掌握基本概念認識深刻影響

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(shù)課標修訂組核心成員，正高級教師（教授）“物聯(lián)網(wǎng)”是“選擇性必修模塊2：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”的第三個教學(xué)單元，也是本模塊中最后的一個教學(xué)單元。在教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)的概念及其發(fā)展歷程，了解與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備及其功能是本模塊教學(xué)切入的關(guān)鍵所在?！裎锫?lián)網(wǎng)的概念及其發(fā)展趨勢物聯(lián)網(wǎng)是通過使用傳感器、定位系統(tǒng)、掃描器等信息采集設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把各種物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理的網(wǎng)絡(luò)，也就是將各種物體連接起來組成實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)呈現(xiàn)多樣性和系統(tǒng)性發(fā)展。它從一開始的無線自組織網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等單一的無線通信技術(shù)，發(fā)展到RFID、傳感器、NB-IoT、Lora、物聯(lián)網(wǎng)芯片、操作系統(tǒng)、邊緣計算等感知關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和支撐技術(shù)的融合，特別是物聯(lián)網(wǎng)與新興技術(shù)的融合，如“物聯(lián)網(wǎng)+5G”“物聯(lián)網(wǎng)+邊緣計算”“物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”更是方興未艾。5G是新一代的移動通信技術(shù)，其三大應(yīng)用場景分別是增強型移動寬帶、海量物聯(lián)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(lián)網(wǎng)應(yīng)用，特別是在智慧農(nóng)業(yè)、智慧物流等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面的需求。隨著智能設(shè)備的增加，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)日益增多，對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)源的技術(shù)，能夠解決物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和延遲性問題。而如何保障物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全性和隱私性就成為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模實施的關(guān)鍵問題之一，區(qū)塊鏈的關(guān)鍵特征是其高數(shù)據(jù)加密能力，進入鏈的數(shù)據(jù)都無法以任何方式進行修改。物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈融合能夠增強物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，也能夠促進區(qū)塊鏈在更多的應(yīng)用場景落地?！裎锫?lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備及其功能既然物聯(lián)網(wǎng)是一種將“各種物體連接起來組成實現(xiàn)‘萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)”，那么，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備必然涉及與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等。終端設(shè)備是實現(xiàn)感測和反饋的設(shè)備，如煙霧傳感器、WIFI攝像頭等。這些終端設(shè)備可以通過傳感器感測現(xiàn)場的聲音、光線、空氣、運動的狀態(tài)，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng);同時接收物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)對指令，采取相應(yīng)的行動。終端設(shè)備可以根據(jù)其功能分為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，其中兼具輸入、輸出功能且能進行較復(fù)雜的信息處理的終端設(shè)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(wǎng)關(guān)的作用在于實現(xiàn)終端設(shè)備與服務(wù)器的連接，在感測的過程中連接設(shè)備和收發(fā)數(shù)據(jù)，在反饋的過程中向終端設(shè)備傳達來自服務(wù)器的指令。服務(wù)器的概念與之前學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器類似，通常具備收發(fā)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)這三大功能。但是，由于物聯(lián)網(wǎng)在使用環(huán)境、反應(yīng)速度、數(shù)據(jù)類型及數(shù)量等方面要求更高，所以，運行性能要求更好一些，數(shù)據(jù)處理功能更強一些?！癖締卧獌?nèi)容的教學(xué)對于物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的教學(xué)，《標準》中并未專門提及，但可以借鑒與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的教學(xué)。首先，要讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的概念及其發(fā)展歷程。這部分內(nèi)容以識記內(nèi)容為主，可以提供若干參考資源，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等渠道搜索、學(xué)習(xí)，通過具體案例體驗、感受。其次，要讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備及其功能。物聯(lián)網(wǎng)的主要設(shè)備，即終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器這三大塊中，學(xué)生能直接接觸的是終端設(shè)備。通常，商品化的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)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(xué)時可以讓學(xué)生借助平臺，積極體驗，以親歷物與物的互連，觀察萬物互聯(lián)的效果，感受物聯(lián)網(wǎng)帶來的變化。最后，要了解感測技術(shù)及聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，包括傳感技術(shù)、射頻識別技術(shù)、二維碼技術(shù)、WIFI技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(tǒng)就需要用到各種網(wǎng)絡(luò)，所以，感測技術(shù)及聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是本單元教學(xué)的重要內(nèi)容。對該部分內(nèi)容的教學(xué)，不可能涵蓋各種傳感器和網(wǎng)絡(luò)類別，必須抓住主要內(nèi)容，以點帶面，舉一反三地開展教學(xué)，重點在于了解傳感器在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的作用。本單元教學(xué)活動中最為重要的是實際體驗和實踐操作。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生到真實的環(huán)境中去體驗，實際感