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第5.2课《物联网网络传输安全》教学设计
课题 物联网网络传输安全 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 八年级
核心素养目标 信息意识：学生探究物联网网络传输安全问题，增强对网络环境与传输隐患的感知，提升实际场景中关注物联网安全的意识。计算思维：学生深入理解物联网网络传输流程，掌握排查传输故障、分析安全隐患的逻辑，明晰保障传输安全的技术机制。数字化学习与创新：学生以小组讨论、行空板组网实操等形式，探索网络传输安全实践方法，锻炼创新解决安全问题的能力。信息社会责任：引导学生关注物联网传输安全对个人、社会的影响，培养学生保障数据传输安全、维护网络稳定运行的责任意识。
教学重点 学生探究物联网网络传输安全问题，增强对网络环境与传输隐患的感知，提升实际场景中关注物联网安全的意识。
教学难点 引导学生关注物联网传输安全对个人、社会的影响，培养学生保障数据传输安全、维护网络稳定运行的责任意识。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第5.2课 物联网网络传输安全学习目标：1. 理解物联网网络传输安全的一般含义。2. 能够主动发现系统中存在的网络传输安全隐患。3. 认识网络传输安全对于保障物联网系统安全的重要性。播放视频活动背景：物联网体系结构通常被划分为感知层、网络层和应用层，这三个层次通过各种数据、指令相互影响。由于物联网设备常常需要在无人值守的环境下长时间运行，因此网络安全问题尤为重要。物联网系统网络传输安全问题包含以下两种:一是网络不通，或者是各终端不在同一局域网内，物联网系统的网络传输无法进行;二是在同一局域网的前提下，数据在网络传输过程中被拦截、丢包、转发、篡改等。 了解学习目标了解活动背景 帮助学生初步了解本课学习任务通过活动背景引导学生了解本课基本内容
讲授新课 新知讲解：一、案例分析一：壮壮完成了智能农植园搭建，其数据流程如图5-2-1所示。但是在实践过程中，他发现整个智能农植园的网络传输一直失败。老师提醒他，物联网网络传输的前提是各终端之间有网络，并且在同一个局域网内。小贴士：严控权限护隐私 物联网设备会申请多种权限，如智能音箱请求位置信息、手环索要通讯录访问权。许多权限并非设备运行必需，却可能成为隐私泄露渠道。同学们要定期检查权限设置，关闭无用权限，比如智能台灯无需位置权限就及时关闭，减少数据被过度收集的风险。二、做中学：实验目的:配置网络。实验要求:智能终端、数据服务器、移动终端接入同一网络。实验器材:三块行空板。实验步骤:步骤一:电脑联网。 将电脑连入无线网络或手机网络热点(需使用2.4G Wi-Fi)，如图 5-2-2 所示。步骤二:行空板联网。取一块行空板，用 USB 线连上电脑。打开浏览器，在地址栏输入“10.1.2.3”，进入行空板服务页面;接着点击“网络设置”，找到“连接 Wi-Fi”部分，点击“扫描”找到刚才电脑连接的无线网络;选择对应的 Wi-Fi并输入密码,点击“连接”,等待连接成功，如图5-2-3所示。步骤三:检查验证。(1)分别进入两块行空板的Home菜单，查看网络信息中的IP地址，检查是否连接成功(图5-2-4)。(2)如果此时三块行空板的IP地址前三段数字相同，那么证明它们是在同一局域网下(图5-2-5)。选择其中一块行空板作为服务器，开启 ST服务。比如选择IP地址为192.168.43.222的行空板作为服务器，开启SIT服务;选择IP地址为192.168.43.218的行空板作为智能终端。小贴士：慎连 WiFi 保传输公共免费 WiFi 安全性较低，用其连接物联网设备（如摄像头、智能门锁）时，传输数据易被截取。建议外出时优先用手机热点连接设备，或向管理人员确认 WiFi 安全后再使用，避免家庭隐私和控制信息泄露。三、技术提示： 行空板自带Wi-Fi与蓝牙模块RTL8723 DS2.4G&4.0,对应天线位于行空板上方左侧(图5-2-6)。当有无线网络或手机网络热点时，可以通过行空板的“服务页面设置”对 Wi-Fi热点服务进行连接设置，利用它完成访问网络或物联网搭建任务。 在没有无线网络的情况下，可以开启行空板网络热点服务，以满足其他设备的网络连接需求。进入行空板“Home 菜单”，按下行空板B键，找到并进入“开关无线热点模式”,检查并开启“无线热点”。无线热点启用后会显示无线网络账号(SSID)和密码(PASS )，如图5-2-7所示。在同一个局域网下，物联网的网络传输安全隐患主要表现在数据被拦截、丢包或者被转发等(图5-2-8)。我们应采取必要的措施维护物联网的网络传输安全，防范黑客对网络进行的攻击、侵入、干扰、破坏和非法使用，以及防止发生意外事故，使网络处于稳定可靠的运行状态，保障网络数据的完整性、保密性、可用性等。四、马上行动： 从智能终端到数据服务器再到移动终端，在整个数据传输流程中，哪些环节容易出现数据被截取、中断、篡改等问题 两人一组进行讨论，将你们发现的问题记录下来并尝试提出解决方案，完成表5-2-1。网络架构发现问题细节描述解决策略智能终端1.智能终端传感设备被破坏2.智能终端发送到数据服务器的数据被篡改.3.智能终端被干扰，发送数据失败或错误1. 物理破坏致数据采集中断2. 传输中被恶意篡改内容3. 电磁等干扰使数据发送失败1. 加装防护外壳、定期巡检
2. 采用加密传输协议（如 SSL ）
3. 优化天线设计、避开干扰源数据服务器1.数据服务器平台被第三方登录2. 服务器被攻击瘫痪
3. 存储数据被篡改1.第三方登录数据服务器，在相应主题下向移动终端发送错误数据2. 遭受 DDoS 等攻击无法服务
3. 数据库被入侵篡改数据1. 强密码 + 双因素认证
2. 部署防火墙、抗 DDoS 系统
3. 数据加密存储、定期备份移动终端1.接收来自虚假智能终端的感知数据2.用户应用界面被破解，提供错误反馈到执行器3. 数据传输被拦截1. 伪造终端发送错误指令
2. 界面漏洞被利用发错误反馈
3. 传输链路被监听截取数据1. 终端身份认证（如数字证书 ）
2. 加固应用防护、定期更新
3. 采用 VPN 或加密通道传输小贴士：及时更新固防线 设备系统更新常包含安全漏洞修复，如同给门锁换更安全的锁芯。智能手表、路由器等物联网设备需及时更新，可设置自动更新，或每周手动检查新版本，让设备始终具备有效防护，降低被攻击的可能性。五、课堂练习： 完成课件20-21页的课堂练习题六、拓展延伸：数据加密技术 数据加密技术通过算法将物联网数据转为密文，仅授权方可用密钥解密。像智能手表传输运动数据时，用 AES 算法加密，防止中途被截取破解；设备首次连接用 RSA 算法交换密钥，避免密钥泄露。这能保障各类敏感数据在传输中的安全，是防篡改、防窃取的核心手段。权限管理技术权限管理技术让用户控制设备可访问的数据范围。比如智能音箱，用户可关闭非必需的位置权限，限制其收集位置信息。系统会拦截越权请求，从源头减少数据过度采集，有效降低隐私泄露风险，是保护个人信息的基础技术。OTA 漏洞修复技术OTA 技术让厂商远程推送系统更新，修补设备安全漏洞。例如智能门锁发现登录漏洞后，厂商通过网络发送补丁，设备自动安装。这能快速堵住安全缺口，避免黑客利用漏洞入侵，确保设备长期处于安全状态，无需物理连接即可完成修复。 阅读案例分析一阅读小贴士完成做中学阅读小贴士阅读技术提示完成马上行动阅读小贴士完成课堂练习补充三个额外知识点 通过案例分析了解网络传输存在安全问题通过小贴士了解额外知识，明白权限的重要性通过完成做中学了解如何配置网络，培养学生动手能力通过小贴士补充额外知识，了解wifi的安全使用通过技术提示了解如何保护物联网网络传输通过马上行动了解在数据传输过程中可能出现的问题，并解决。为学生补充额外知识点，了解设备更新的重要性 培养学生独立思考能力，了解学生本节课吸收情况补充学生课外知识
课堂小结 物联网网络传输安全1.进行新知内容2.了解网络传输安全的含义3.认识网络传输安全的重要性4.完成课题练习5.进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 完成相关填空题(详情请看课件P27页)从身边的系统中发掘可能存在的网络传输安全隐患，并寻找解决方法，与同学分享。 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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