06-15《智能健康设备》教学设计

第15课智能健康设备

【教材分析】

本课内容主要分为三部分。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采集、传输、呈现与解读应用，认识蓝牙通信技术。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。第二部分是在了解运动数据采集的基础上认识人体体征数据的获取、存储、分析。了解到健康类智能产品对健康数据的管理已经迈入了智能化。智能体脂秤、智能血压仪对获取体重、体脂、血压等健康数据能够进行快速获取，并科学地解读、反馈，反映身体健康状况，形成变化趋势，起到自我了解和科学监护的作用，进而改变生活中不良的作息、饮食、运动习惯等，最终达到保障健康的目的。第三部分是搭建一个智能体温检测报警系统。

【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，家里面也有了一些健康监测智能设备，对通过蓝牙进行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，如蓝牙的传输距离，BMI指数的检测等。

六年级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报警系统，并在体验中不断调整和完善自己的作品。

【教学目标与要求】

1. 通过智能手环、智能体脂秤、智能血压仪等健康设备，了解对健康数据的智能化获取和管理。

2. 通过智能手机与智能手环等的通信，了解蓝牙通信技术及其特点。

3. 通过对体征数据的智能化分析，知道身体数据对健康的价值意义。

4. 通过可穿戴智能健康设备，帮助学生建立良好而科学的生活及运动习惯的意识。

5. 通过对智能健康设备的体验，感受科技正在逐步影响或改变着我们的日常生活。

【教学重点与难点】

重点：了解智能健康设备对健康生活的指导与保障作用。

难点：蓝牙通信技术的连接特点。

【教学方法与手段】

体验和实验、方案设计与搭建等。

【课时安排】

安排1课时。

【教学准备】

智能手环、智能体脂秤、智能血压仪、手机或平板。

手机安装与手环、电子秤等同步的APP。

【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。

交流：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，那就是记录人的运动情况。智能手环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、刷卡等。

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

二、智能手环——运动监测

1. 感知运动数据——运动传感器。

智能手环都有计步的功能，那这个基础功能如何实现的？你们能够根据所学的知识猜测一下吗？

【设计意图】通过列举智能手环中常见的计步功能，引导学生用物联网的知识来解释，达到复习旧知的目的。

2. 传输运动数据——蓝牙。

我们是怎么知道智能手环感知的信息？（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通信的无线电技术，能在包括移动智能终端、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。

探究：（1）智能手环与智能手机之间蓝牙通信的连接距离。

（2）智能手环可以同时与几台智能手机连接。

小结：一般而言，手机与蓝牙设备的传输距离如果中间没有大的障碍物，在7m之内传输质量都很好，超过8m将出现断点，超过10m蓝牙设备之间将失去连接。蓝牙设备与手机是一对一的连接，但一台手机可以同时连接多个蓝牙设备。

【设计意图】设疑：让学生联系生活实际，了解智能手环是通过蓝牙来传输运动数据的，并且能知道蓝牙技术的传输距离比较短的特点。

3. 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，我们还能看到那些信息？（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。

学生交流讨论：这些数据有什么用？

明确：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】学生通过实践活动，了解到智能手环除计步功能外，还能采集心率、睡眠、卡路里等数据信息，感受到智能手环的强大功能，并了解到除了能采集数据外，智能手环还可以对数据进行监测，从而指导人们健康地生活。

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。

思考：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，蓝牙技术是否会接收到挑战呢？（会，需要传输距离更远的技术来代替）交流：智能手环在学校运动中起什么作用？

通过对运动课程进行运动指标、消耗卡路里及心率的波动的整体实时监控，可以随时掌握学生身体是否可以承受、学生的运动目标是否达成等等，提供适合学生运动的个性化建议，逐渐帮助学生养成良好的运动习惯，提升身体素质。

交流：校园运动实时监测时，如何实现老师在第一时间获知学生运动心率异常？

要实现这个功能就要实现对数据的智能分析。这就是物联网智能化的优势。所以当学生运动时，数据采集终端会自动分析数据，当出现心率异常时就会自动报警。

课件出示：心率异常报警图。

【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、可穿戴健康医疗设备——体征数据监测

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。

出示：智能体脂秤对应的APP。

提问：在APP上有哪些人体数据？这些数据你能看得懂吗？