高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会2.4 基于物联网的信息系统优秀教案

这是一份高中信息技术教科版 (2019)必修2 信息系统与社会2.4 基于物联网的信息系统优秀教案，共7页。教案主要包含了教材分析，教学目标，教学重点和难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。


一、教材分析
本节我们将围绕“探究基于物联网技术的图书馆”项目展开学习。了解物联网的基本原理，理解传感器在物联网系统中的作用。本项目主要包含“探讨包含传感器的信息系统”和“探索基于物联网的信息系统”两个任务。
任务一“探讨包含传感器的信息系统”，通过三个活动帮助学生了解传感器在生活中的应用以及在现代化图书馆中的应用。这一任务的目的是让学生知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感机制。因此，这一部分的重点是从体验到感知，从观察到分析，逐步对物联网进行认知。
任务二“探索基于物联网的信息系统”，通过互联网检索任务了解RFID.这一任务的目的是通过对射频识别设备的了解，进一步体会物联网在信息社会的重要作用。这一部分由于硬件条件的限制，可以通过网络检索、视频观察等方式展开。
二、教学目标
1.知道信息系统与外部世界连接的方式。
2.体验带有传感器的信息系统，了解常见的传感与控制机制。
3.体验有射频识别功能的设备，认识射频识别对信息系统的作用。
4.了解物联网在信息社会中的应用，知道物联网的重要作用。
三、教学重点和难点
重点：知道信息系统与外部世界连接的方式。
难点：了解常见的传感与控制机制。
四、教学过程
（一）新课引入导入
你知道传感器吗？观看“什么是传感器”视频。
视频的内容生动，符合学生心理，便于更快的把学生的注意力带入课堂。
（二）任务一 探讨包含传感器的信息系统
1. 生活中使用的传感器
（1）电饭锅、测温仪中用到了什么传感器？
（2）光电鼠标中用到了什么传感器？
（3）火灾报警器中用到了什么传感器？
（4）自动门用到了什么传感器？
生活中有各种各样的传感器，通过大量图片，让学生了解这鲜活的世界。
2.传感器的概念
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。
3.传感器功能
传感器的功能与人类五大感觉器官的功能大致对应如下：
（1）光敏传感器——视觉；（2）声敏传感器——听觉；
（3）气敏传感器——嗅觉；（4）化学传感器——味觉；
（5）压敏传感器、热敏传感器——触觉。
4.常见传感器
常见的传感器有位移传感器、形变传感器、重力传感器、加
速度传感器、湿度传感器、温度传感器、超声波测距传感器等。
5.智能传感器
智能传感器可以模拟人的感官和大脑的协调动作，它是一类具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。
6.现代信息系统离不开传感器
在基础研究中，传感器具有更为突出的地位。对如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等各种极端技术的研究，没有相适应的传感器是不可能的。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、文物保护等极其广泛的领域。可以说，从茫茫太空到浩瀚海洋，几乎每一个现代化的项目都离不开传感器。
（1）传感器的存在加快了人们的工作效率。
（2）传感器的存在让人们能涉足到许多未知领域。
（三）任务二：探索基于物联网的信息系统
教师提问：图书馆出口处是如何感应到你所持图书是否已借阅？出于成本原因，我们又不可能在每本书上放置一个传感器。
1.活动1 通过网络查找RFID的功能及应用
在书本上贴RFID电子标签，通过网络查找对于的RFID电子标识（无线射频识别）。在数据库中核实借阅情况，如未借阅则发出警报。
（1）什么是RFID技术
RFID（射频识别）又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而识别系统与特定目标之间无须建立机械或光学接触。
一套完整的RFID系统，是由阅读器、电子标签及应用软件系统三部分组成的。
（2）RFID标签的应用
目前RFID技术应用很广，如仓储管理、图书馆、门禁系统、食品安全溯源，病患监测、居民小区安防系统、近距离通信与工业控制领域，物流领域、铁路运输识别与管理，以及高速公路的不停车电子收费（ETC）系统等。
（四）物联网
观看“物联网是什么”视频，进一步了解物理网的概念
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。
（五）物联网体系结构模型
1.感知层
是物联网的基础，是联系现实物理世界与虚拟信息世界的纽带。
2.网络层
也称为“传输层”，相当于人多神经系统。
3.应用层
管理服务层与行业应用层
（六）物联网应用的相关技术：
物理网关键技术主要包括无线传感器网络，ZigBee，M2M技术，RFID技术，NFC技术，低能耗蓝牙技术。在设及的领域上多种多样，不同领域有不同的技术，如下所示：
（1）传感器技术
（2）RFID标签
（3）嵌入式系统技术
（4）移动通信技术
（5）计算机网络技术
（6）智能数据处理技术
（7）智能控制技术
（8）位置服务技术
（9）云计算技术
（10）信息安全技术
（七）物联网离不开控制技术
（八）大数据与物联网的关系
物联网推动大数据的发展
（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
（九）小结
（1）传感器
（2）物联网
（3）RFID