浙教版（2023）七年级下册物联网展望教案

这是一份浙教版（2023）七年级下册物联网展望教案，共5页。
课程基本信息
学科
信息科技
年级
七年级
学期
秋季
课题
物联网的展望
教科书
书 名：《信息科技》教材
出版社：浙江省出版社 出版日期：2023年12月
教学内容与学习对象分析
教材分析：本课是浙江版初中《信息科技》七年级下第一单元认识物联网中第四课《物联网展望》的教学内容，主要介绍物联网系统中的大数据、人工智能和云计算的联系，展望物联网的未来发展，本课是对前面三课学习内容的深入延伸，也是对后面课学习内容的铺垫，起到承前启后的作用。
学情分析：七年级学生已经由具象思维向抽象思维发展的阶段，同时正处于对科技充满好奇与探索欲望的年龄阶段。他们对于新技术、新应用有着浓厚的兴趣，但对于物联网、大数据、人工智能和云计算等抽象的高科技概念比较陌生，理解困难，学生容易产生畏难情绪，因此本节课教学中需要借助一系列具有真实性的案例、视频等来搭建脚手架，通过直观、生动的教学方式，帮助学生理解这些抽象概念，促进知识的迁移学习，并展望物联网的未来发展。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过视频实例等事例的学习物联网的相关知识，了解物联网与大数据、人工智能、云计算之间的联系。（信息意识与计算思维）
2.通过制作展望未来物联网的发展思维导图，感受物联网给人类社会带来的深刻影响。（数字化学习创新）
3.通过分组设计未来物联网发展思维导图的汇报活动，学生进一步理解物联网技术在实际生活中的应用，并展望物联网的未来智慧生活（信息责任）。
教学重点：
1.了解物联网与大数据、人工智能、云计算之间的联系。
2.展望未来物联网的发展方向，感受物联网给人类社会带来的深刻影响。
教学难点：
了解物联网与大数据、人工智能、云计算之间的联系。
教学过程
一．视频展示，明确主题
（播放杭州城市大脑视频）请同学们思考视频中哪些方面应用到物联网技术？（停顿10秒，学生录音回答）
随着城市的不断发展壮大，交通拥堵、就医不便、停车困难等问题也随之出现，那有什么技术可以改善以上问题呢？请同学们认真观看视频，找到答案。
（教师自答）通过观看刚才的视频我们会发现杭州市城市大脑在交通、医疗、停车等领域中都用到了物联网技术，物联网系统借助大数据、云计算和人工智能等技术，让我们的生活更加智能化。今天这节课我们将学习物联网与这些技术之间的关系，探索如何通过它们构建更加具有智慧的城市，让我们的生活变得更加便捷与智能，准备好了吗？让我们一起启程吧！
二．实例分析，建构知识
1. 物联网与大数据的关系
活动一：现在请同学们结合前面所学物联网架构等相关知识，思考对比传统的交通信号灯，视频中的交通信号灯是如何实现智能化控制呢？
感知层
传输层
平台层
应用层
用户通过手机APP或电脑实时监测情况，当发现异常时立即发送警报
用户通过手机APP或电脑实时监测情况，当发现异常时立即发送警报。
利用大数据处理技术进行数据分析与挖掘。
4G/5G/WiFi等通信技术
传感设备采集数据
城市大脑这个物联网系统中，城市各个路口和路段的各种感知设备，时刻采集视频、数字、图像、文字等不同类型的大规模数据，源源不断地通过互联网快速传输到平台层数据中心，进行分析处理，并在毫秒之间做出决策，实施控制交通信号配时情况才能更好实现智能化。对于这些源源不断、海量的、不同类型的大规模数据称之为大数据，单一的计算机或者传统的数据分析软件是无法处理，需要采用特殊的技术方法来对海量数据进行处理，即大数据处理技术，比如数据存储、清洗、整合、挖掘等技术。除此之外，还需要借助云计算来存储、分析处理，以实现数据的价值化和应用化。那什么是大数据呢？
活动二:请同学们认真观看大数据相关视频，思考什么是大数据？它有什么特点？
大数据：（简单来说）就是指那些量大且复杂到无法用传统数据处理方法来处理的数据集合。它具有数量大、速度快、类型多、价值密度低等特点。
结合物联网和大数据的特点，请同学们思考“面对如此庞大的物联网系统以及海量的大数据，传统的计算机能否保证系统的高效运行呢？可以使用什么技术来支持呢？”
（教师回答）这就需要云计算的支持了。那什么是云计算呢？
2.物联网与云计算
云计算：通过互联网将计算资源和数据存储服务进行整合和共享，使用户可以按需获取和使用。我们的物联网不能脱离大数据、云计算等大数据处理技术而变得智能化。它们之间相互作用。比如：我们的智慧交通信号就是使用云计算等技术对交通物联网系统的感知设备采集的大数据进行系统的处理分析，发现交通拥堵高峰时段规律，然后智能地自动调节交通信号灯时长来优化红绿灯设置。
3. 联想应用：请同学们思考生活中还有哪些设备用到了物联网和大数据及云计算技术？
智能停车场、送餐机器人、智能冰箱、智能物流、智能音响、扫地机器人等。
是的，在生活中有了物联网、大数据和云计算等技术的加持，我们的生活变得更加的舒适与便捷，比如现在出行还有无人驾驶的出租车，下面我们一起来观看无人驾驶视频。
活动三：请思考无人驾驶过程中，车辆每次处理数据都需要和远在千里之外的云计算中心通信，会存在哪些问题和风险？
由于无人驾驶是云端运行的人工智能模型所需的数据源于物联网，将海量数据传送到云端的过程，会给网络带宽带来很大压力，导致传输延迟和资源损耗，可能会出现制动延迟或中断，出现交通事故等，那么，有什么好的办法可以解决传输延迟等问题呢？请同学们参看书本P21面相关内容，回答问题。
边缘计算技术，能够在靠近用户和数据源的位置提供网络、计算和存储服务，不仅能实现数据的本地化处理，降低对云端数据中心的流量冲击，还提供“低时延、高稳定”的应用隐形环境。通过这种边缘计算技术，能够在物联网终端附近实现计算功能，解决在数据传输、计算和存储的过程中发生的系统延迟等问题。在车联网系统中，车辆通过边缘计算技术处理物联网终端反馈过来的数据，从而节省处理时间，保证车辆行驶安全。由此可见，人工智能物联网中，云计算和边缘计算技术两者相互协同工作，共同构建物联网技术支撑体系。
其实，在我们的智能家居产品中也有大量的应用，比如扫地机器人。
活动三：那么下面请同学们观察一下扫地机器人的工作情况视频，并思考它用到了物联网的哪些技术？
人工智能物联网（简单介绍人工智能物联网）
物联网技术、语音识别技术、语音合成技术、识别技术、云计算技术等。其中语音识别、语音合成是人工智能技术，人工智能（简称AI）指由人制造出来的可以表现出智能的机器。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。人工智能技术有图像识别技术，如人脸识别系统，指纹锁等；语音识别技术，如语音控制的智能产品，智能音箱、智能家电等，声音合成技术，如刚才看到的扫地机器人，聊天机器人等；深度学习技术，如人机对弈，或棋类陪练机器人等。将物联网和人工智能技术相结合，形成人工智能物联网（AIT）,可以实现万物智连,让城市变得更加“聪明”。
那么，请同学们思考在生活中你见到哪些设备用到了人工智能物联网呢？
智能停车场、送餐机器人、智能冰箱、智能物流、智能电视、无人驾驶汽车等。是的，通过以上探究分析，我们发现让交通信号灯更加地智能、各种产品更加的智能，是因为物联网与大数据、云计算和人工智能等技术有着紧密的关系，那它们有着怎样的关系呢？
物联网系统中，感知设别采集环境大数据，通过各种网络快速传输到云端数据中心，利用云计算对大数据进行存储、分析处理，并做出合理的决策作用于人工智能产品或应用终端，同时人工智能产品也会实时监测采集数据传输到云端数据中心进行分析处理，它们之间相互作用。
联系生活，联想展望
智慧交通
智慧家居
智慧农业
智慧城市
（云平台）
智慧医疗
请同学们结合自己的兴趣从智能家居、智慧医疗、智慧交通以及智能制造四个方面选择一个方面进行畅想，思考如何利用人工智能物联网技术使我们的生活更加智慧。
作品汇报，展现成果
作品汇报：请同学们汇报自己创想结果，并进行简短的陈述，其他同学可以提问或补充。（师生互评，引导学生互相评价，补充，最后教师点评并抢到物理网技术的最新发展、应用场景和未来趋势。）
全体学生完成课堂测试评价。
归纳小结，拓展提升
1.引导学生一起回顾所学知识。（思维导图）同学们，通过今天的课程大家都有哪些收获呢？
随着技术的不断进步和创新，未来的智慧城市也定将更加人性化、可持续和高效，我们每一个人都有可能成为这场科技革命的亲历者和推动者，所以，让我们保持好奇心和求知欲，不断学习和探索吧！