16-智慧交通 教案 教科版信息科技八年级下册.docx

教学教案设计

总第16课时

课?题?名?称

智慧交通

学习目标

（包含学科核心素养）

理解物联网技术在智慧交通中的核心作用（如传感器、GPS、数据传输）

分析智慧交通系统的三层架构（感知层、传输层、应用层），并能设计对应技术方案。

调研国内外智慧交通案例，结合物联网技术优化本地交通系统设计方案。

讨论智慧交通对隐私保护、数据安全的潜在挑战。

问

题

类

型

学生问题

共享单车的电子锁如何通过物联网实现精准定位和远程控制？

无人驾驶汽车的感知系统如何避免恶劣天气（如暴雨）对传感器的影响？

智慧公交的车载摄像头数据如何确保不侵犯乘客隐私？

学科问题

1.物联网的感知层、传输层、应用层在智慧交通中的具体分工是什么？

2.为什么ETC系统需要射频识别（RFID）技术而非二维码？

3.如何通过物联网技术优化智能红绿灯的配时策略？

教师问题

1.若某城市计划推广无人驾驶公交，需优先解决哪些技术和社会问题？

2.智慧交通系统收集的海量数据可能被滥用，如何设计机制保障数据安全？

问题系统

（星号标出核心问题）

1.物联网的感知层、传输层、应用层在智慧交通中的具体分工是什么？

2.为什么ETC系统需要射频识别（RFID）技术而非二维码？

3.如何通过物联网技术优化智能红绿灯的配时策略？

问题探究流程

导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）

导（问题引导）：

教学情境：

播放视频“未来城市的一天”：展示无人驾驶公交、智能红绿灯动态调整、共享单车自动调度等场景。

核心问题：

“这些‘未来交通’场景背后有哪些核心技术支撑？物联网如何让交通更‘智慧’？”

互动活动：

“交通黑科技竞猜”：展示ETC、共享单车电子锁等实物图片，学生分组猜测其工作原理。

埋下悬念：提问：“如果所有红绿灯突然失灵，智慧交通系统如何应急？”

知识点：

智慧交通的定义与目标（教材“探索”部分）；

物联网在交通中的基础作用（传感器、通信、数据处理）。

学（自主探究）：

自主探究任务：

任务1：物联网技术解剖

知识点：感知层（传感器）、传输层（4G/5G）、应用层（用户服务）。

活动：根据教材“做一做”表格，分析共享单车系统的三层架构：

答案示例：

感知层：GPS定位、电子锁传感器；

传输层：4G网络传输数据至服务器；

应用层：用户扫码解锁、支付结算。

任务2：技术选型挑战

知识点：ETC使用RFID而非二维码的原因（高速通信需求）。

活动：对比RFID与二维码的优缺点，填写决策矩阵：

答案：RFID支持短程高速通信，适合车辆快速通过场景

三、探（合作探究）：

合作探究任务：

任务：未来交通设计工坊

分组角色：感知工程师（传感器选型）、通信专家（网络设计）、产品经理（用户体验）。

环节1：智能红绿灯优化

问题：如何利用物联网技术解决路口拥堵？

答案：路面压力传感器监测车流量→云端算法动态调整红绿灯时长（教材“拓展”部分）。

环节2：无人驾驶伦理辩论

辩题：

“无人驾驶汽车发生事故时，责任应归咎于开发者、车主还是系统？”

论据支持（教材“无人驾驶”部分）：

正方：开发者需确保算法安全；反方：车主应监督系统运行。

四（课堂检测）：

课堂检测题目设计:

形式：实时竞答

选择题：

智慧公交的传输层技术是？（答案：B）

A.蓝牙B.4G/5GC.RFID

排序题：

共享单车使用流程（答案：扫码→开锁→骑行→关锁→支付）。

判断题：

ETC系统依赖二维码技术。（答案：?使用RFID）

五、拓（知识拓展）：

任务1：智慧停车设计

场景：设计基于地磁感应的停车场导航系统，补全教材“拓展”表格：

答案：地磁感应→检测车位状态→App实时显示空位→导航至车位。

任务2：数据安全沙盘推演

问题：

“智慧公交的车载摄像头数据若被黑客窃取，可能引发哪些风险？如何防御？”

解决方案：数据加密、匿名化处理、权限分级（呼应教材“信息社会责任”）。

板书设计

智慧交通

一、物联网技术体系

感知层：传感器（GPS、摄像头、RFID）→数据采集

传输层：4G/5G、Wi-Fi→数据传输

应用层：导航、支付、调度→用户服务

二、典型应用

1.共享单车：GPS定位+电子锁→扫码解锁

2.ETC：RFID短程通信→自动扣费

3.无人驾驶：感知（雷达）→决策（AI）→执行（控制模块）

三、伦理挑战

-数据隐私：摄像头监控与匿名化

-责任归属：无人驾驶事故权责划分

教?学?反?思

?智慧交通