资源简介

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第1课《定制身份识别》教学设计
课题 定制身份识别 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 八年级下
核心素养目标 信息意识：能根据应用场景（如支付/门禁/商品管理）判断适合的物联网标识技术，分析条形码易伪造、NFC通信距离限制等安全风险的实际影响。计算思维：通过对比条形码/二维码/RFID的编码原理，理解纠错算法、无线通信等技术实现机制，能绘制技术对比表说明不同场景的技术选型逻辑。数字化学习与创新：运用图形处理软件制作网络安全宣传版面时，能自主选择技术特征对比图、安全警示图标等素材，设计具有交互提示的二维码扩展内容。信息社会责任：在分析RFID隐私泄露案例时，能提出个人信息脱敏处理方案；设计校园设备标识系统时，主动考虑访客权限分级等数据保护措施。
教学重点 掌握条形码、二维码、射频识别和近场通信在信息容量、制作成本和安全性的核心差异。能分析伪造条形码、二维码隐私泄露等风险，并提出加密存储或权限分级等应对策略。根据支付验证、商品管理等场景需求，选择适配的标识技术并说明理由。
教学难点 理解二维码纠错算法、射频信号通信等抽象技术原理的底层运行逻辑。在预算有限或设备不兼容时，综合安全性和便捷性选择最优标识方案。将加密验证概念转化为具体防护措施的设计能力培养（如动态二维码时效控制）。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.聚焦 大家都有一个属于自己唯一终身不变的身份证号。身份证号中存储了出生日期、性别、出生地等个人身份信息。在物联网系统中，每个物品也会有一个全球唯一的“身份证号”，我们称为身份标识。生活中常见的物联网标识技术有哪些 怎么为物品定制身份标识？本课请在校园网络安全宣传小报中，设计制作有关物联网身份标识安全的版面。2.探索物联网身份标识是指按一定规则或标准赋予物品易于机器和人识别、处理的标识符或代码，它是物联网对象在信息网络中的身份识别凭证，本质上是一种物理编码，能够实现物品的数字化。播放视频《条码扫描与RFID 技术简析》。 小组选择一种技术，简要介绍其特点和应用场景（如超市扫码支付、物流追踪、智能门禁等）。观看视频小组讨论：为什么物品需要“身份标识”？如果没有会怎样？ 通过自主探究物联网标识技术，锻炼学生信息检索和归纳能力。通过问题引导思考标识的必要性，培养逻辑分析能力。
讲授新课 新知讲解：一、写一写手机二维码作为用户唯一的验证或支付标识，可以用来验证身份或移动支付（如下页左图所示）；商品条形码可以用于记录商品的价格、类目等信息，超市收费员通过扫描商品条形码可以计算商品的价格；小区入口的智能护栏利用摄像头识别车牌号信息，判断车辆是否能够进入小区（如下面的右图所示）。原来，二维码、条形码和车牌号都是用来标识身份的方式！我们还得想想是否有别的方式，以及其具体的应用情景有哪些。联系实际生活，结合上下文，思考生活中常见的身份标识方式有哪些以及它们的应用情景是什么，参考范例补全下表的内容。二、探索目前，物联网设备可以通过非接触标识方式和接触标识方式进行身份标识。非接触标识方式包括条形码、二维码、射频识别（ Radio Frequency Identification，RFID ）、近场通信（ Near Field Communication，NFC ）等。三、条形码技术条形码技术的本质是将已编码的条形码附着在物品上。条形码标签（如右图所示）的制作简单、成本低，用普通纸或专门的标签纸打印均可。标签中可标出商品的名称、生产地、厂家、生产日期等信息，在商品流通、图书管理等多个领域中应用广泛。四、能量加油站条形码是由黑白相间的条纹组成的图案，黑色部分称为“条”，白色部分称为“空”。不同粗细条纹间相互组合则代表不同编码信息，可以表示数字、字符和符号等信息。五、二维码技术二维码作为一种信息存储和传递的方式，在现代生活中扮演着越来越重要的角色，尤其是在移动支付方面贡献较大。二维码是条形码的升级版，相比条形码，二维码能够存储更多信息，如网址、文本、图片、视频等。二维码采用特定的编码技术，即使部分损坏或污损，也能通过纠错算法还原出原始信息。维码的生成和打印成本相对较低，易于大规模应用。二维码也有一些不足，二维码本身并不包含验证信息真实性的机制，用户需要自行判断所获取信息的真伪。部分二维码可能包含用户的个人信息，如姓名、联系方式等，扫描后可能导致隐私泄露。六、射频识别技术射频识别技术常用于超市卖场、资产库存盘点、停车场进出口道闸、银行卡、门禁卡等。它实质上是借助无线通信技术来实现对物品身份和信息的识别。射频识别标签（如右图所示）作为物品的身份标识，标签中存储的数据为电子数据，载体为具有反复写入功能的电子芯片，可以重复使用且不受尺寸与形状限制，不需要为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。射频识别技术能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明材质，进行穿透性通信，还具有标签存储数据容量大等优点。但也存在一些缺陷，如成本较高，具有隐私安全方面的隐患，容易被含有金属和水分的物品或环境影响等。七、近场通信技术近场通信技术由非接触式射频识别技术及互联互通技术整合演变而来，是一种非常短距离的无线通信技术。近场通信能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换，使用距离小于10厘米，可避免设备间相互干扰,具有安全、建立连接速度快等优点。例如，利用手机的NFC功能进入地铁站（如右图所示）、乘坐公交车等。当然，近场通信也不可避免地存在一些问题，其普及需要大量硬件设备来支持，这种支付方式还面临着使用什么标准、用户手机丢失怎么办、支付额度如何设定等问题。请仔细阅读上文，分析各种非接触标识方式的优劣，完善下表。接触标识方式通常通过芯片进行标识。然而，芯片的安全性过于依赖芯片设计技术和软件驱动技术，而芯片设计和软件驱动通常存在缺陷，无法保障设备标识的唯一性。因此，相关技术中没有可以唯一标识物联网设备的技术，设备易被伪造、设备安全性低等问题亟待解决。八、设计为了完成校园网络安全宣传小报中关于物联网身份标识安全版面的聚焦任务，我们先后探索了条形码技术、二维码技术、射频识别技术、近场通信技术等物联网身份标识技术，接下来请设计有关物联网身份标识安全版面的草图。九、实践选取合适的信息技术工具，按照设计草图开始使用计算机图形图像处理软件制作校园网络安全宣传小报中关于物联网身份标识安全部分的版面。十、拓展设计定制身份标识方案，体验定制身份标识过程。在设计方案时，一定要注意结合已有软硬件等现实情况，对于没有实现条件的方案要及时调整优化。十一、拓展延伸多码协同提升包裹追踪效率条形码快速分拣：通过粗细条纹编码包裹基础信息（如收件地区），便于分拣设备高速识别。二维码补充详情：存储收件人隐私数据（如电话/地址），需授权扫描才能读取，兼顾效率与安全。动态加密保障信息安全单向加密防篡改：关键信息（如运费）生成哈希值嵌入二维码，篡改后无法通过系统验证。时效性限制：部分电子面单二维码设定有效期，超期自动失效，防止信息长期暴露。技术组合优化全流程管理RFID批量出入库：高端物流在包裹内嵌RFID标签，整箱扫描瞬间完成库存盘点。NFC末端核验：快递员用手持设备贴近NFC标签，无需联网也能确认交接真实性。 一、写一写观察教师提供的图片（手机二维码、商品条形码、车牌识别系统），描述这些标识在场景中的具体用途。二、探索讨论为什么超市用条形码而不用RFID？为什么公交卡用NFC而不用二维码？三、条形码技术使用在线条形码生成工具，输入自定义信息，生成个人条形码并打印。四、能量加油站分发放大镜或高分辨率条形码图片，让学生观察条纹的粗细、间距差异。五、二维码技术分组扫描相同内容的条形码和二维码，记录存储容量差异。六、射频识别技术将不同材质的物品（金属盒、塑料瓶、书本）覆盖在RFID标签上，测试读取距离变化，记录穿透性表现。七、近场通信技术用表格汇总发现，讨论"哪种技术在学校用得最多？为什么？"八、设计每组选择一种物联网标识技术，设计包含防伪图层、加密提示等元素的“安全升级版标识”，并绘制草图。九、实践根据手绘版面草图，用软件分区块实现标题、案例区等模块。十、拓展使用纸条、贴纸、简易电子模块（如RFID标签）制作身份标识方案原型。十一、拓展延伸在纸箱内放置多个RFID标签（可用NFC贴纸替代），用手持读写器扫描整箱，比赛最快完成准确数量统计的小组。 一、写一写通过真实案例直观理解物联网标识的多样化应用。二、探索通过实践对比不同技术的适用场景，理解技术选型的实际考量。三、条形码技术通过实际操作，掌握条形码生成的基本流程，理解其低成本、易制作的特点。四、能量加油站通过微观观察理解条形码的物理结构，建立“条纹组合=信息编码”的直观认知。五、二维码技术通过直观对比理解技术迭代的意义。六、射频识别技术培养变量控制实验思维，理解技术应用的物理限制。七、近场通信技术理解技术选择与实际需求的关系。八、设计激发学生创新思维，理解身份标识技术中防篡改、加密等安全措施的重要性。九、实践将抽象设计思路转化为数字化排版能力。十、拓展通过动手实践验证设计逻辑，体会“从理想设计到现实落地”的调整过程。十一、拓展延伸体验RFID批量处理优势，对比传统逐个扫码的效率差异。
课堂小结 制定身份标识1、进行新知引入2、理解不同识别方法的特点3、体验定制身份标识过程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 7、为什么说条形码不适合作为高价值商品的唯一身份标识？请结合其技术特点说明。8、请对比RFID和NFC技术在安全应用场景中的优缺点（至少各举一点）。 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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