并記錄生活中遇到的物聯(lián)系統(tǒng)，如智能家居、共享單車等，描述其基本功能。繪制物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)圖，解釋各層的功能和作用。計(jì)算思維分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，如刷卡開鎖、遠(yuǎn)程控制等，將每個(gè)功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。設(shè)計(jì)表格，記錄物聯(lián)門鎖系統(tǒng)各功能的數(shù)據(jù)流和關(guān)鍵要素。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新利用網(wǎng)絡(luò)資源，查找物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用的典型案例，分析其工作原理和實(shí)現(xiàn)過程。小組合作，設(shè)計(jì)一個(gè)新的物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用，描述其功能和實(shí)現(xiàn)方式。信息社會(huì)責(zé)任討論物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，提出保護(hù)隱私和信息安全的建議。分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的安全性，指出潛在的安全隱患，并提出改進(jìn)措施。第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)信息意識(shí)解釋RFID門鎖系統(tǒng)的工作原理，比較其與傳統(tǒng)機(jī)械鎖的區(qū)別。分析刷卡開鎖功能的數(shù)據(jù)流，說明電子標(biāo)簽編碼的唯一性在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性。計(jì)算思維設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能的算法，包括數(shù)據(jù)讀取、比對(duì)和開鎖指令發(fā)送的過程。使用編程語言和硬件模塊，編寫實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能的程序。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，搭建RFID門鎖系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。嘗試改進(jìn)刷卡開鎖功能，提高其穩(wěn)定性和安全性。信息社會(huì)責(zé)任討論RFID門鎖系統(tǒng)的隱私保護(hù)問題，提出加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的措施。分析RFID技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，思考其對(duì)社會(huì)的影響和潛在風(fēng)險(xiǎn)。第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到信息意識(shí)解釋物聯(lián)系統(tǒng)中反饋的概念和作用，舉例說明反饋在物聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用。分析門鈴遠(yuǎn)程通知功能的工作過程，說明其如何實(shí)現(xiàn)跨地域的通知功能。計(jì)算思維設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的算法，包括數(shù)據(jù)采集、傳輸和通知的過程。使用MQTT服務(wù)器，編寫實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的程序。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，搭建門鈴遠(yuǎn)程通知功能的模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。嘗試使用不同的執(zhí)行器（如蜂鳴器、顯示屏等）實(shí)現(xiàn)通知功能，比較其優(yōu)缺點(diǎn)。信息社會(huì)責(zé)任討論門鈴遠(yuǎn)程通知功能的隱私保護(hù)問題，提出加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的措施。分析物聯(lián)系統(tǒng)中反饋機(jī)制的應(yīng)用場(chǎng)景，思考其對(duì)提高生活質(zhì)量和社會(huì)效率的作用。第14課遠(yuǎn)程控制更便捷信息意識(shí)解釋物聯(lián)系統(tǒng)中人工控制和自動(dòng)控制的概念和區(qū)別，舉例說明兩者在物聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用。分析遠(yuǎn)程控制開鎖功能的工作過程，說明其如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。計(jì)算思維設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的算法，包括指令發(fā)送、接收和執(zhí)行的過程。使用MQTT服務(wù)器，編寫實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的程序。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，搭建遠(yuǎn)程控制開鎖功能的模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。嘗試改進(jìn)遠(yuǎn)程控制功能，提高其響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。信息社會(huì)責(zé)任討論遠(yuǎn)程控制功能的安全性問題，提出加強(qiáng)身份驗(yàn)證和訪問控制的措施。分析遠(yuǎn)程控制技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，思考其對(duì)社會(huì)的影響和潛在風(fēng)險(xiǎn)。第15課面容鑰匙顯智能信息意識(shí)解釋人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，說明其在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用。分析刷臉開鎖功能的工作過程，說明其如何實(shí)現(xiàn)智能開鎖功能。計(jì)算思維設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能的算法，包括人臉檢測(cè)、特征提取和匹配的過程。使用攝像頭和人臉識(shí)別平臺(tái)，編寫實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能的程序。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，搭建刷臉開鎖功能的模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。嘗試結(jié)合其他技術(shù)（如指紋識(shí)別、語音識(shí)別等），設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多模態(tài)生物識(shí)別開鎖功能。信息社會(huì)責(zé)任討論刷臉開鎖功能的隱私保護(hù)問題，提出加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的措施。分析人臉識(shí)別技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，思考其對(duì)社會(huì)的影響和潛在風(fēng)險(xiǎn)，討論如何合理、合規(guī)地使用這項(xiàng)技術(shù)。三、作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施第11課物聯(lián)功能細(xì)分解作業(yè)1：觀察與記錄內(nèi)容：觀察并記錄生活中遇到的物聯(lián)系統(tǒng)，如智能家居、共享單車等，描述其基本功能。形式：文字記錄+照片或視頻要求：詳細(xì)描述物聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景、工作過程和核心功能，附上相關(guān)照片或視頻作為佐證。作業(yè)2：繪制結(jié)構(gòu)圖內(nèi)容：繪制物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)圖，解釋各層的功能和作用。形式：手繪或電子繪圖工具要求：結(jié)構(gòu)圖清晰明了，能夠準(zhǔn)確反映物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和各層功能。第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)作業(yè)1：算法設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能的算法，包括數(shù)據(jù)讀取、比對(duì)和開鎖指令發(fā)送的過程。形式：流程圖或偽代碼要求：算法設(shè)計(jì)合理，能夠準(zhǔn)確反映刷卡開鎖功能的工作流程。作業(yè)2：程序編寫與測(cè)試內(nèi)容：使用編程語言和硬件模塊，編寫實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能的程序，并進(jìn)行測(cè)試。形式：程序代碼+測(cè)試報(bào)告要求：程序代碼正確無誤，測(cè)試報(bào)告詳細(xì)記錄測(cè)試過程和結(jié)果，分析存在的問題并提出改進(jìn)措施。第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到作業(yè)1：算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的算法，包括數(shù)據(jù)采集、傳輸和通知的過程，并使用MQTT服務(wù)器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。形式：流程圖+程序代碼要求：算法設(shè)計(jì)合理，程序代碼正確無誤，能夠?qū)崿F(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能。作業(yè)2：實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建與測(cè)試內(nèi)容：利用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，搭建門鈴遠(yuǎn)程通知功能的模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并進(jìn)行測(cè)試。形式：實(shí)驗(yàn)報(bào)告+視頻演示要求：實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，視頻演示清晰展示門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)效果。第14課遠(yuǎn)程控制更便捷作業(yè)1：算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的算法，包括指令發(fā)送、接收和執(zhí)行的過程，并使用MQTT服務(wù)器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。形式：流程圖+程序代碼要求：算法設(shè)計(jì)合理，程序代碼正確無誤，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制開鎖功能。作業(yè)2：功能改進(jìn)與優(yōu)化內(nèi)容：嘗試改進(jìn)遠(yuǎn)程控制功能，提高其響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，并編寫改進(jìn)報(bào)告。形式：改進(jìn)報(bào)告+測(cè)試數(shù)據(jù)要求：改進(jìn)報(bào)告詳細(xì)記錄改進(jìn)思路、實(shí)施過程和效果評(píng)估，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反映改進(jìn)前后的性能對(duì)比。第15課面容鑰匙顯智能作業(yè)1：算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)刷臉開鎖功能的算法，包括人臉檢測(cè)、特征提取和匹配的過程，并使用攝像頭和人臉識(shí)別平臺(tái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。形式：流程圖+程序代碼要求：算法設(shè)計(jì)合理，程序代碼正確無誤，能夠?qū)崿F(xiàn)刷臉開鎖功能。作業(yè)2：多模態(tài)生物識(shí)別設(shè)計(jì)內(nèi)容：結(jié)合其他技術(shù)（如指紋識(shí)別、語音識(shí)別等），設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多模態(tài)生物識(shí)別開鎖功能，并編寫設(shè)計(jì)方案。形式：設(shè)計(jì)方案+演示視頻要求：設(shè)計(jì)方案詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)思路、技術(shù)實(shí)現(xiàn)和預(yù)期效果，演示視頻清晰展示多模態(tài)生物識(shí)別開鎖功能的實(shí)現(xiàn)效果。通過以上作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生將能夠全面深入地了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念、三層結(jié)構(gòu)、核心功能及實(shí)現(xiàn)原理，掌握物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和應(yīng)用場(chǎng)景，提高信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會(huì)責(zé)任。十五、“教-學(xué)-評(píng)”一致性課時(shí)設(shè)計(jì)一、課程基本信息教材版本：2024新人教版信息科技八年級(jí)單元主題：第三單元簡(jiǎn)單物聯(lián)功能實(shí)踐課時(shí)設(shè)計(jì)：第11課物聯(lián)功能細(xì)分解第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到第14課遠(yuǎn)程控制更便捷第15課面容鑰匙顯智能二、第11課物聯(lián)功能細(xì)分解教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)：能夠識(shí)別身邊的物聯(lián)系統(tǒng)，了解物聯(lián)系統(tǒng)的基本概念和三層結(jié)構(gòu)。能夠分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，形成以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的意識(shí)。計(jì)算思維：能夠?qū)⑽锫?lián)系統(tǒng)的功能分解為輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊，理解各模塊之間的相互作用。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠利用數(shù)字化工具和資源，開展物聯(lián)功能的分析活動(dòng)。信息社會(huì)責(zé)任：能夠評(píng)估物聯(lián)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和信息的價(jià)值和可靠性，識(shí)別數(shù)據(jù)泄露和隱私保護(hù)的重要性。作業(yè)目標(biāo)預(yù)習(xí)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。教學(xué)過程引入新課：展示物聯(lián)公交站牌系統(tǒng)的圖片或視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)到站提醒功能。引導(dǎo)學(xué)生分析物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。講解物聯(lián)門鎖系統(tǒng)：介紹物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的基本概念和應(yīng)用場(chǎng)景。分析物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能，如刷卡開鎖、門鈴遠(yuǎn)程通知、遠(yuǎn)程控制開鎖和刷臉開鎖。分解物聯(lián)門鎖功能：以刷卡開鎖功能為例，通過數(shù)據(jù)流分析，了解刷卡開鎖的工作流程。引導(dǎo)學(xué)生思考其他功能的實(shí)現(xiàn)過程和所需硬件。課堂活動(dòng)：分組討論物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的其他功能，并填寫功能分析表。分享討論結(jié)果，教師點(diǎn)評(píng)。課堂總結(jié)：總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和各層功能。強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為核心分解物聯(lián)功能的重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。評(píng)價(jià)方式學(xué)生自評(píng)：檢查自己對(duì)物聯(lián)系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的理解程度。教師評(píng)價(jià)：通過課堂討論和作業(yè)檢查，評(píng)估學(xué)生對(duì)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)功能的分解能力。三、第12課刷卡開鎖易實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)：了解刷卡開鎖的工作流程，認(rèn)識(shí)電子標(biāo)簽編碼的唯一性在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性。計(jì)算思維：能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠利用數(shù)字化工具和資源，開展刷卡開鎖功能的實(shí)踐活動(dòng)。信息社會(huì)責(zé)任：能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)在應(yīng)用中的隱私保護(hù)問題，增強(qiáng)信息安全意識(shí)。作業(yè)目標(biāo)預(yù)習(xí)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。教學(xué)過程復(fù)習(xí)舊知：回顧物聯(lián)系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的核心功能。講解刷卡開鎖原理：介紹RFID門鎖系統(tǒng)的工作原理，包括電子標(biāo)簽、讀卡器、控制模塊和鎖體等組成部分。分析刷卡開鎖的工作流程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、RFID讀卡器模塊和舵機(jī)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)刷卡開鎖功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行刷卡開鎖功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)電子標(biāo)簽編碼的唯一性在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要性。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。評(píng)價(jià)方式學(xué)生自評(píng)：檢查自己對(duì)刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程的掌握情況。教師評(píng)價(jià)：通過動(dòng)手實(shí)踐和課堂討論，評(píng)估學(xué)生的編程和硬件連接能力。四、第13課門鈴?fù)ㄖ磿r(shí)到教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)：了解門鈴遠(yuǎn)程通知的工作過程，認(rèn)識(shí)物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋及其作用。計(jì)算思維：能夠運(yùn)用編程和硬件連接的方法，模擬實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，開展門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)踐活動(dòng)。信息社會(huì)責(zé)任：能夠認(rèn)識(shí)到物聯(lián)系統(tǒng)對(duì)個(gè)人信息和社會(huì)安全的影響，增強(qiáng)信息安全意識(shí)。作業(yè)目標(biāo)預(yù)習(xí)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。教學(xué)過程復(fù)習(xí)舊知：回顧刷卡開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。講解門鈴遠(yuǎn)程通知原理：介紹物聯(lián)系統(tǒng)中反饋的概念和作用。分析門鈴遠(yuǎn)程通知功能的工作過程，包括輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)模塊。動(dòng)手實(shí)踐：使用主控板、按鍵傳感器和MQTT服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。編程實(shí)現(xiàn)門鈴遠(yuǎn)程通知功能，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行門鈴遠(yuǎn)程通知功能實(shí)踐，記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，教師指導(dǎo)解決。課堂總結(jié)：總結(jié)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程。強(qiáng)調(diào)反饋在物聯(lián)系統(tǒng)中的作用和價(jià)值。作業(yè)布置：預(yù)習(xí)遠(yuǎn)程控制開鎖功能的實(shí)現(xiàn)原理，并思考如何模擬實(shí)現(xiàn)該功能。評(píng)價(jià)方式學(xué)生自評(píng)：檢查自己對(duì)門鈴遠(yuǎn)程通知功能的實(shí)現(xiàn)原理和工作流程的掌握情況。教師評(píng)價(jià)：通過動(dòng)手實(shí)踐和課堂討論，評(píng)估學(xué)生的編程和硬件連接能力，以及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的使用能力。五、第14課遠(yuǎn)程控制更便捷教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)：了解物聯(lián)系統(tǒng)中控制實(shí)現(xiàn)的過程，知道反