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第29课 自主可控意义大 教学设计
课题 自主可控意义大 单元 第六单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】随着物联网应用的不断发展，物联设备数量剧增，它们能够持续工作并把自己的“见、所闻、所感”告诉其他设备或者人。物联网给人们带来便利的同时，也带来了新的安全威胁。在物联网应用中，每一个传感器和网络都有潜在的风险，都可能受到攻击。本单元是本模块最后一个单元，旨在让学生了解物联网中虚拟身份的重要性，了解物联网安全的现状，进一步增强个人信息保护意识，深刻认识自主可控对国家安全的重要意义。本单元围绕物联网安全，从探讨物联网虚拟身份出发，用物联网安全事件强化安全意识，提出安全防范策路，闸述自主可控的内涵和意义，并以第三单元物联门锁系统案例为例，开展物联系统安全升级实践体验。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：加强虚拟身份识别和数据安全意识，做好安全防护。2. 计算思维：能够根据需求，设计和搭建简单的物联系统原型，结合项目活动采集、分析和呈现数据，解决实际问题，发展计算思维。3. 数字化学习与创新：能够主动利用数字设备开展实践创新活动，并在创新活动中认识到原始创新对可持续发展的重要性。4. 信息社会责任：了解自主可控对国家安全及物联网未来发展的重要意义。
重点 物联网领域芯片、软件、协议标准与知识产权外部依赖的具体风险；自主可控的核心内涵与自主可控物联网生态的核心组成。
难点 理解外部依赖风险与自主可控之间的内在关联。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【问题情境】同学们，大家有没有想过，我们常用的智能手表、智能摄像头，它们里面的核心芯片、搭载的软件，如果都是国外研发的，会存在什么问题？近年来，一些国家对我国的技术封锁和限制越来越严格。他们试图通过限制高科技产品的出口、封锁关键技术、打压中国科技企业等方式，阻碍中国在关键领域的发展，如芯片、人工智能、物联网、通信技术等。这种技术封锁和限制对我国自主可控战略的实施构成了直接挑战。‘芯片依赖进口’‘软件受限于国外协议’等问题，会给我们的物联网产业和生活带来哪些影响？这时候我们最需要的是什么？引导学生说出“需要自己掌握核心技术”。【建构】这种自己掌握核心技术、不受制于人的状态，就是‘自主可控’。自主可控对物联网发展意义重大，今天我们就一起探究‘自主可控意义大’，了解外部依赖的风险，认识自主可控的内涵，以及如何建设自主可控的物联网生态。 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、了解外部依赖风险【学习探究】物联网技术在推动一个国家社会和经济高速发展的同时，也容易存在一些对国外技术和资源的依赖。例如，高端芯片和处理器、相关软件系统、协议标准与知识产权等。如果物联系统中使用的都是外国的芯片、软件，我们的物联系统会有哪些风险？2020年6月11日，哈工大、哈工程等高校的学生在使用校方购买的正版软件MATLAB时，发现这个来自美国、理工科必备的数学软件被取消激活快要不能用了，此事瞬间在网络上引发热议。1. 高端芯片和处理器物联系统高度依赖半导体产业，特别是用于处理数据和执行复杂任务的高性能计算芯片和微处理器。如果这些关键组件主要依靠进口，可能存在风险。2. 相关软件系统物联系统的服务器平台需要依靠高效能的操作系统和数据库管理系统来运行。如果这些关键软件系统主要依赖于国外的技术，可能存在风险。例如，软件更新可能不及时，导致系统的功能和安全性不足；系统可能存在安全漏洞，增加数据被非法监控或泄露的风险。3. 协议标准与知识产权物联设备为了实现跨设备和跨平台的通信，必须遵守国际通信协议标准。如果这些标准主要由国外公司或机构制定，国内企业在开发物联网产品时可能面临知识产权的约束和许可费用，不仅会增加成本，也可能会限制产品设计和功能的自主创新。总之，一个国家的物联网核心技术若高度依赖国外技术和资源，会带来各种风险，甚至直接威胁到国家安全。此外，对外部技术的依赖还会限制国内产业的自主创新能力提升，从而影响国内企业的全球竞争力。【实践探究】通过上网查阅资料，了解我国自主研发的芯片、软件系统，以及参与制定的国际通信协议。【学习活动】二、认识自主可控的内涵【学习探究】互联网和物联网所形成的网络空间既是人类现实社会空间的延伸，又是人类认识和改造世界的新场域。网络空间已成为国家继陆、海、空、天四个疆域之后的第五疆域。与其他疆域一样，网络空间主权是国家主权的重要组成部分，是国家主权在网络空间的体现和延伸。而自主可控是维护网络空间主权的前提。1. 自主技术在半导体、人工智能等领域，我国力求自主研发，减少对国外技术的依赖。从基础研究到应用开发，建立起一套拥有完整自主知识产权和技术能力的技术体系。例如，我国于 20世纪 90年代起开始自主研发北斗卫星导航系统，并于 2020年发射了最后一颗全球组网卫星，为卫星导航系统自主可控奠定了基础。2. 安全可控在软件和硬件系统中确保安全性，能有效抵御外部威胁，减少内部漏洞，确保数据安全和系统稳定。近年来，我国在软硬件系统领域都有瞩目的发展。其中鸿蒙操作系统的推出填补了我国在智能终端操作系统领域的空白，麒麟海思芯片是中国自主研发、高性能、低功耗的处理器芯片。3. 国产化供应链芯片制造、高端制造设备等领域往往需要复杂的供应链体系，建立独立的本土供应链体系，可以有效减少对其他国家的依赖，同时推动国内产业的发展。如今在我国，从传感器研发生产到应用、芯片设计到生产、软件开发到平台应用、通信标准制定到技术落地，已经全方位构建了物联系统的国产化供应链。【学习活动】三、建设自主可控物联网生态【思考-讨论】物联网涉及传感技术、自动识别技术、位置感知技术、无线通信技术，并与大数据、人工智能、云计算紧密相关。为了构建自主可控的物联网生态系统，需要从国家、行业、个人三个层面共同努力。为了构建自主可控的物联网生态系统，国家、行业、个人三个层面分别应该做些什么呢？【学习探究】1. 国家层面（1）支持自主技术发展的政策，为涉及自主技术开发的企业提供资金支持和税收优惠；（2）强化科技创新教育，培育具备创新精神和专业技术能力的人才。2. 行业层面（1）加强相互合作，共同构建一个自主可控的完整产业链；（2）应积极参与或领导国际标准的制定；（3）不断提高对技术安全和风险的认识，并持续强化产品和服务的安全性。3. 个人层面（1）积极学习最新的技术，不断提升与自主可控相关的知识和技能；（2）加强对自主可控重要性的理解；（3）支持国产产品和本土品牌。【思考-讨论】说一说：同学们自己在自主可控方面可以做哪些规划和努力？ 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】有人说自主可控就是通过完全自主研发解决任何问题，因此就无须再开展国际合作交流，这样的说法对吗？ 自主探究 呼应课堂核心知识，并通过生活案例拓展学生的认知边界。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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