资源简介

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作业练习
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 控制系统的安全
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
作业练习
一、开展一次家用电器小调查，检查家用电器的控制系统有无安全问题并讨论防范 措施。制作一份以“安全”为主题的电子宣传海报。 二、家用电器安全小调查 1.调查对象：家里 3 种常用电器（如电饭煲、空调、电水壶） 2.调查内容：检查电器控制系统（如开关、按键、显示屏），记录是否有 “开关松动”“电线破损”“提示灯不亮” 等安全问题 3.防范措施：和家长一起讨论，为每个问题写 1 条简单措施（如 “开关松动：告诉家长及时更换”），填写《家电安全调查表》 评价标准： 评价维度评价标准评价科学性作品内容准确，主题明确，呈现资料围绕主题展开。艺术性作品版式布局合理，整体设计美观大方。完整性作品表达内容完整，有标题、内容，结构完整。技术性能利用平台上传作品，并互相点评。总评
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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 (春季)
课题 控制系统的安全
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
教学内容与学习对象分析
本课主要学习内容包括“控制系统的安全问题”和“控制系统安全问题的防范方法”，重点学习的大概念是“自主可控技术对保障国家安全（特别是数据安全和网络安全）具有重要意义。” 本课内容与六下第三单元《扩音系统》中“身边的扩音系统”“计算机控制的扩音系统”“扩音系统的控制”“扩音系统的优化”等内容紧密相连，属于层层递进的关系。本课是第三单元的最后一课，是在深入学习控制系统实例之后，特别提出的“控制系统中存在安全问题”，我们必须采取积极的措施进行安全防范并衍生出“自主可控”，了解自主可控的内涵以及其在维护国家安全方面所起到的关键作用等，为后续七年级的“互联网”、八年级的“物联网”以及九年级的“人工智能”学习打下坚实的基础。 本课围绕“信息安全”这一逻辑主线，响应课程标准中“理解过程与控制系统中存在安全问题”和“知道自主可控技术对国家安全的重要性”的内容要求。聚焦控制系统的安全问题，展开四个活动环节，逐步提升学生的信息社会责任。首先播放燃气泄漏报警系统的视频，引出课题“控制系统的安全”。接着结合生活中各类控制系统出现安全事故的相关报道，了解安全事故引发的原因，理解控制系统安全问题的重要性。然后引导学生经历“搭建套件—解读代码—排除故障”的过程，培养分析和解决问题的能力。最后借助网络等载体，理解自主可控技术，体会自主可控对国家安全的重要意义，增强了学生的信息社会责任意识。 学习对象是六年级学生，经过六年级下册第一单元《控制系统中的反馈》和第二单元《控制系统中的运算》的学习，学生对安全问题有所意识，能搭建简单的控制系统使其根据预设规则工作运行，对控制系统程序代码有所了解，知道其中的反馈、环路、优化等概念，更在动手实践中加深了理解。在思维层面，学生善于观察、思考、联想，有一定的思考和分解问题的系统思维能力，具备自主学习的能力。然而，六年级的学生对于生活中控制系统的安全问题接触较少，需要阅读各类真实的安全事故报道以更准确地理解控制系统的安全问题。同桌合作动手搭建温控控制系统，综合运用所学知识解决故障，形成对控制系统安全问题的正确认识。
教学目标分析（含核心素养导向）
1. 通过真实案例，深刻感受到控制系统安全问题的重要性。（信息意识） 2. 通过分析控制系统安全问题产生的原因，学会相应的防范方法。(信息社会责任） 3.通过网络搜索，理解自主可控技术，体会自主可控对国家安全的重要意义。（数字化学习与创新） 教学重点： 1. 理解控制系统存在的安全问题，培养安全意识。
教学难点： 1. 知道造成控制系统安全问题的原因，探究解决防范措施。
教学过程
（一）回顾：生活中的扩音系统 1.观看燃气泄漏报警系统的视频。 2.思考：燃气泄漏报警系统的作用。 【教师引导】 观察学生观看视频的状态，挑选2-3位学生回答。 预设： 若学生回答智能、安全等方面，教师及时肯定。 若学生回答偏离，教师提示：报警控制系统有哪些作用？可预防哪些事故？ 教师可根据学生的回答提炼关键点：生活中存在很多这样的控制系统，使我们的生活更安全、智能。 【设计意图】通过燃气泄漏的视频，引发学生对安全问题的强烈关注，思考控制系统的作用，在轻松的氛围中激发学生的安全意识，感受控制系统的智能化。 建构：控制系统的安全问题及防范方法 任务一：分析控制系统的安全问题 1.观看飞机控制系统失控导致坠毁的图片 （图1）结合图片思考：飞机失控有哪些危害？ 图1 飞机失事 2.阅读大量生活中控制系统安全问题的相关报道，双击打开学生机桌面上教师下发的文件夹”学生练习”中的PPT“活动1”（图2）,在PPT页面选择正确的答案。 图2 控制系统安全问题 3.思考：控制系统还有哪些安全问题？ 【教师引导】 在举手的学生中，随机选择1位学生回答。 预设：学生一般会认为机毁人亡等方面。教师提炼汇总：安全控制系统的广泛应用改善了人们的生活，同时也存在相应的安全问题。过渡到课题并板书：控制系统的安全。 2.教师巡视学生的完成情况，学生点错答案，提醒点击右下角返回按钮重新选择即可，确保每个学生都能阅读完6个安全案例。广播切换教师机，在举手的学生中挑选3位学生上台示范，每个学生挑选2个感兴趣的案例，边演示边讲述这些控制系统的安全问题以及给社会造成的影响。如图3所示 图3 控制系统安全事件 预设： （1）若学生选择污水事件，回答原因是远程访问，引导学生说出影响：环境严重破坏。教师及时肯定并板书：远程访问。 （2）若学生选择震网事件，回答原因是恶意程序病毒；引导学生说出的影响：核电站延期运行，教师及时肯定并板书：恶意程序病毒。 （3）若学生回答错误，询问全班学生，讨论出正确的原因及影响，教师及时板书。 3.请举手的1-2位学生回答。 预设： 若学生无法回答，教师可讲述日本福岛核事故是由于自然灾难引发的。 若学生回答：密码过于简单等其他因素，教师及时肯定表扬并板书：…… 小结：针对学生的回答教师提炼关键点，同时请全班同学抬头看黑板的板书：控制系统的安全问题是指控制系统受到远程访问、操作失误、恶意程序病毒、黑客攻击等，导致控制系统出现远程控制、恶意攻击、数据泄露、安全事故等重大问题，给人们的生产、生活造成影响。 【设计意图】聚焦飞机失事的事件，学生真切地感受到安全问题的重要性。通过选取大量生活中真实案例制作成学生练习PPT，在阅读的过程中了解每个案例的原因，提高学生的学习兴趣，更深刻理解控制系统智能化同时也会带来很多安全问题。 任务二：分析恒温箱故障的原因 阅读材料了解恒温箱需要的温度（图4）。思考：恒温箱控制系统中，周围温度小于28℃如何处理？周围温度大于32℃如何处理？ 图 4 恒温箱控制系统 同桌2人一组完成恒温箱控制系统的实验：组员1负责将连接好的实验板与计算机相连（如图5所示），运行程序。组员2用手指按住温度传感器改变实验板中温度传感器周围的温度。观察灯泡的状态，思考以下问题： 恒温箱控制系统出现什么故障？ 引发恒温箱控制系统安全问题的因素有哪些？ 图5 实验板 查看代码，梳理控制系统“输入-计算—输出“三环节，2人小组讨论，完成导学单。如图6所示。 图6源代码 根据上台学生的导学单展示与汇报，对照本组导学单的填写情况，进行完善，再次运行程序观察实验结果。 【教师引导】 在举手的学生中，选择1位女生回答。 预设：学生一般会认为“当周围温度小于28℃时需要加热，周围温度大于32℃时停止加热”，教师引导学生完成导学单中温度参考表的选项。 观察各组实验进度，对连线有困难的小组进行针对个性化指导，确保每组同学都能完成实验板与计算机连接并运行程序。 针对问题1，选择一组完成度较好的小组汇报实验结果。 预设：学生回答用手指按住温度传感器，温度达到32℃以上，发现灯泡还是亮的，如果温度超过32℃度，应该灯泡灭，此控制系统有故障。教师根据学生的回答精简提炼，过渡到问题2 。 针对问题2，在举手的学生中，选择3-4位学生回答。 预设： （1）若学生回答病毒、木马等恶意攻击，教师点拨：恶意病毒攻击的防范方法电脑上安装杀毒软件，定期杀毒维护。板书：定期杀毒。 （2）若学生回答硬件故障，教师点拨：温度传感器、灯泡等都是硬件，硬件故障的防范方法定期检查，及时更新硬件设备，并板书：定期检查。 （3）若学生回答人为操作失误，教师点拨：人为操作的防范方法定期对操作人员进行安全培训并进行考核制度。并板书：定期安全培训。 （4）若学生说黑客攻击、非法远程访问等，教师点拨：黑客或者非法远程访问的防范方法：建立保护措施。 4.选择一组错误的小组展示导学单（图7），再选择另一组正确的小组展示导学单（图8），引领学生点评并指出错误，提醒其他小组纠正本组实验。 图7错误作业 图8正确作业 【设计意图】通过真实的实验教学，让学生解读恒温箱控制系统程序代码，分析故障的原因，并提出解决的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 任务三.判别控制系统的防范措施 观察恒温箱控制系统故障排除并能正常运行，思考：恒温箱控制系统被篡改代码能引发安全问题，如何防范？ 思考：生活中其他控制系统的安全问题如何防范？完成导学单（如表2所示）， 表2 控制系统防范措施 【教师引导】 在举手的学生中，选择1-2位学生回答。 预设： （1）若学生回答程序代码漏洞之类，教师提示：需要设置密码保护或者人脸验证，指定相关人员才有权限操作，实现身份的控制来保障代码的安全，并板书：权限设定。 （2）若学生无法回答，教师提示：非法远程控制等原因，可以部署网络防火墙和检测系统，防止恶意攻击提升控制系统的安全性。并板书：部署防火墙 安装检测系统 2.根据巡视情况选择一个完成度一般的同学上台展示（表3），再选择另一个完成度较好的同学上台展示（表4），全体学生集体点评。 表3 表4 【设计意图】通过恒温箱控制系统故障排除的实验教学，深刻体验控制系统的安全防范的重要性，培养学生良好的信息道德品质，增加信息社会责任感。 （三）应用：了解自主可控技术 1.双击打开学生机桌面上教师下发的文件夹“学生练习”中“拓展学习资料”，观看自主可控技术相关视频。思考：什么是自主可控技术？ 2.网络搜索并思考以下问题： （1）中国在哪些方面实现了技术的自主可控？ （2）自主可控技术对作业发展将产生什么作用？ 【教师引导】 1.教师限时8分钟，教师巡视学生操作情况，对没有找到拓展学习资料的学生进行单独指导。限时8分钟结束挑选1-2位举手的学生回答。 预设： 若学生只是照读概念，教师要用简洁易懂的词语描述，以便其他学生都理解。 若学生结合自己的理解能清楚地进行描述，教师给予肯定和表扬。 2.在举手的同学中，挑选3-4位学生回答。 预设： 若学生回答航天、军事等技术时，教师点拨：为什么这些技术需要实现自主可控？并鼓励其他学生积极补充。 若学生回答电力技术时，教师点拨：没有实现自主可控技术，会有哪些影响？ 若学生回答其他方面技术时，教师点拨：阐述为什么要实现自主可控技术。 【设计意图】此环节限时8分钟让学生专注学习。教师准备2份学习视频作为学习支架，辅助学生理解自主可控技术的概念。通过自学资料和网络搜索，深刻体会到自主可控技术对于国家安全的重要作用，增强学生的信息社会责任。 (四）小结：知识整理，总结提升 1.观看PPT结合板书，回顾本课所学谈谈本节课的收获。 2.听取发言学生回答并进行补充。 【教师引导】 1.PPT出示本节课主要内容：安全问题、安全问题的原因、安全防范。让学生结合板书，阐述自己的感受。 2.随机挑选1-2位学生汇报，在举手的学生中挑选1-2位学生适时补充完善。 【设计意图】小结环节要面向全体学生，PPT提炼的关键框架，具体化的板书，帮助学生回顾本课的教学重难点，增加了学生的信息社会责任感。
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 控制系统的安全
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
学习目标
1. 通过真实案例，深刻感受到控制系统安全问题的重要性。 2. 通过分析控制系统安全问题产生的原因，学会相应的防范方法。 3.通过网络搜索，理解自主可控技术，体会自主可控对国家安全的重要意义。
课前学习任务
1. 了解生活中的扩音系统。
2. 理解控制系统的”输入-计算-输出”三环节。
课上学习任务
【学习任务一】分析恒温箱故障原因： 同桌2人一组仔细阅读程序代码，找出错误语句并修改。 环境温度加热灯是否亮起 <28亮 灭>32亮 灭
有问题的语句： 修改后的语句： 【学习任务二】控制系统的防范措施 为了保障控制系统的安全，人们采取积极的措施进行安全防范：软硬件升级、定期检查、权限分配、部署防火墙、杀毒软件等。请在如下表格中填写正确的防范措施。 控制系统名称安全问题如何防范烧水壶加热系统温度传感器损坏定期检查、人为监督防溺水扩音系统蜂鸣器损坏 红绿灯控制系统黑客攻击 校园广播控制系统操作失误
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