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第3.4课《自主可控意义大》教学设计
课题 自主可控意义大 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：能识别技术依赖风险（如芯片断供），关注国产技术（如北斗、5G），理解“自主可控”对国家安全的意义。计算思维：通过分析案例（如供应链中断），用系统思维拆解问题，模拟断供影响并提出国产替代方案。数字化学习与创新：能利用网络资源调研国产技术案例（如传感器研发），尝试设计简易物联网应用（如智能安防装置）。信息社会责任：践行数据安全习惯（如设置设备密码），主动宣传国产技术价值（如北斗救灾应用），助力自主生态建设。
教学重点 理解“自主可控”内涵（技术独立、产业链安全）及其对国家发展的意义（如北斗、5G案例）。
教学难点 结合外部依赖风险（供应链断供、标准受限），用系统性思维分析实际问题并提出国产替代方案。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 壮壮家的智能家居系统近期频现故障:智能窗帘无法自动拉开，智能冰箱不显示库存信息，智能空调的温度调节也失灵了……经过检查，发现这些设备的核心技术依赖于国外的供应商，而这些供应商最近暂停了技术支持，这才导致了系统的控制功能出现问题。想一想：依赖进口零部件有什么风险？一旦断供，工厂可能停工。例如某通信企业被美国禁售芯片后，手机产量暴跌，库存零件撑不过三个月。思考：智能门锁依赖进口传感器会怎样？如果国外停产，维修换零件困难，还可能被黑客破解。国产传感器供货稳定，还能针对国内需求升级防破解技术。国产北斗导航拖拉机在万亩棉田精准作业，行距误差小于2厘米。过去依赖美国系统时，一旦信号受干扰，播种混乱导致减产，如今自主技术让“无人种田”更可靠。某手机厂因美国断供芯片停产，紧急切换国产紫光展锐芯片，两个月恢复产能。播放视频《自主可控！中国芯片产业的崛起之路》 课程新知导入完成思考题。观看教学视频。 帮助学生理解技术依赖的风险。通过问题导入引发学生思考。通过视频吸引学生的注意力。
讲授新课 新知讲解：一、思考你是如何理解“自主可控”的 根据自己目前的知识积累，说说你的认识。"自主可控"就是核心技术必须掌握在自己手里，不被别人"卡脖子"。比如手机系统、芯片这些关键技术，如果完全依赖外国，一旦被断供就会很被动。就像我们国家的北斗卫星、高铁技术，都是自己研发的，这样既能保证国家安全，又能带动产业发展。作为中学生，我觉得要从小培养创新意识，未来才能为国家科技自立自强贡献力量。二、小贴士外部依赖风险是指在企业或组织的运营过程中，由于依赖外部资源、服务、合作伙伴或环境因素而可能面临的不确定性或潜在威胁。三、案例分析案例一：美国政府以违反出口管制法规为由，对中国某通信企业实施了制裁，禁止美国企业向其销售零部件和技术，导致关键芯片和处理器的供应中断，一时间该企业的业务几乎陷入瘫痪。案例二：某黑客利用 Windows 操作系统中的漏洞攻击大量使用该系统办公的企业，导致同一时段内各行业均出现了业务中断、信息泄露等问题，不同程度地造成了成本增加、心理影响和声誉损害等严重危害。案例三：某全球领先的通信和消费电子企业，其产品广泛依赖于Wi-Fi和SD 标准。受美国政府制裁的影响，相关标准认证部门暂时中断了与该企业的合作，导致该企业的设备和产品在标准认证方面受到影响，造成了产品供应中断、市场竞争力下降等负面影响。根据以上案例，分析造成外部依赖风险的类型都有哪些并写下来。技术依赖风险：案例一中企业因无法获得美国芯片技术导致瘫痪，说明核心技术受制于人。供应链风险：案例一的关键零部件断供，反映出供应链过度依赖单一国家或企业的问题。安全漏洞风险：案例二中因使用国外系统漏洞被攻击，体现依赖外国技术可能引发安全隐患。标准认证风险：案例三中企业因无法通过国际标准认证影响销售，显示依赖外部标准带来的限制。四、马上行动为有效降低外部依赖风险，我国积极投入自主可控技术的研发工作，并取得了显著的进展。请你通过网络搜索，了解我国物联网的自主可控技术并完成表3-4-1，与同学进行分享。一个国家若在物联网核心技术上过度依赖外国，便会面临诸多风险，甚至可能危及国家安全。同时，这种依赖也会束缚国内产业的创新步伐，削弱企业在国际舞台上的竞争力。因此，掌握自主可控的物联网核心技术至关重要，它不仅是保障国家安全的基石，更是推动国内产业创新发展和提升全球竞争力的关键所在。五、小贴士外部依赖风险是指在企业或组织的运营过程中，由于依赖外部资源、服务、合作伙伴或环境因素而可能面临的不确定性或潜在威胁。六、案例分析阅读以下案例，开展合作探究。案例一：北斗卫星导航系统是中国着眼国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，我国于 20 世纪 90年代起开始自主研发北斗卫星导航系统，2020年建成面向全球提供服务的北斗三号系统。北斗卫星系统应用在交通导航（如汽车、船舶定位）、农业（精准播种施肥）、救灾（快速定位受灾点）、通信（偏远地区信号传输）等领域。自主技术让我国摆脱对国外导航系统的依赖，避免被“卡脖子”，比如渔船靠北斗报平安，灾害救援更高效。同时，它带动芯片制造、地图软件等行业发展，创造就业机会，提升科技竞争力，让中国在全球航天领域拥有话语权。请访问北斗卫星导航系统网站，了解该系统所应用的领域及行业，分析自主技术为我国发展带来的积极影响。案例二：5G技术具备高带宽、低延迟和大连接数的特点，极大地推动了物联网的发展。在智能交通、远程医疗、智能制造等领域，5G技术支持实时数据传输和大规模设备连接可通过边缘计算和网络切片增强数据处理效率和安全性。5G技术还促进了产业链协同，提升了系统的自主可控性，助力智慧城市、精准农业等领域的创新。上网查阅更多相关内容，了解国家在支持5G技术研发中采取了哪些措施并记录下来。政策支持：国家发布《5G发展行动计划》等文件，明确技术研发方向，鼓励企业创新。资金投入：设立专项基金，支持华为、中兴等企业攻克5G核心技术（如芯片、基站）。建设基础设施：加快5G基站建设（如“新基建”计划），覆盖城乡，为应用铺路。推动合作：联合高校、企业成立研究团队，共享技术成果，提升产业链自主可控能力。培养人才：高校开设5G相关专业，组织技术竞赛，吸引青少年参与科技创新。案例三：在智能家居设备中，传感器扮演着眼睛、耳朵、鼻子等角色，是采集数据的重要工具。国内厂商所研发的智能手机指纹识别传感器，通过创新实现电容式和光学指纹传感器技术，不仅提高了识别率，还大幅提升了安全性和用户体验。国产指纹识别传感器成功应用于众多智能手机品牌中，并逐步拓展至智能家居产品，在国内和国际市场均展现了强劲的技术实力和品牌影响力。小组分工合作，收集更多相关资料，尝试分析国产传感器在国内外市场的竞争优势。性价比高：国产传感器价格更低（如指纹识别模组比国外便宜），但性能接近，吸引手机厂商采购。创新速度快：技术升级快（如光学指纹识别精度提升），适配不同品牌需求，用户体验更好。政策支持：国家鼓励科技研发，企业获得补贴或税收优惠，降低成本。市场需求大：国内手机、智能家居市场增长快（如智能门锁用指纹解锁），国产传感器更懂本土需求。国际竞争力：质量达标且价格优势明显，逐步进入东南亚、非洲等海外市场。七、小贴士自主可控的内涵主要涉及三个方面：自主技术、安全可控和国产化供应链。八、思考通过上面的案例分析和思考，你对“自主可控”是否有了更深入的认识？谈谈此时你对自主可控内涵的理解。“自主可控”不仅是技术独立（如北斗导航不用依赖GPS），更是掌控产业链安全（如5G芯片自己造）。它让国家在关键领域不被“卡脖子”，比如国产传感器既便宜又安全，打破国外垄断。同时，自主技术能带动创新和就业（如智慧城市需要大量国产设备），增强国际竞争力。只有把核心科技握在自己手里，才能实现真正的发展和安全。九、阅读物联网技术涵盖硬件、软件、应用等多个方面，其中任何一个方面出现问题都可能对整体安全产生影响。在物联网快速发展的今天，我们需要共同营造自主可控的物联网生态。在国家层面，相关部门应发挥引领和扶持作用，通过出台一系列扶持政策，为开发自主技术的企业提供坚实的资金后盾和税收优惠，从而激发企业创新活力。特别是在人工智能半导体等核心领域，国家应加大投入，推动技术突破与产业升级。同时，政府还应重视科技创新教育，培养更多具备创新精神和实践能力的人才，为物联网生态的持续发展注入源源不断的动力。企业间的紧密合作是构建自主可控产业链的关键。在行业层面，具备实力的企业应积极参与或主导国际标准的制定，以推动我国自主技术在全球的应用与认可，从而进一步提升我国在国际舞台上的话语权。此外，随着技术的发展，行业对技术安全风险的认知也需不断提高，持续强化产品和服务的安全性，确保用户数据的安全。十、讨论在营造自主可控的物联网生态过程中，我们可以做些什么呢？谈一谈你的看法。多用国产设备：比如选择国产智能家居产品（如带国产传感器的智能门锁），支持本土技术发展。学好科技知识：认真学数学、编程课，参加学校机器人社团，为将来研发核心技术打基础。增强安全意识：不随意连接陌生Wi-Fi，定期更新智能设备系统，防止数据泄露。关注创新动态：通过新闻或科普视频了解国产5G、北斗的应用，向同学分享技术成果。十一、思考壮壮说:“为达到国产设备和技术的自主可控目标，只需要生产企业埋头自主研发做好自己的产品。”你同意壮壮的观点吗？为什么？不完全同意。自主研发很重要（如华为研发5G芯片），但仅靠企业“单干”不够。例如：供应链需自主：如果零件依赖进口（如美国断供芯片），生产仍会被“卡脖子”；政策支持必要：国家提供资金、减税（如扶持半导体产业），企业才能坚持研发；市场需求带动：如果大家不用国产设备（如只买外国手机），技术再好也难以推广；生态合作关键：上下游企业需联合（如5G需基站、手机、软件配套），才能形成完整生态链。掌握核心技术不仅是确保设备正常运行的关键，更是维护数据安全、系统稳定以及避免外部操控的基石。自主可控不仅意味着技术的独立性，更代表了我们在科技创新中的主动权和控制力。未来，物联网将继续深刻影响我们的生活，而掌握自主可控的物联网技术，将使我们在面对挑战时更加从容和自信。十、任务拓展为实现自主可控，很多领域都在推广国产技术和产品。然而，这样做可能会减少竞争导致创新不足。请以“物联网自主可控是否会阻碍技术创新”为题，开展一场辩论。正方：自主可控倒逼创新（如华为被断供后自研芯片）；国产需求催生特色技术（如北斗短报文）；政策扶持加速突破（如5G专利全球领先）。反方：过度保护降低竞争动力（如部分国企依赖补贴）；国际技术交流减少（闭门造车易落后）；生态单一限制应用场景（如鸿蒙生态初期适配难）。建议：用国产替代案例与历史教训对比，强调平衡自主与开放。十一、拓展延伸科技与国家安全自主技术防“断供”：北斗导航替代GPS，确保战时不被外国切断定位服务。数据安全护隐私：智能设备若用外国系统（如某国监控软件），可能泄露国家机密。基础设施防攻击：5G基站若依赖进口设备，易被植入后门引发通信瘫痪。军事科技强国防：国产无人机（如翼龙）提升侦察能力，减少对外依赖。供应链安全保稳定：芯片自主生产（如中芯国际）避免工厂因制裁停工。国际标准争话语权：推动国产5G技术成全球标准，打破西方垄断。 讨论什么是自主可控。阅读案例分析问题。了解我国物联网的自主可控技术并完成表3-4-1。阅读案例合作完成小组项目。说一说你对，你对“自主可控”的认识。阅读内容。说一说在营造自主可控的物联网生态过程中，我们可以做些什么呢？思考说法是否正确。完成拓展任务。了解科技与国家安全的关系。 引导学生关注国产技术，理解“自主可控”对国家安全的意义。帮助学生识别技术依赖的风险和隐患，理解“自主可控”的重要性。培养学生的信息收集能力。培养学生的协作能力。培养学生的思考能力。培养学生的阅读能力。培养学生讨论问题的能力。培养学生思考能力。提高学生的表达能力。扩展学生的知识点。
课堂小结 自主可控意义大1.进行新知引入2.了解自主可控的内涵3.掌握自主可控的物联网生态4.完成课堂练习5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本课内容，说一说自主可控的意义。学完本节课，小组讨论现在什么技术做到了自主可控的物联网生态。完成PPT40-41页的练习题。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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