高中2.4 基于物联网的信息系统教案及反思

这是一份高中2.4 基于物联网的信息系统教案及反思，共3页。教案主要包含了教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教学过程】
一、引入
师：物联网正在成为信息系统发展的前沿技术，大家对物联网有哪些了解呢？
（学生积极地讨论并举手回答问题）
师：看来大家对物联网（已经有了一定的了解/还有一些同学没有了解），接下来我们通过一个简短的小视频来认识一下互联网对我们产生的影响。
（学生认真观看视频）
师：在简单的了解之后，现在我们将对物联网进行一个系统的探索。
二、任务一 探讨包含传感器的信息系统
师：在阅览室里，同学们可以在开放的书架上寻找自己感兴趣的图书或杂志进行阅览。为了提高服务质量，图书馆需要了解哪些读者对哪些阅览室感兴趣，再根据读者的数量，判断是否需要调整阅览室的大小及读者区的面积等。如何准确、实时地获得这些信息呢？首先我们通过教材第46页中的“活动1”来了解生活中有哪些常用的传感器。
（学生自主学习与讨论“活动1”的相关内容）
师：在刚刚大家的讨论中，我了解到你们对这些问题大概都有了正确认识。我们都知道，现在使用读者证才能借阅图书，而读者证一般由图书馆审查、发行，内含读者的详细材料。你们想过为什么会这样吗？请大家完成教材第47页的自主活动。
（学生自主学习与讨论“活动2”的相关内容）
师：在“活动2”中，我们已经知道了管理员需要将没有放回原位的图书放回正确的地方，但是这个工作量是很大的，那怎样减少他们的工作量呢？这就需要我们合理地采集信息。
（学生自主学习与讨论“活动2”的相关内容）
师：接下来我们来观看一个视频，思考传感器的功能是什么？常见的传感器有哪些？
（学生认真观看视频）
师：现在，有哪位同学可以说一下自己的理解？
（学生从不同角度描述传感器的功能，列举出生活中及活动中的一些传感器）
师：（对学生的回答进行相应的回复）同学们的回答是从多角度来的。一般来说，传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律转换为电信号或其他所需形式，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。并且，它们的功能与人类五大感觉器官的功能大致对应，比如光敏传感器对应视觉、声敏传感器对应听觉、气敏传感器对应嗅觉等。
三、任务二 探索基于物联网的信息系统”
师：经过上一轮的活动探究，我们对传感器已经有了一定的认识。下面请大家自主完成第49到51页内的两个活动探究，来认识一下物联网。
（学生自主学习与讨论“任务2”的相关内容）
师：大家在探究后对物联网有什么新的认识呢？
（学生分享自己在探究中的新的认识）
师：（对学生的回答进行相应的回复）大家分享了很多自己的学习心得，那么物联网的概念是怎样的呢？
生：物联网的定义最早于1999年由麻省理工学院提出，以后不断扩充、延伸、完善。
国际电信联盟将物联网定义为：通过二维码识读设备、射频识别装置、红外线感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2009年9月欧盟RFID和物联网研究项目组认为：物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和互操作的通信协议，且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。
师：（对学生的回答进行相应的回复）大家的回答都很好！那么物联网的体系结构模型是怎样的呢？
生：物联网的体系结构模型共包含四个部分：一是感知层，是物联网的基础，主要分为自动感知设备与人工生成信息设备；二是网络层，也称为“传输层”，目前是基于现有的通信网和互联网建立的；三是应用层，可进一步分为管理服务层与行业应用层；四是支持物联网的共性技术，支持物联网且涉及感知层、网络层与应用层的共性技术是信息安全、网络管理、对象名称解析服务、服务质量。
师：（对学生的回答进行相应的回复）了解了物联网的概念以及体系结构模型后，我们来看一下它应用的技术有哪些？大家看PPT上的这些技术，你能说出它们的主要内容吗？
生：1. 传感器技术：与信息采集相关的重要技术。
2. RFID标签：RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术的综合技术，RFID在自动识别物品、物流管理等方面有着广阔的应用前景。
3. 嵌入式系统技术：集计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术于一体的复杂技术。小到手机，大到航空航天的卫星系统，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业的发展。
4. 移动通信技术：覆盖范围较广，为物联网提供可靠、低成本且不受接入设备位置限制的互联手段。
5. 计算机网络技术：能提供异构网络互联、异构网络管理。
6. 智能数据处理技术：包括信息融合、中间件与应用软件、海量数据存储与搜索、数据挖掘与知识发现。
7. 智能控制技术： 包括环境感知技术、规划与决策、智能控制方法。
8. 位置服务技术： 包括位置信息的获取、定位技术、位置服务方法。
9. 云计算技术：云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无须人为参与。
10. 信息安全技术：包括感知层安全、网络层安全、应用层安全、隐私保护技术。
师：（对学生的回答进行相应的回复）关于物联网与控制的关系，我们一起来看一下无人驾驶的案例。无人驾驶汽车是在物联网的世界中产生的。如图 2.4.7 所示，无人驾驶汽车通过车载传感器感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息来控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。无人驾驶汽车根据已有的交通和地图等信息，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标，不需要司机做出驾驶决定。无人驾驶汽车能够较好地减少因人为失误而导致的事故。
（学生认真聆听，随时发言）
师：（对学生的回答进行相应的回复）我们现在处于大数据时代，大家思考过大数据与物联网的关系吗？
生：物联网能推动大数据的发展。
（1）物联网产生大数据，大数据助力物联网。
（2）物联网技术推进了大数据相关技术的发展。
师：（对学生的回答进行相应的回复）关于物联网的应用领域，大家是不是有了更多的认识呢？
生：物联网的应用领域有智能家居、智能交通、智能医疗、智能电网、智能物流、农业物联网、智能电力、智能安防、智能汽车、智能建筑、智能水务、智能商业、智能工业等。未来，关乎人们衣食住行的方方面面都会变得更加智能。
四、小结
师：我们已经学习了关于传感器与物联网的一些知识，请大家复习这些知识并完成课后练习及扩展阅读。