第21课文物保护新手段
一、教学目标
1.学生能够详细阐述物联网在文物保护中的多种应用方式，包括实时监测、
精准管理、科学研究、云端展示等方面的具体应用实例，深刻理解物联网技术对
文物保护的重要意义。
2.学生能够通过对博物馆环境监测系统的深入实践探索，熟练掌握利用物
联网解决实际问题的方法，包括系统功能需求分析、硬件设备选择与搭建、软件
算法设计与实现、数据采集传输处理及反馈控制等环节，具备独立构建和优化简
单物联网应用系统的能力，并能将所学方法迁移应用到其他类似场景中解决问题。
二、教学重点与难点
（一）教学重点
1.深入理解物联网在文物保护中的助力作用，如通过传感器实现环境因素
实时监测、利用电子标签等技术进行数字化管理等，掌握其在不同文物保护场景
中的应用模式。
2.熟练掌握博物馆环境监测系统的工作原理和构建方法，包括确定功能需
求（采集、传输、处理、反馈）、选择合适的物联实验设备（传感器、主控板
等）、设计有效的算法以及实现数据的采集、传输、存储、分析和反馈控制。
（二）教学难点
1.理解物联网技术如何与文物保护的专业需求深度融合，如根据不同文物
类型确定精准的环境监测指标和阈值，以及如何利用物联网数据进行科学研究和
决策支持。
2.在博物馆环境监测系统实践中，能够根据实际需求灵活选择和优化硬件
设备与软件算法，解决可能出现的技术难题（如设备兼容性、数据准确性、算法
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效率等），并实现系统的稳定运行和功能扩展。
三、教学准备
1.教学设备：多媒体教室，配备电脑且安装好编程环境和相关软件，准备
好物联实验设备（温度传感器、湿度传感器、温湿度传感器、主控板、继电器、
显示屏、蜂鸣器等）及配套连接线，确保网络连接正常。
2.教学资料：制作包含物联网在文物保护中应用案例、博物馆环境监测系
统相关知识等内容的教学课件，准备博物馆环境监测系统功能需求表（表
21.1、表21.2）、数据采集记录表（表21.3）、不同文物适宜环境条件表（表
21.4）、系统工作流程图（图21.3、图21.4、图21.5）等资料，收集故宫博
物院、秦始皇帝陵博物院、敦煌莫高窟等物联网文物保护案例资料（文字、图片、
视频等）。
四、教学过程
（一）导入新课（5分钟）
1.展示一些珍贵文物的图片，介绍文物的历史文化价值，提问学生：文物
如此珍贵，我们应该如何保护它们？引导学生思考文物保护面临的挑战。
2.展示一些文物受损的图片（如因温湿度变化导致的书画霉变、青铜器生
锈等），强调文物保护的紧迫性，引出本节课主题——文物保护新手段，即利用物
联网技术保护文物，明确本节课将学习物联网在文物保护中的应用以及通过实践
探索博物馆环境监测系统来掌握物联网解决问题的方法。
（二）新课讲解（30分钟）
1.探索物联网在文物保护中的应用
利用课件展示故宫博物院、秦始皇帝陵博物院、敦煌莫高窟等著名文物保护
单位利用物联网技术的案例资料（图片、视频、文字介绍等），详细讲解物联网
在文物保护中的具体应用方式和取得的成效。
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实时监测与调控方面：以故宫博物院为例，介绍其如何通过安装在文物展厅
和库房的各类传感器（如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、气体传感器
等），实时采集环境数据，并将数据传输到监控中心。当环境参数超出预设阈值
时，系统自动触发调控设备（如空调、加湿器、除湿器、灯光控制器等）进行调
整，确保文物始终处于适宜的保存环境中。讲解传感器的类型、工作原理以及数
据传输方式（如无线传输技术），强调实时监测对预防文物因环境因素受损的重
要性。
数字化管理与精准定位方面：以秦始皇帝陵博物院为例，讲解如何利用电子
标签（RFID）为每件文物赋予唯一的身份标识，实现文物的数字化管理。通过
RFID技术，可以方便地记录文物的基本信息、出入库记录、展览轨迹等，便于
查询和追溯文物的历史信息。同时，结合定位技术（如室内定位系统），可以实
时掌握文物的位置信息，有效防止文物的流失和盗窃。展示电子标签和定位设备
的实物或图片，让学生了解其工作原理和应用场景。
智能导游与游客体验提升方面：以敦煌莫高窟为例，介绍其智能导游系统如
何利用物联网技术为游客提供更加丰富和便捷的参观体验。通过在洞窟内安装传
感器和智能设备，系统可以根据游客的位置和行为，自动推送相关的