第三单元探索3 物联网中的远距离数据传输 教学设计 苏科版信息科技八年级上册.docx

《探索3物联网中的远距离数据传输》教学设计

教学内容分析

《探索2物联网的识别技术》是2024年江苏凤凰技术科学出版社八年级上册的第2单元的最后一课，本课内容分为三部分：活动1：5G、活动2：NB-loT和活动3：卫星通信。

本课旨在通过理论讲解与实践探索相结合的方式，使学生理解物联网（IoT）的基本概念，并深入探索其核心技术之一——远距离数据传输的多种实现方式。随着5G、NB-IoT（窄带物联网）、卫星通信等技术的快速发展，物联网已成为连接物理世界与数字世界的桥梁，其远距离数据传输能力对于实现智慧城市、智能家居、远程医疗等应用场景至关重要。本节课将围绕这三种主流技术展开，解析其原理、特点及应用场景，培养学生的信息技术素养和未来科技视野。

学情分析

八年级学生已具备一定的信息技术基础，对计算机网络、数据通信等概念有了初步认识。他们好奇心强，对新兴科技充满兴趣，但往往对复杂的技术原理理解不深，缺乏系统的知识框架。因此，教学设计需注重趣味性、直观性和互动性，通过案例分析、实验操作等多样化教学手段，激发学生对物联网技术的探索欲，同时引导学生深入思考技术背后的原理及其对社会的影响。

教学目标及核心素养指向

1.培对物联网技术及其远距离数据传输方式的敏感度，意识到技术在日常生活和社会发展中的重要作用。（信息意识）

2.通过理解5G、NB-IoT、卫星通信等技术的核心原理，提升逻辑思维能力，理解5G、NB-IoT、卫星通信技术的基本原理及在物联网中的应用。（信息意识、计算思维）

3.利用网络资源自主探究物联网技术的应用案例，深入剖析技术细节，如5G的关键技术特点、NB-IoT的低功耗特性及卫星通信的覆盖范围和延时特性，激发创新思维，尝试提出基于物联网技术的解决方案。（计算思维、数字化学习与创新）

4.思考物联网技术应用中的伦理问题，如数据安全、隐私保护等，培养负责任的信息技术使用者。（信息社会责任）

教学重难点

教学重点：

通过理解5G、NB-IoT、卫星通信等技术的核心原理，提升逻辑思维能力，理解5G、NB-IoT、卫星通信技术的基本原理及在物联网中的应用。

教学难点：

利用网络资源自主探究物联网技术的应用案例，深入剖析技术细节，如5G的关键技术特点、NB-IoT的低功耗特性及卫星通信的覆盖范围和延时特性

重难点设计原因：

理解5G、NB-IoT、卫星通信技术的基本原理及在物联网中的应用为重点是因为它们是当前物联网远距离数据传输的主流技术，对学生理解物联网的整体架构和技术趋势至关重要。难点设计的原因在于这些技术涉及较多专业术语和复杂原理，对学生而言理解难度较大，需要教师通过生动讲解、实例分析等方式加以突破。

教学策略

情境教学法：创设贴近生活的物联网应用场景，如智慧农业、自动驾驶等，激发学生的学习兴趣。

分组讨论：将学生分为小组，每组负责一种技术的深入研究，促进学生间的合作与交流。

多媒体辅助教学：利用视频、动画、PPT等多媒体资源，直观展示技术原理和应用场景。

实验操作：条件允许下，安排简单的物联网实验，如搭建基于NB-IoT的小型传感器网络，增强学生的实践能力。

案例分析：选取典型的物联网应用案例，引导学生分析其中的技术要点和社会价值。

教学过程

课堂导入

情景描述：

当物联网需要覆盖更广泛的区域，以实现设备之间的远距离数据传输时，通常会采用5G、NB-IoT、卫星通信等通信技术。

问题设计：

问题一：想象一下，如果你能在家里通过手机控制远在学校的教室灯光，这是怎么实现的？这背后隐藏着物联网中的哪项关键技术？

问题二：在广袤的田野上，农民伯伯如何无需亲临现场就能知晓作物的生长情况并调节灌溉？物联网中的远距离数据传输在其中扮演了什么角色？

设计意图：

通过情景描述和问题设计，迅速吸引学生的注意力，引出本课主题，激发学习兴趣。

活动1：5G

知识建构：

5G,即第五代移动通信技术，是实现人、机、物互联的网络基础设施，被广泛应用于无人机、虚拟现实、自动驾驶和远程医疗等场景(图3-13)。

教师活动：播放一组关于5G的图片。

实验室：测试数据传输速率

你使用过4G和5G吗?你觉得它们有什么区别?请通过5G手机和测速软件，测试周围区域的4G和5G数据传输速率，并进行比较。

实验准备：

5G手机、测速软件等。

实验过程：

1.在5G手机中安装并运行5G测速软件。

2.分组测试4G、5G的数据传输速率(图3-14),并记录测试值.

实验结论：

知识建构：

5G的峰值传输速率远远高于4G。同时，5G还提供了更低的网络时延以及更多的连接数量，时延低至1毫秒，每平方千米的覆盖面积可支持超过100万台设备同时联网。因此，5G以其更高的传输速率、更低的时延和更大的网络容量的特点，被广泛应用于物联网的各个应用场景中。

设计意图:

5G作为当前通信