掌握基本概念，認識深刻影響

李維明，教育部普通高中信息技術課標修訂組核心成員，正高級教師（教授）

主持人語：自2019年9月采用新課標新教材開展教學以來，北京、天津、山東、海南、遼寧等5個省（市）大多完成了必修模塊的教學，部分省（市）還進行了學業水平合格考試，取得了良好的成效。2020年，教育部又組織專家對課標進行了修訂，頒布了最新版的《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020修訂）》，更加明晰了學科核心素養的內涵和內容模塊的結構，增強了教學應用的方向感。當下，新課標新教材的教學實踐已經進入到選擇性必修模塊教學的新階段，怎么選擇、怎么教學是必須面對的重要問題。為配合選擇性必修課程的教學，本期繼續“普通高中信息技術新課程實施”之選擇性必修模塊的教學等系列專題的研討，以饗讀者。同時，也希望廣大信息技術教師、教研人員積極參與，獻計獻策，共同促進學科新課標新課程的順利實施、健康發展。歡迎大家不吝賜稿（358211798@qq.com）。

“物聯網”是“選擇性必修模塊2：網絡基礎”的第三個教學單元，也是本模塊中最后的一個教學單元。在教學中如何引導學生掌握物聯網的概念及其發展歷程，了解與物聯網相關的設備及其功能是本模塊教學切入的關鍵所在。

● 物聯網的概念及其發展趨勢

物聯網是通過使用傳感器、定位系統、掃描器等信息采集設備，按照約定的協議，把各種物品與互聯網連接起來，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控、管理的網絡，也就是將各種物體連接起來組成實現“萬物互聯”的網絡。

物聯網技術呈現多樣性和系統性發展。它從一開始的無線自組織網、傳感器網絡等單一的無線通信技術，發展到RFID、傳感器、NB-IoT、Lora、物聯網芯片、操作系統、邊緣計算等感知關鍵技術、網絡通信技術、應用技術和支撐技術的融合，特別是物聯網與新興技術的融合，如“物聯網+5G”“物聯網+邊緣計算”“物聯網+區塊鏈”更是方興未艾。5G是新一代的移動通信技術，其三大應用場景分別是增強型移動寬帶、海量物聯和高可靠超低延時連接。5G的高速率、低延時、廣覆蓋、海量接入的特點能夠滿足物聯網應用，特別是在智慧農業、智慧物流等物聯網應用方面的需求。隨著智能設備的增加，物聯網產生的數據日益增多，對數據分析和處理能力的需求也日益增加。在這種情況下，邊緣計算作為分析和處理更靠近生成數據源的技術，能夠解決物聯網大數據和延遲性問題。而如何保障物聯網數據的安全性和隱私性就成為物聯網大規模實施的關鍵問題之一，區塊鏈的關鍵特征是其高數據加密能力，進入鏈的數據都無法以任何方式進行修改。物聯網與區塊鏈融合能夠增強物聯網數據的安全性和隱私性，也能夠促進區塊鏈在更多的應用場景落地。

● 物聯網相關的設備及其功能

既然物聯網是一種將“各種物體連接起來組成實現‘萬物互聯的網絡”，那么，物聯網相關的設備必然涉及與網絡相關的終端設備、網關、服務器等。

終端設備是實現感測和反饋的設備，如煙霧傳感器、WIFI攝像頭等。這些終端設備可以通過傳感器感測現場的聲音、光線、空氣、運動的狀態，并通過網絡上傳到物聯網系統;同時接收物聯網系統的應對指令，采取相應的行動。終端設備可以根據其功能分為輸入設備和輸出設備，其中兼具輸入、輸出功能且能進行較復雜的信息處理的終端設備，常常被冠之以“智能終端”的稱謂，如智能手機、平板電腦等。

網關的作用在于實現終端設備與服務器的連接，在感測的過程中連接設備和收發數據，在反饋的過程中向終端設備傳達來自服務器的指令。

服務器的概念與之前學習的網絡服務器類似，通常具備收發數據、處理數據和存儲數據這三大功能。但是，由于物聯網在使用環境、反應速度、數據類型及數量等方面要求更高，所以，運行性能要求更好一些，數據處理功能更強一些。

● 本單元內容的教學

對于物聯網內容的教學，《標準》中并未專門提及，但可以借鑒與網絡有關的教學。

首先，要讓學生了解物聯網的概念及其發展歷程。這部分內容以識記內容為主，可以提供若干參考資源，讓學生通過網絡等渠道搜索、學習，通過具體案例體驗、感受。

其次，要讓學生了解物聯網相關的設備及其功能。物聯網的主要設備，即終端設備、網關、服務器這三大塊中，學生能直接接觸的是終端設備。通常，商品化的物聯網終端設備都會提供操作的平臺：或是APP，或是小程序，也有的提供計算機操作的平臺。教學時可以讓學生借助平臺，積極體驗，以親歷物與物的互連，觀察萬物互聯的效果，感受物聯網帶來的變化。

最后，要了解感測技術及聯網技術，包括傳感技術、射頻識別技術、二維碼技術、WIFI技術等。物聯網設備的聽、看、嗅、觸碰等感覺均來自傳感器，而將這些感覺傳遞到系統就需要用到各種網絡，所以，感測技術及聯網技術也是本單元教學的重要內容。對該部分內容的教學，不可能涵蓋各種傳感器和網絡類別，必須抓住主要內容，以點帶面，舉一反三地開展教學，重點在于了解傳感器在物聯網系統中的作用。

本單元教學活動中最為重要的是實際體驗和實踐操作。教師可以帶領學生到真實的環境中去體驗，實際感受物聯網的應用。除此之外，教師還應創造條件，讓學生利用開放的物聯網平臺，設計、制作簡單的物聯網應用裝置，讓學生真正感受到物聯網應用的優勢，深刻認識到物聯網給當今社會帶來的影響。