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學(xué)科核心素養(yǎng)①具備服務(wù)信息社會(huì),為信息社會(huì)積極作貢獻(xiàn)的意識(shí);具備選用信息技術(shù)工具進(jìn)行信息安全防范的意識(shí)。(信息意識(shí))②針對(duì)給定的任務(wù)進(jìn)行需求分析,明確需要解決的關(guān)鍵問題,能把利用信息技術(shù)解決問題的過程遷移到學(xué)習(xí)和生活的其他相關(guān)問題的解決過程中。(計(jì)算思維)③針對(duì)較復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù),使用網(wǎng)絡(luò)工具快速搜索、獲取和甄別學(xué)習(xí)資源,在有效管理的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性地解決問題,形成個(gè)性化的作品,在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中開展協(xié)作學(xué)習(xí),建構(gòu)知識(shí)。(數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新)④認(rèn)識(shí)信息技術(shù)發(fā)展對(duì)社會(huì)進(jìn)步和人們生活帶來(lái)的影響,在信息活動(dòng)中,認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)具有兩面性,在帶來(lái)積極作用的同時(shí),也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。(信息社會(huì)責(zé)任)課程標(biāo)準(zhǔn)要求探討信息技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步以及人們生活、工作與學(xué)習(xí)的影響,描述信息社會(huì)的特征,了解信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。學(xué)業(yè)要求能描述信息社會(huì)的特征,了解信息技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步以及個(gè)人生活與學(xué)習(xí)的影響;在信息系統(tǒng)應(yīng)用過程中,能預(yù)判可能存在的信息泄露等安全風(fēng)險(xiǎn),掌握信息系統(tǒng)安全防范的常用技術(shù)方法;認(rèn)識(shí)信息系統(tǒng)在社會(huì)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)及局限性,能夠自覺遵守相關(guān)法律法規(guī)與倫理道德規(guī)范。教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)選自教育科學(xué)出版社出版的高中信息技術(shù)必修2《信息系統(tǒng)與社會(huì)》第1單元第1節(jié)“信息系統(tǒng)的組成”,教學(xué)內(nèi)容圍繞“探究信息系統(tǒng)的組成”項(xiàng)目展開。具體內(nèi)容為:認(rèn)識(shí)信息系統(tǒng)的基本組成;初步體驗(yàn)信息系統(tǒng)對(duì)社會(huì)的影響;通過典型信息系統(tǒng)分析知曉信息系統(tǒng)是人造系統(tǒng),功能多樣,可以根據(jù)復(fù)雜程序分為簡(jiǎn)單系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)。本節(jié)課內(nèi)容理論性知識(shí)點(diǎn)較多,實(shí)踐操作的內(nèi)容較少,所以在處理教學(xué)內(nèi)容的過程中,利用“后門”程序以及中國(guó)在世界上影響較大的兩個(gè)信息系統(tǒng),引出信息系統(tǒng)安全問題以及后門的概念,幫助學(xué)生理解信息局限性,體會(huì)如何合理選擇信息系統(tǒng),感知科技進(jìn)步對(duì)社會(huì)帶來(lái)的創(chuàng)新和改變。學(xué)情分析高一學(xué)生的自我意識(shí)明顯增強(qiáng),獨(dú)立思考和處理事務(wù)能力顯著發(fā)展,他們對(duì)生活中經(jīng)常使用的信息系統(tǒng)有充分的了解,有相應(yīng)的使用技巧,但不清楚信息系統(tǒng)的組成,也不知道如何突破信息系統(tǒng)局限性。教學(xué)目標(biāo)①通過分析監(jiān)控系統(tǒng)和體驗(yàn)student系統(tǒng)操作過程,認(rèn)識(shí)信息系統(tǒng)的組成。②通過觀察北斗和鴻蒙信息系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景,了解信息系統(tǒng)中的子系統(tǒng),體會(huì)信息系統(tǒng)組成大小的相對(duì)性與各部分相互協(xié)調(diào)工作的整體性,并分析信息系統(tǒng)的局限性。③通過正確地選擇、使用、設(shè)計(jì)、評(píng)估信息系統(tǒng),認(rèn)識(shí)信息系統(tǒng)是一個(gè)整體,正確認(rèn)識(shí)信息系統(tǒng)對(duì)社會(huì)的影響力。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn):了解信息系統(tǒng)的組成。難點(diǎn):正確評(píng)估選擇信息系統(tǒng)。教學(xué)策略分析整個(gè)教學(xué)流程以分析典型信息系統(tǒng)(教室監(jiān)控系統(tǒng))的組成作為導(dǎo)入,讓學(xué)生體驗(yàn)使用Python編寫的帶“后門”的student系統(tǒng),結(jié)合全球發(fā)生的重大后門安全事件,讓學(xué)生感受信息系統(tǒng)對(duì)社會(huì)的影響,同時(shí)認(rèn)識(shí)到信息系統(tǒng)的局限性,學(xué)會(huì)評(píng)估信息系統(tǒng)、合理選擇信息系統(tǒng);結(jié)合以上幾個(gè)方面綜合因素,鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)一個(gè)信息系統(tǒng)功能模型(以思維導(dǎo)圖形式呈現(xiàn)),以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維。教學(xué)流程示意圖如圖1所示。教學(xué)過程1.引入新課,實(shí)踐研討(13分鐘)師:作為智慧校園,咱們學(xué)校的信息化系統(tǒng)是比較完善的,系統(tǒng)中最重要的是安防系統(tǒng),而監(jiān)控設(shè)備在安防中必不可少,我們教室里就有兩個(gè)攝像頭,請(qǐng)同學(xué)們?cè)谝曨l監(jiān)控窗口中找一找自己,并思考當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)由哪些部分組成。生:攝像頭、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、瀏覽器、視頻、互聯(lián)網(wǎng)、用戶……師:(教師把學(xué)生的回答歸類為五個(gè)基本組成部分)以人為主導(dǎo),處理的是數(shù)據(jù),且以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng),即為信息系統(tǒng)。請(qǐng)同學(xué)們登錄student信息系統(tǒng)程序,按學(xué)習(xí)任務(wù)單上的步驟進(jìn)行操作,體驗(yàn)這個(gè)小型信息系統(tǒng)的使用,同時(shí)思考:student系統(tǒng)的五個(gè)基本組成部分具體是什么(如圖2)。(學(xué)生按如圖3所示的流程體驗(yàn)student系統(tǒng))學(xué)生活動(dòng)1:師:如果你需要設(shè)計(jì)一個(gè)信息系統(tǒng),會(huì)選擇哪種途徑?(①自己設(shè)計(jì);②找別人設(shè)計(jì))請(qǐng)不同選擇的同學(xué)分別說(shuō)一說(shuō)理由。生:(選擇①的理由)我的系統(tǒng)任我控,我想設(shè)計(jì)什么功能什么樣式都可以,自己設(shè)計(jì)安全性更可靠;(選擇②的理由)由于技術(shù)問題,覺得專業(yè)的人開發(fā)出的系統(tǒng)更專業(yè)、更完善。師:student信息系統(tǒng)的五大組成部分分別是哪些?生:硬件有計(jì)算機(jī);軟件有Python、瀏覽器、word;通信方式是局域網(wǎng);數(shù)據(jù)有鏈接視頻、文本、姓名及身份證密碼信息等。設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生比較熟悉監(jiān)控視頻,在視頻窗口中能找到自己,可體驗(yàn)到監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)安防工作的重要作用;通過對(duì)兩個(gè)簡(jiǎn)單信息系統(tǒng)的組成的分析,能讓學(xué)生充分感知信息系統(tǒng)對(duì)生活產(chǎn)生的積極影響,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)信息系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)的興趣。2.案例分析,理解教材(17分鐘)師:請(qǐng)大家觀察users文件里的身份證以及密碼,與你們剛剛輸入的內(nèi)容是否一致?生:完全一致!師:為什么我能輕松地獲取大家輸入的所有信息呢?(學(xué)生推測(cè)有漏洞)student程序里有一段代碼,因此能導(dǎo)出同學(xué)們登錄的數(shù)據(jù),這就是后門,是設(shè)計(jì)者故意留的bug,平常大家說(shuō)的漏洞是設(shè)計(jì)者無(wú)意留下的bug。接下來(lái),請(qǐng)同學(xué)們了解一下影響全球的棱鏡門事件,并思考為什么美國(guó)能監(jiān)聽全球的互聯(lián)網(wǎng),由此你想到了什么。生:因?yàn)槊绹?guó)掌握了全球互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù);想到了信息系統(tǒng)安全問題。師:怎樣才能挑選到安全可靠的信息系統(tǒng)呢?生:自己開發(fā)。師:我們必須選擇能夠自主可控的信息系統(tǒng),中國(guó)研發(fā)的自主可控的信息系統(tǒng)在全球影響非常大的有哪些呢?生:鴻蒙、北斗。師:(播放視頻)剛剛我們分析了四個(gè)信息系統(tǒng),分別是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、華為鴻蒙系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及student系統(tǒng),接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合課本內(nèi)容,以組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜度為分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)以上四個(gè)信息系統(tǒng)進(jìn)行分類。學(xué)生自學(xué)課本相關(guān)內(nèi)容,并給出總結(jié):student系統(tǒng)是簡(jiǎn)單系統(tǒng),其他三個(gè)是復(fù)雜系統(tǒng)。師:(總結(jié)學(xué)生回答情況)根據(jù)信息系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,可以將信息系統(tǒng)分為三種類型,即簡(jiǎn)單系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)。復(fù)雜系統(tǒng)和簡(jiǎn)單系統(tǒng)之間最大的區(qū)別就是復(fù)雜系統(tǒng)有子系統(tǒng)。請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)一說(shuō)生活中用到的信息系統(tǒng)分別屬于哪一種。生:(例1)淘寶屬于復(fù)雜系統(tǒng);(例2)上課用的隨機(jī)點(diǎn)名系統(tǒng)屬于簡(jiǎn)單系統(tǒng);(例3)小黃車、微信屬于復(fù)雜系統(tǒng);(例4)遙控窗簾屬于簡(jiǎn)單系統(tǒng)。師:通過以上對(duì)信息系統(tǒng)的分析,我們知道了信息系統(tǒng)是人造的系統(tǒng),功能非常豐富,服務(wù)于各行各業(yè)。由此可見,信息系統(tǒng)對(duì)人類的發(fā)展有非常關(guān)鍵的影響,請(qǐng)結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn),從國(guó)家層面和個(gè)人層面回答,信息系統(tǒng)有哪些影響。生:(國(guó)家層面)①信息系統(tǒng)促進(jìn)了人類進(jìn)步,推動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展;②對(duì)信息系統(tǒng)的依賴程度越來(lái)越大;③安全問題成為突出的核心問題。(個(gè)人層面)①改變了生活節(jié)奏和生活方式,節(jié)約了很多時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本,如遠(yuǎn)程學(xué)習(xí),遠(yuǎn)程視頻等;②大數(shù)據(jù)造成信息安全問題,同樣威脅著個(gè)人安全。師:目前的信息系統(tǒng)對(duì)人類發(fā)展總體來(lái)說(shuō)是利大于弊,從信息系統(tǒng)組成上分析,信息系統(tǒng)存在一些安全方面的局限性,硬件和軟件都可能存在“后門”,研發(fā)人員是否可信,這些都會(huì)導(dǎo)致研發(fā)成本的增加,所以,想研發(fā)自主可控的信息系統(tǒng)不僅要有時(shí)間還要有經(jīng)濟(jì)支撐,需要大量的技術(shù)人才、投入大量的經(jīng)費(fèi)。例如,華為公司雖然在芯片上取得了非常不錯(cuò)的成績(jī),但是高端芯片的制造問題仍是中國(guó)芯片的短板,所以華為現(xiàn)在卡脖子的問題就是高端芯片,因?yàn)楦叨诵酒a(chǎn)是一系列的產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)與基礎(chǔ)學(xué)科有很大關(guān)聯(lián),作為中學(xué)生,我們應(yīng)該做什么呢?聽聽任正非給我們的建議。(播放視頻)生:(看完視頻總結(jié))①學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕;②有一技之長(zhǎng)非常重要。設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)利用后門程序竊取到學(xué)生信息,引發(fā)學(xué)生關(guān)注信息系統(tǒng)的安全問題;舉例全球影響非常大的棱鏡門事件,幫助學(xué)生意識(shí)到必須要自主研發(fā)自主可控的信息系統(tǒng);通過展示華為的鴻蒙系統(tǒng)和中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在不同場(chǎng)景的應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生民族自豪感。3.思維拓展,知識(shí)遷移(12分鐘)師:大家有沒有在網(wǎng)上下載過破解版的軟件?為什么要破解?生:有,因?yàn)檐浖嬖诼┒础煟翰⒎撬械暮箝T都是惡意的,有些公司為了留住邊緣客戶,他們會(huì)故意把破解文件發(fā)到網(wǎng)上供這些客戶群體下載,使其以此獲得軟件的好的體驗(yàn)。接下來(lái),請(qǐng)同學(xué)們安裝軟件xmind并破解,破解成功以后請(qǐng)使用xmind繪制一個(gè)思維導(dǎo)圖:設(shè)計(jì)一個(gè)你需要的信息系統(tǒng),畫出功能模塊,完成后導(dǎo)出文件保存并提交給老師。學(xué)生活動(dòng)2:下載并破解軟件,繪制思維導(dǎo)圖,如圖4所示。設(shè)計(jì)意圖:通過破解程序體驗(yàn)“善意的后門”,讓學(xué)生深刻理解信息系統(tǒng)的局限性。要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)為自己服務(wù)的信息系統(tǒng),可以是構(gòu)思也可以是作品,讓學(xué)生從自身需要出發(fā)更能激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣,開拓創(chuàng)作思路。4.評(píng)價(jià)總結(jié),鼓勵(lì)創(chuàng)新(3分鐘)教師展示學(xué)生作品,并給予評(píng)價(jià)。學(xué)生根據(jù)自己的想法大膽嘗
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