PAGE10PAGE10PAGE9PAGE9課題任務三了解計算機前沿技術課時2課時（90min）教學目標知識與技能：（1）了解物聯網的發展（2）了解大數據的發展（3）了解云計算的發展（4）了解人工智能的發展（5）了解VR和AR的發展（6）掌握物聯網的體系結構（7）掌握云計算的服務類型（8）掌握人工智能的關鍵技術思政育人目標：拓展學生的視野，帶領學生了解現下最為先進的計算機前沿技術，并以此激發學生的求知欲，培養學生的興趣，幫助學生規劃自身未來的發展方向，通過讓學生感受到科技對生活的帶來的改變，進而鼓勵學生努力學習，為了未來的美好生活而奮斗。教學重難點教學重點：（1）物聯網的體系結構（2）云計算的服務類型教學難點：（1）人工智能的關鍵技術教學方法講授法、問答法、討論法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計第1節課：學習新知（30min）第2節課：情景學習新知（30min）教學過程主要教學內容及步驟設計意圖第一節課考勤（3min）【教師】清點上課人數，記錄好考勤【學生】班干部報請假人員及原因培養學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況情景導入（3min）【教師】教師展示智能家居產品工作場景【學生】聆聽、觀看、思考【教師】引入知識如此智能的技術正是在物聯網的支持下才得以實現。讓我們一起學習物聯網的相關知識通過案例激發學生的動機，告知學習的目標，激發主觀能動性學習新知（30min）任務3-1了解物聯網【教師】結合教材25頁視頻，講解物聯網【多媒體】播放教材25頁視頻物聯網（internetofthings，IoT）又稱傳感網，是利用射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統（GPS）、激光掃描器等信息傳感技術和設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡物聯網的定義包含兩層意思：一是物聯網的基礎仍然是互聯網，它是在互聯網的基礎上延伸和擴展的網絡二是其用戶終端延伸和擴展到了任何物體之間，使任何物體之間都可以進行信息交換和通信。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”物聯網作為一種新興的信息技術，其應用正在迅速向各個領域蔓延，從家居、醫療、物流、交通、零售、金融、工業到農業，物聯網的應用無處不在。例如，時下流行的共享單車，只要拿出手機掃一掃即可打開智能鎖騎行，這些智能鎖使用的就是物聯網技術【教師】組織課堂互動列舉幾個你所接觸過的物聯網應用場景【學生】思考、討論、回答問題【教師】通過發言，引入新的知識點，帶領學生學習物聯網的體系結構【多媒體】展示教材物聯網的3層結構模型（詳見教材）（1）感知層。物聯網的感知層利用RFID、傳感器、攝像頭、全球定位系統等傳感技術和設備，隨時隨地獲取物體的屬性信息并傳輸給網絡層。物體屬性包括靜態和動態兩種：靜態屬性：可以存儲在電子標簽中，使用閱讀器讀取動態屬性：（如溫度、濕度、速度、位置等）則需要使用傳感器、攝像頭或全球定位系統等實時探測。一般情況下，在數字的后面用特定的字母（下標）表示該數的進制：B表示二進制；D表示十進制（D可省略）；O表示八進制；H表示十六進制。例如，二進制數101100應表示為(101100)B【教師】舉例講解感知層比如，工業過程的控制、汽車應用方面的傳感器。汽車方面，汽車能夠顯示汽油還有多少，這就需要能夠檢測到汽油液面高度的傳感器，還有就是汽車停止的時候，如果有誰震動到它就會發出警報，這就需要能夠感應振動的傳感器。醫療衛生，以及食品監測這方面的傳感器，要檢測某種食品含有的危害物質濃度有多大？是否超標？也需要濃度傳感器來檢測。還有就是智能電子產品以及家電產品這方面的應用。我們用的能夠檢測姿態的手柄游戲手柄，這些一般里面有一個小型的電子陀螺儀【學生】聆聽、思考、記憶（2）網絡層。通過各種網絡，將物體的信息實時、準確地傳遞給應用層（3）應用層。應用層有一個信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實現物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等實際應用【教師】舉例講解應用層應用層主要解決信息處理和人機界面的問題，也即輸入輸出控制終端。例如，手機、智能家居的控制器等等，主要通過數據處理及解決方案來提供人們所需的信息服務。應用層針對的是直接用戶，為用戶提供豐富的服務及功能，用戶也可以通過終端在應用層定制自己需要的服務：比如查詢信息、監視信息、控制信息等等【學生】聆聽、思考、記憶物聯網的3層結構體現了物聯網的基本特征，即全面感知、可靠傳遞和智能處理【學生】聆聽、記憶【教師】講解大數據部分內容物聯網正在支撐起社會活動和人們生活方式的變革，被稱為繼計算機、互聯網之后沖擊現代社會的第三次信息化發展浪潮。物聯網在將物品和互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的過程中，產生的大量數據也在影響著電力、醫療、交通、安防、物流、環保等領域商業模式的重新形成。物聯網握手大數據，正在逐步顯示出巨大的商業價值大數據（bigdata）也稱海量數據或巨量數據，是指數據量大到無法利用傳統數據處理技術在合理的時間內獲取、存儲、管理和分析的數據集合?！按髷祿币辉~除用來描述信息時代產生的海量數據外，也被用來命名與之相關的技術、創新與應用大數據具有海量的數據規模（volume）、快速的數據流轉（velocity）、多樣的數據類型（variety）和價值密度低（value）四大特征，簡稱4V（1）海量的數據規模（volume）。2004年，全球數據總量為30EB，2005年達到50EB，2015年達到7900EB，2019年達到41ZB。根據國際數據資訊（IDC）公司監測，全球數據量大約每兩年翻一番，預計到2025年，全球將擁有163ZB的數據（數據存儲單位之間的換算關系：1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB；1PB=1024TB；1EB=1024PB；1ZB=1024EB）（2）快速的數據流轉（velocity）。指數據產生、流轉速度快，而且越新的數據價值越大。這就要求對數據的處理速度也要快，以便能夠及時從數據中發現、提取有價值的信息（3）多樣的數據類型（variety）。數據的來源及類型多樣。大數據的數據類型除傳統的結構化數據外，還包括大量非結構化數據（4）數據價值密度低（value）。指數據量大但價值密度相對較低，挖掘數據中蘊藏的價值猶如沙里淘金【學生】聆聽、思考、記憶【教師】組織課堂互動思考大數據可以應用的領域【學生】思考、討論、回答問題【教師】總結大數據正在眾多領域掀起變革的巨浪，但是，我們要看到，大數據的核心在于挖掘數據中蘊藏的價值。例如，通過對大量數據的分析和挖掘來預測行業發展趨勢、做精準營銷、優化生產流程等。如今，大數據在各行各業的應用無處不在，包括電商、金融、通信、物流、醫療、教育、農業、工業制造、城市管理等。例如，大數據在電商行業的典型應用場景有：①電商企業收集大量用戶在電商網站或網絡媒體上的注冊信息、行為數據（用戶在網站和App中的瀏覽/點擊/發帖等行為）、交易數據等；②對收集的數據進行分析和挖掘，得出不同用戶的購買能力、行為特征、心理特征、興趣愛好、家庭情況、喜歡的社交網絡等數據；③根據分析結果做精準營銷、精準推薦等【學生】聆聽、思考、記憶【教師】舉例引出VR（1）蘭蔻VR花園實驗室（2）移動VR直播技術這些案例都是用到了VR技術，那我們來共同了解虛擬現實（virtualreality，VR）是指利用計算機技術模擬出一個逼真的三維空間虛擬世界，使用戶完全沉浸其中，并能與其進行自然交互，就像在真實世界中一樣。例如，VR游戲可以讓用戶完全沉浸在游戲中，猶如身臨其境目前，虛擬現實系統主要應用于仿真演示、仿真實驗、模擬訓練、模擬演練、仿真設計、可視化管理、藝術與娛樂等方向，如教學仿真演示與實驗、軍事模擬訓練與演習、消防模擬訓練與演練、飛機和汽車等駕駛模擬訓練、航天模擬訓練、外科手術模擬訓練、建筑仿真設計與演示、產品仿真設計與演示、交通路況與環境仿真演示、VR影視與游戲、科學研究和工程管理可視化等【學生】聆聽、思考、記憶【教師】列舉VR使用案例例如，在汽車專業教學領域，當學生學習發動機的組成、結構和工作原理時，傳統教學方法是利用圖示或放錄像的方式向學生展示相關知識，無法使學生直觀地理解和運用；而利用虛擬現實技術，不僅可以用三維方式直觀地向學生展示發動機的復雜結構、工作原理及工作時各個零件的運行狀態，而且可以讓學生在虛擬環境中進行拆裝和維修發動機等實驗，從而使教學和實驗效果事半功倍。目前，許多學校都建立了虛擬仿真實驗室【學生】聆聽、思考、記憶【教師】組織課堂互動你用過虛擬現實系統的設備嗎？如果用過，是用來做什么？【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】舉例引出AR（1）新年支付寶“掃福”（2）淘寶在線試裝這里所使用的是和VR不同的技術，也就是接下來我們要講到的AR技術強現實（AR）是把真實環境和虛擬環境結合起來的一種技術。與VR不同的是，AR是在現實的環境中疊加虛擬內容，實現了虛實結合。此外，AR在用戶端無須頭戴式3D顯示器、3D鼠標、數據手套等交互設備，只需要一個智能手機、平板計算機或AR眼鏡即可（利用AR眼鏡可同時看到現實環境和虛擬內容）【學生】聆聽、思考、記憶【教師】列舉AR使用案例目前，AR主要應用于零售、教育、醫療、娛樂和游戲、廣告、軍事等領域。例如，在零售領域，可以利用AR進行試裝、試妝，讓消費者得到更好的購物體驗；在教育和培訓領域，可以利用AR生動地演示相關知識和應用；在醫療領域，做微創手術時可以利用AR實時觀察手術部位，相當于增強了外科醫生的視力【學生】聆聽、思考、記憶通過講解，讓學生了解物聯網、大數據、VR和AR等相關知識課堂互動（7min）【教師】提出問題（1）物聯網3層結構的作用分別是什么？（2）大數據有哪些應用？（3）虛擬現實（VR）和增強現實（AR）的區別是什么？【學生】思考、回答問題【教師】隨機選擇學生，讓他們回答問題【學生】回答問題【教師】講解問題【學生】聆聽、思考通過師生的交流、討論、反饋、矯正、總結，加深對知識點的理解，提高學生思維、分析和總結能力評價修正（2min）【教師】點評學生的回答，并總結、鞏固知識點【學生】聆聽、思考、記憶通過形成性檢測進行強化矯正第二節課情景導入（3min）【教師】導入新課在學習過程中我們常常會有很多的材料、資源需要存儲，而我們一般采用的方法是U盤或者移動硬盤，但這兩種都屬于計算機的外部配件，并不方便我們隨時隨地的使用，那么在計算機技術發展如此迅速的今天，我們應當如何的是解決這個問題呢【學生】聆聽、思考通過情景，吸引學生關注，激發學生的學習興趣學習新知（30min）【教師】提出知識點任務3-3了解云計算云計算既是一種計算機創新技術，也是一種IT服務模式。它將計算任務分布在互聯網上由大量計算機（通常是一些大型服務器集群）構成的資源池中，并將資源池中的資源（計算力、存儲空間、帶寬、軟件等）虛擬成一個個可任意組合、可大可小的資源集合，然后以服務的形式提供給用戶使用國內外知名的云計算服務商有阿里云、騰訊云、百度云、亞馬遜AWS、微軟Azure、谷歌Cloud等【學生】聆聽、思考、記憶【教師】結合案例講解云計算的典型應用（1）企業云：是專門設計客戶關系管理軟件、人力資源管理軟件、數據庫軟件等企業內部系統給商業公司使用的云系統（2）云存儲系統：適合于那些需要管理和存儲海量數據的企業（3）大規模數據處理云：利用云計算的計算能力和存儲能力對海量的數據進行大規模的處理（4）云殺毒：通過云中龐大的特征庫和強大的處理能力來分析這個數據是否含有病毒（5）開發測試云：較適合那些需要開發和測試多種應用的企業和機構（6）游戲云：將游戲部署至云中。目前主要有兩種應用模式，一種是基于Web游戲模式，另一種是為大容量和高畫質的專業游戲設計的【學生】聆聽、思考、記憶【教師】結合典型應用提出問題同學們思考剛才講到的云計算的典型應用的服務對象分別是那些呢【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】結合學生發言，講解云計算的服務類型云計算按照服務類型分為基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）3種。（1）基礎設施即服務（IaaS）。IaaS主要是出售計算能力、存儲和帶寬等基礎資源（2）平臺即服務（PaaS）。PaaS主要面向軟件開發人員，它提供了完整的云端開發環境（3）軟件即服務（SaaS）。SaaS主要面向企業或個人用戶，讓用戶可以通過瀏覽器或App隨時隨地使用這些服務。例如，微軟公司提供的Office365辦公套件就屬于SaaS【學生】聆聽、思考、記憶【教師】提出問題讓學生思考隨機提問播放機器人Atlas相關視頻后提出問題：你理解的人工智能是什么？【學生】聆聽、觀看、思考、回答問題【教師】通過歸納總結大家的發言，引入新的知識點，帶領學生了解人工智能人工智能（AI）是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門學科，其目標是生產出能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器。具體來說，人工智能就是讓機器像人類一樣具有感知能力、學習能力、思考能力、溝通能力、判斷能力等，從而更好地為人類服務【學生】聆聽、思考【教師】列舉人工智能應用案例（1）虛擬個人助理Siri，GoogleNow和Cortana都是各種渠道（iOS，Android和WindowsMobile）上的智能數字個人助理（2）而在有人工智能的介入之后，這一問題就有了解決辦法。也許你自己不知道到底喜歡包含哪些元素的歌曲，但是人工智能通過分析你喜歡的音樂可以找到其中的共性，并且可以從龐大的歌曲庫中篩選出來你所喜歡的部分，這比最資深的音樂人都要強大電影推薦也是相同的原理，對你過去喜歡的影片了解越多，就越了解你的偏好，從而推薦出你真正喜歡的電影【學生】聆聽、思考【教師】人工智能能夠提高我們的質量，