（六年级）第15课 认识蓝牙通信技术

第15课  认识蓝牙通信技术

一、教材分析

物要实现联网，离不开通信技术。它起到承上启下的关键作用，向上可以对接传感器等产品，向下可对接服务器以及用户终端等。本课第一部分以智能手环为例，通过对其基础功能的探讨，引出本课的核心内容——物联网中信息数据的连接、传输、呈现的基础是通信连接。从而认识蓝牙通信技术的特点和应用场景，同时结合校园运动实时监测，进一步了解运动数据对形成良好运动习惯、实现健康体魄的促进作用。物联网的核心不是“物”，而是“联”，核心是获取物的数据，进而对数据进行计算、分析、决策。因此在本课第二部分中以身体质量指数的计算为例，引导出未来的健康服务将不再是被动地满足用户的需求，而是主动感知用户的健康状况，并及时进行信息的智能交互，为用户提供个性化的健康服务。而要实现这种智能交互，更离不开可靠的通信传输技术，进一步凸显蓝牙、4G等通信技术在物联网系统中的重要作用。教材第三部分通过体温检测模型的搭建，让学生进一步体验到物联网中数据的实时传输。

二、学情分析

随着物联网健康设备及手机的智能终端的普及，许多学生已经佩戴上了运动手环，家里面也会有些智能健康监测设备，对蓝牙数据连接方式也有一定的了解。但对一些技术细节还不太熟悉，如蓝牙通信技术的特点、BMI指数的检测等。

六年级的学生有一定的动手能力，可以通过小组合作来搭建智能体温检测模型，在体验中不断调整和完善自己的作品。

三、教学目标与要求

1. 了解通信技术在物联网中的关键作用。

2. 认识蓝牙通信技术的应用场景及其特点。

3. 通过可穿戴设备数据的传输与分析决策，进一步认识物联网智能化应用的基础。

4. 搭建蓝牙通信功能的体温检测模型，培养解决实际问题的能力。

5. 培养学生动手和小组协作能力。

6. 通过智能健康设备的体验，了解健康云平台智能化辨别各项身体数据对健康生活的分析与保障作用，感受技术在生活中的重要价值。

四、教学重点与难点

1. 重点：通过智能设备数据的传输、计算、反馈过程，了解物联网中的通信技术的作用。

2. 难点：蓝牙通信技术的应用场景及其特点。

五、教学方法与手段

1. 通过体验和实验等，认识智能手环、各种可穿戴医疗健康设备获取数据、处理过程的智能化。

2. 让学生感受蓝牙、Wi-Fi、4G等各种通信技术在物联网系统中的重要作用。

六、课时安排

安排1课时。

七、教学准备

1. 智能手环、智能体脂秤、智能血压计、手机或平板。

2. 手机安装与手环、电子秤等同步的APP。

八、教学过程

（一）导入：认识智能手环

实物、课件出示：各种智能手环。

这些东西是什么？有什么功能？

学生根据自己的生活经验回答。

讲述：智能手环是一种穿戴式智能设备。2011年，Jawbone UP一代面世，初步定型智能手环基础功能，那就是记录人体的运动情况。对日常生活中的健身锻炼、睡眠等行为进行实时监测，现在有更多的个性化手环，可以实现更多的功能，老年人紧急情况呼救功能、刷卡、防晒等。

【设计意图】实物和课件的展示，使得学生对智能手环的认识更加深刻。介绍智能手环的历史、功能和生活中的广泛应用，有利于学生产生浓厚的学习兴趣。

（二）蓝牙通信技术——实现数据传输

1. 了解蓝牙通信技术

智能手环，都有计步功能，感知到的运动数据，我们是怎么知道的？（智能手环屏幕）

通过手环屏幕，可以看到计步数据。

没有屏幕的怎么办？（通过手机APP或者平板等智能终端）

直接打开APP就可以了吗？

讲解：要通过手机APP查看智能手环中的数据，首先要设置好手机与智能手环，实现蓝牙连接。蓝牙是一种支持设备短距离无线通信技术的标准，能在包括智能手机、平板电脑等移动终端通信和数据同步。

【设计意图】设疑，让学生联系生活实际，交代智能手环是通过蓝牙来传输运动数据的。

2. 实践：通过手机APP查看智能手环运动数据

在智能手环上，除计步数据外，我们还能看到哪些信息？（心率、睡眠、卡路里）

刚才同学们说到的这些功能，其实都是对运动等一些数据的监测功能。

那这些数据有什么用？

学生交流讨论：帮助我们养成良好而科学的运动习惯，进而提升身体素质。

【设计意图】通过实践活动，学生了解到智能手环除计步功能外，还能有其他信息，从而感受到智能手环的强大功能，并了解到智能手环不但能采集数据，还可以对数据进行监测，从而指导人们的健康生活。

3. 蓝牙通信的应用场景特点

提问：智能手环采集的心率、睡眠、卡路里等数据，又有什么特征？

连续、持续、动态、即时的数据。

提问：为什么智能手环的数据传输会使用蓝牙技术呢？

明确：蓝牙通信技术具有功耗低、速度快、连接稳定可靠的特点。

提问：蓝牙技术的特点，那还可以应用在哪些场景？

拓展：应用在智能手机、可穿戴产品、智能家居场景中。

小结：一般而言，蓝牙被广泛搭载于各类电子设备中，来实现设备间的短距离通信和数据传输，它的低功耗、速度快、连接稳定，所以广泛应用。

【设计意图】通过分析，学生从自身需求来认识到蓝牙通信的应用场景，并感受到蓝牙技术的特点。

4. 校园课堂运动监测系统

介绍：随着智能手环的发展逐渐成熟，智能手环不但应用于个人，还开始进入校园，为教育保驾护航。

交流：智能手环在学校运动的数据检测，可以起到什么作用？

通过对运动课程进行整体实时运动指标、消耗卡路里及心率的波动的实时监控，可以随时掌握身体适应性是否可以承受、学生的运动目标是否达成等等，提供适合学生个体的运动建议，逐渐帮助学生养成良好的运动习惯，提升学生的身体素质。

交流：智能手环是通过蓝牙技术，近距离传输数据的。在校园这样的大环境里，蓝牙通信技术实现数据监测，是否会接受到挑战呢？

会，不但需要传输的距离更远，并且连接也要稳定可靠。

讨论：智能手环在个体应用和校园大环境中应用，有何共同点和差异性呢？

明确：都是实现低功耗、速度快、连接稳定。但是校园环境面临了传输更远的距离和对多组数据的同步传输。

【设计意图】这一环节让学生讨论在校园这个大环境中使用智能手环和个人使用智能手环有何区别，可能会遇到哪些技术问题。并且了解智能手环在学校运动课程中能进行运动指标、消耗卡路里及心率的波动的实时监测作用，从而帮助学生养成良好的运动习惯，提升学生的身体素质。

（三）智能可穿戴医疗健康设备——健康数据监测与分析决策

1. 感受可穿戴医疗健康设备的智能化

过渡：刚才我们通过智能手环，了解到它能获取人体的运动数据，并对数据进行智能统计、分析、跟踪等，从而提供给我们合理的健康建议。

我们每学期都要测量体重，那体重数据对于我们来说意味着什么呢？（健康）

怎么知道体重数据是否正常？

讲解：BMI指数。

实践：

（1）学生计算自己的BMI指数，教师计时。

（2）选一位学生在智能电子秤上称重，通过智能体脂秤监测的手机APP查看BMI指数。

比较：哪个更快更方便？

讲解：随着物联网技术的发展，除了运动、体重、体温等数据可以实时监控分析外，还有许多健康数据可以采集、统计、分析。

提问：生活中还有哪些可穿戴医疗健康设备？

拓展：智能血压计采集心脉数据；智能血糖仪采集血糖水平的数据；智能体温计采集体温数据……

明确：这些可穿戴医疗健康设备都是利用传感技术大量采集用户健康和行为习惯等数据，通过蓝牙通信技术传输给智能终端APP。

【设计意图】两组学生通过不同方法得到的BMI数据，感受到可穿戴健康医疗设备的方便性。学生在自主实践中，了解到通过智能体脂秤，在相应的APP上可以监测多种健康数据，实现对数据的智能分析，体现物联网智能化的优势。

2. 多种无线通信技术实现了健康智能管理

提问：智能体脂秤能够监测人体多项生理数据，怎样才能通过这些数据，实现对人体健康起到科学的监护作用呢？

出示：健康智能管理平台。

学生交流讨论。

明确：智能终端APP通过4G、Wi-Fi等无线通信技术实时上传至健康云平台，开展健康数据分析，得出专业而精准的个人健康指导方案，让我们能够直观地理解数据的真正意义，从而针对自身身体状况提出合理的饮食或运动建议，起到自我了解和科学监护的作用。

讲述：人体还有许多反映身体健康状况的数据，借助现代化智能的物联网健康监测产品，能够帮助我们快速地获取到这些数据，并且通过健康数据平台形成健康报告，从而实现健康服务的智能化。

【设计意图】通过对健康智能管理平台工作流程分析，发现正是多种无线通信技术的支撑，才能实现可穿戴医疗设备智能化的管理。

（四）实践园

根据今天的学习结合实验器材配置的实验器材，搭建一个蓝牙通信功能的体温检测模型。

学生交流分析：测量人体温度，设定温度的范围。

学生分组实验，讨论汇报。

【设计意图】通过现有的实验器材，学生自主设计与搭建，进一步了解体温检测模型的工作流程。学生在小组协作下，提出自己的想法和解决遇到的实际问题，从而加深对所学知识的理解，同时也培养自己解决问题的能力。

（五）课堂总结，拓展延伸

今天我们认识了许多的物联网健康监测产品，这些产品一般都需要通过各种通信技术，实现和手机、平板等一些智能终端或数据中心进行数据同步，通过对数据的分析、处理，对个人健康提出指导方案，并实时进行监测和健康管理。