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信息科技 第12课 自主可控的物联网生态教学设计
课题 物联网中的隐私保护 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级下
教材分析 通过情景描述、实践探究、知识拓展和巩固练习等，将信息科技与新方法、新应用有机地结合在一起，帮助学生了解信息科技应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。学生通过对本教材的学习逐步掌握信息科技的相关知识，具备一定的科学精神和科技伦理，提高创新能力，夯实信息社会责任，发挥信息科技课程的独特育人价值，为数字强国培养优秀接班人和建设者。
教学目标 1、信息意识：主动学习物联网知识,感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2、计算思维：理解物联网和人工智能，体验其中数据处理和应用的方法与过程。3、数字化学习与创新：主动利用数字设备开展创新实践活动。4、信息社会责任：了解自主可控对国家安全以及互联网和物联网未来发展的重要意义。
重点 1、了解物联网的发展趋势2、了解操作系统的概念、分类、用途和功能3、了解自主可控和5G技术的应用4、了解我国物联网的发展优势5、了解数字中国和自主创新
难点 1、掌握华为鸿蒙操作系统以及战略意义
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 对于国外发展较早的物联网操作系统来说，在开源和生态建设方面都已经较为成熟。与之相比，国内的物联网操作系统起步较晚，更加需要联合上游芯片厂商、下游能力开发商、应用开发商来多方共建产业生态。播放短片引出今天的学习内容自主可控的物联网生态。 观看视频思考：物联网的软硬件厂商有哪些？ 激发学生对物联网生态发展的学习兴趣并快速进入学习状态
讲授新课 物联网发展趋势（1）数字化（2）智能化（3）精细化一、打造自主可控的物联网系统1、操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。2、根据运行的环境，操作系统可以分为：（1）桌面操作系统（2）手机操作系统（3）服务器操作系统（4）嵌入式操作系统3、操作系统根据不同的用途分为：（1）实时系统（2）批处理系统（3）分时系统（4）网络操作系统4、操作系统主要功能 ：（1）进程管理（2）存储管理（3）设备管理（4）文件管理（5）作业管理5、华为鸿蒙系统（HUAWEI Harmony OS）是一款基于微内核、面向5G物联网、面向全场景的分布式操作系统。鸿蒙系统的目标：以人为中心实现万物互联和万物智能。练一练讨论：发展自主可控的物联网操作系统，对我国物联网发展有何战略意义。二、自主可控的5G网络1、自主可控是保障网络安全、信息安全的前提。能自主可控意味着信息安全容易治理、产品和服务一般不存在恶意后门并可以不断改进或修补漏洞；反之，不能自主可控就意味着具“他控性”，就会受制于人。2、自主可控的四个层面：（1）知识产权（2）技术能力（3）自主发展（4）国产资质。3、第五代移动通信技术（简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。4、5G技术的优点（1）高传输速率（2）高传输容量（3）高可靠性5、5G技术应用领域（1）智慧家园（2）智慧医疗（3）智慧校园（4）智慧工业（5）智慧城市（6）智慧农业练一练讨论：除了5G技术，我国在物联网领域的哪些关键技术实现了自主可控。三、我国物联网的发展优势1、物联网的发展方向（1）新应用（2）新业态（3）新模式（4）新产品（5）新服务。练一练讨论：我国物联网发展的优势。（1）覆盖面广，成本低、效率高（2）更加智能化和个性化。（3）用户数庞大，专注发展。（4）人才、市场、技术发展迅速。2、项目实施——无人驾驶汽车面临的挑战和使用规则的制订（1）写出我国无人驾驶汽车的研究过程及现阶段发展成果。（2）现阶段无人驾驶汽车在物联网技术方面面临的挑战有哪些？（3）根据无人驾驶汽车申请临时上路行驶的相关条件，制订无人驾驶汽车的使用规则。3、自主创新是以人为主体积极、主动、独立的发现、发明、创造的活动，自主创新是主体性的最高表现形式，是民族独立、国家发展的根本动力，创新精神是民族的灵魂。4、自主创新的分类（1）以内容来划分包括自主科学创新与自主技术创新（2）以主体来划分包括个人自主创新、企业自主创新、国家自主创新、民族自主创新。5、数字中国旨在以遥感卫星图像为主要的技术分析手段，在可持续发展、农业、资源、环境、全球变化、生态系统、水土循环系统等方面管理中国。本章总结（1）了解物联网与大数据、人工智能的关系，探索物联网的发展前景（2）了解物联网在标准、网络和数据方面面临的挑战（3）了解物联网感知层、网络层和应用层的安全问题（4）认识物联网社会中公民数字身份的重要性，能够正确看待公民遇到的隐私安全问题，了解保护隐私安全的措施（5）了解物联网中发展自主可控技术的意义练一练（1）物联网的发展趋势： 数字化 、 智能化 和 精细化 。（2）自主可控的四个层面：知识产权、技术能力、自主发展和国产资质。（3）什么是操作系统？答：操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。（4）鸿蒙系统的目标是什么？答：以人为中心实现万物互联和万物智能。（5）简述物联网的发展方向。答：（1）新应用（2）新业态（3）新模式（4）新产品（5）新服务 通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务锻炼学生的语言组织能力和表达的能力。通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
布置作业 1、关于“自主创新”下列观点正确的有（ ）。A、核心技术、关键技术必须依靠自主创新B、可以在已有的技术上再创新C、创新是第一动力D、创新之路虽然艰难，但必须坚持2、以下选项中，不是我国发展物联网优势的选项是（ ）A、我国覆盖物联网的行业人群广B、我国是世界制造业中心C、我国物联网起步晚没有核心技术D、我国拥有全球最多的5G基站3、查阅相关资料，了解“鸿蒙”操作系统具有哪些特点？ 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 本次课首先介绍了物联网的发展趋势，了解操作系统的概念、分类、用途和功能，华为鸿蒙操作系统以及战略意义，接着讲授了自主可控和5G技术的应用，最后探讨了我国物联网的发展优势、数字中国和自主创新。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、打造自主可控的物联网系统1、操作系统的概念、分类、用途和功能2、华为鸿蒙系统3、自主可控的物联网操作系统的战略意义二、自主可控的5G网络1、自主可控的概念2、自主可控的四个层面3、5G移动通信技术三、我国物联网的发展优势1、物联网的发展方向2、我国物联网发展的优势3、项目实施——无人驾驶汽车面临的挑战和使用规则的制订 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
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3.4 自主可控的物联网生态
电子工业版八年级下册
教学目标
1、了解物联网的发展趋势
2、了解操作系统的概念、分类、用途和功能
3、掌握华为鸿蒙操作系统以及战略意义
4、了解自主可控和5G技术的应用
5、了解我国物联网的发展优势
6、了解数字中国和自主创新
新知导入
大家先看一个短片，了解物联网的前世今生。
新知导入
物联网发展趋势
（1）数字化
（2）智能化
（3）精细化
3.4.1 打造自主可控的物联网系统
新知讲解
操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。
新知讲解
根据运行的环境，操作系统可以分为：
（1）桌面操作系统
（2）手机操作系统
（3）服务器操作系统
（4）嵌入式操作系统
新知讲解
操作系统根据不同的用途分为：
（1）实时系统
（2）批处理系统
（3）分时系统
（4）网络操作系统
新知讲解
操作系统主要功能 ：
（1）进程管理
（2）存储管理
（3）设备管理
（4）文件管理
（5）作业管理
新知讲解
华为鸿蒙系统（HUAWEI Harmony OS）是一款基于微内核、面向5G物联网、面向全场景的分布式操作系统。
鸿蒙系统的目标：以人为中心实现万物互联和万物智能。
新知讲解
华为鸿蒙系统
练一练
讨论：发展自主可控的物联网操作系统，对我国物联网发展有何战略意义。
1、物联网已成为各国综合国力竞争的重要因素。
2、我国将物联网作为战略性的新兴产业予以重点关注和推进，将物联网发展上升为国家发展战略。
3、在新一轮科技革命和产业变革的浪潮中，我国有望在物联网等高新技术领域实现赶超。
4、我国对物联网发展高度重视，应从国家安全与发展战略全局出发，以北斗卫星所提供的时间和空间信息、网络资源为基础，构建空天地海一体化的自主时空信息服务体系，提高我国对全球信息资源的掌控能力。
练一练
讨论：发展自主可控的物联网操作系统，对我国物联网发展有何战略意义。
3.4.2 自主可控的5G网络
知识拓展
自主可控是保障网络安全、信息安全的前提。能自主可控意味着信息安全容易治理、产品和服务一般不存在恶意后门并可以不断改进或修补漏洞；反之，不能自主可控就意味着具“他控性”，就会受制于人。
知识拓展
自主可控的四个层面：
（1）知识产权
（2）技术能力
（3）自主发展
（4）国产资质
新知讲解
第五代移动通信技术（简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。
新知讲解
5G技术的优点
（1）高传输速率
（2）高传输容量
（3）高可靠性
新知讲解
5G技术应用领域
（1）智慧家园
（2）智慧医疗
（3）智慧校园
（4）智慧工业
（5）智慧城市
（6）智慧农业
练一练
讨论：除了5G技术，我国在物联网领域的哪些关键技术实现了自主可控。
1、中移物联OneOS操作系统
2、华为鸿蒙系统
3、中国龙芯
4、北斗卫星系统
5、米家物联网系统
3.4.3 我国物联网的发展优势
新知讲解
物联网的发展方向
（1）新应用
（2）新业态
（3）新模式
（4）新产品
（5）新服务
新知讲解
万物互联的智能社会
过去30年，连接你我
未来30年，连接万物
练一练
讨论：我国物联网发展的优势。
1、覆盖面广，成本低、效率高
2、更加智能化和个性化。
3、用户数庞大，专注发展。
4、人才、市场、技术发展迅速。
项目实施
无人驾驶汽车面临的挑战和使用规则的制订
（1）写出我国无人驾驶汽车的研究过程及现阶段发展成果。
研究过程 发展成果
项目实施
无人驾驶汽车面临的挑战和使用规则的制订
（1）写出我国无人驾驶汽车的研究过程及现阶段发展成果。
研究过程 发展成果
1992年国防科技大学研究无人驾驶技术 中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车
2011一汽集团与国防科技大学共同研制的无人驾驶汽车 红旗HQ3完成了286KM的高速全程无人驾驶试验
2012年无人驾驶汽车上路测试 “军交猛狮III号”以无人驾驶状态行驶114KM
2015年无人驾驶汽车自动驾驶测跑 百度无人驾驶汽车在北京进行全程自动驾驶测跑
宇通大型客车在完全开放道路环境下完成自动驾驶试验
2017年百度与博世合作开发的高速公路辅助功能车 高速公路辅助功能增强版演示车问世
2018年百度与厦门金龙合作生产量产自驾巴士 全球首款Level 4级量产自驾巴士“阿波龙”量产下线
项目实施
我国无人驾驶汽车发展图谱
国防科技大学研究出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车
1992
2011
2012
2015
2017
2018
一汽集团与国防科技大学共同研制的红旗HQ3无人驾驶汽车完成了286KM的高速全程无人驾驶试验
“军交猛狮III号”以无人驾驶状态行驶114KM
百度无人驾驶汽车在北京进行全程自动驾驶测跑
宇通大型客车在完全开放道路环境下完成自动驾驶试验
百度展示了与博世合作开发的高速公路辅助功能增强版演示车
百度与厦门金龙合作生产的全球首款Level 4级量产自驾巴士“阿波龙”量产下线
项目实施
（2）现阶段无人驾驶汽车在物联网技术方面面临的挑战有哪些？
传感器网络和计算机处理系统不够完善。
当前技术下，我们还无法制造出在大雨、光线变化等复杂情况下对精度影响较小的传感器，这是无人驾驶技术所遇到的精度挑战。
实时图像处理系统对计算机的配置要求很高，因此研发高智能的算法和高性能的处理器，也是无人驾驶发展的一项重要挑战。
经过多年的发展，国内外无人驾驶技术取得了显著的进展，但是实际交通环境复杂多变，而且目前人工智能与人脑智能之间存在较大差距，同时网络传输速度存在滞后等问题，真正意义上的无人驾驶技术仍处于发展瓶颈阶段。
项目实施
（3）根据无人驾驶汽车申请临时上路行驶的相关条件，制订无人驾驶汽车的使用规则。
1、具备符合道路测试、示范应用、示范运营等相应条件的车辆；
2、配备远程监控系统和紧急接管人员，紧急接管人员应当具备无驾驶人智能网联汽车的操控能力和相应准驾车型的机动车驾驶证，经过专业知识、现场操作和应急处置培训；
3、无驾驶人智能网联汽车经道路测试安全性自我声明确认并且取得临时行驶车号牌、车辆识别标牌的，可以上道路行驶从事测试活动，但不得搭载与测试活动无关的人员和用于配重以外的货物。
4、科技经济部门和临港新片区管委会应当加强对无驾驶人智能网联汽车运行的日常监督管理，并采取措施强化后台监管。
5、开展智能网联汽车创新应用的路段、区域由交通部门会同公安、经济信息化、通信管理等部门根据道路基础条件和实际需要划定并组织开展验收。
知识拓展
自主创新是以人为主体积极、主动、独立的发现、发明、创造的活动，自主创新是主体性的最高表现形式，是民族独立、国家发展的根本动力，创新精神是民族的灵魂。
知识拓展
自主创新的分类
（1）以内容来划分包括自主科学创新与自主技术创新
（2）以主体来划分包括个人自主创新、企业自主创新、国家自主创新、民族自主创新。
知识拓展
数字中国旨在以遥感卫星图像为主要的技术分析手段，在可持续发展、农业、资源、环境、全球变化、生态系统、水土循环系统等方面管理中国。
知识拓展
我国科技创新成果
中国心——龙芯
北斗卫星导航系统
本章总结
单元总结
1、了解物联网与大数据、人工智能的关系，探索物联网的发展前景
2、了解物联网在标准、网络和数据方面面临的挑战
3、了解物联网感知层、网络层和应用层的安全问题
4、认识物联网社会中公民数字身份的重要性，能够正确看待公民遇到的隐私安全问题，了解保护隐私安全的措施
5、了解物联网中发展自主可控技术的意义
单元总结
课堂练习
1、物联网的发展趋势： 、 、和 。
2、自主可控的四个层面： 、 、 和 。
3、什么是操作系统？
4、鸿蒙系统的目标是什么？
5、简述物联网的发展方向。
课堂练习
1、物联网的发展趋势： 数字化 、 智能化 、和 精细化 。
2、自主可控的四个层面：知识产权、技术能力、自主发展和国产资质。
3、什么是操作系统？
答：操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。
4、鸿蒙系统的目标是什么？
答：以人为中心实现万物互联和万物智能。
课堂练习
5、简述物联网的发展方向。
答：
（1）新应用
（2）新业态
（3）新模式
（4）新产品
（5）新服务
课堂总结
本次课首先介绍了物联网的发展趋势，了解操作系统的概念、分类、用途和功能，华为鸿蒙操作系统以及战略意义，接着讲授了自主可控和5G技术的应用，最后探讨了我国物联网的发展优势、数字中国和自主创新。
板书设计
自主可控的物联网生态
一、打造自主可控的物联网系统
1、操作系统的概念、分类、用途和功能
2、华为鸿蒙系统
3、自主可控的物联网操作系统的战略意义
二、自主可控的5G网络
1、自主可控的概念
2、自主可控的四个层面
3、5G移动通信技术
三、我国物联网的发展优势
1、物联网的发展方向
2、我国物联网发展的优势
3、项目实施——无人驾驶汽车面临的挑战和使用规则的制订
课后作业：
1、查阅相关资料，了解“鸿蒙”操作系统具有哪些特点
作业布置
1、关于“自主创新”下列观点正确的有（ ）。
A、核心技术、关键技术必须依靠自主创新
B、可以在已有的技术上再创新
C、创新是第一动力
D、创新之路虽然艰难，但必须坚持
ABCD
作业布置
2、以下选项中，不是我国发展物联网优势的选项是（ ）
A、我国覆盖物联网的行业人群广
B、我国是世界制造业中心
C、我国物联网起步晚没有核心技术
D、我国拥有全球最多的5G基站
C
作业布置
3、查阅相关资料，了解“鸿蒙”操作系统具有哪些特点
答：
华为鸿蒙系统的特点有：分布式架构首次用于终端 OS，实现跨终端无缝协同体验；确定时延引擎和高性能 IPC 技术实现系统天生流畅；基于微内核架构重塑终端设备可信安全。
谢谢
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