资源简介

课题 《第14课 互联网搜索新发展》
学科 信息科技 教学对象 七年四班 课时 1课时
一、学科核心素养
1. 信息意识：认识到高效精准获取信息的需求与价值，掌握信息筛选方法。 2. 计算思维：理解"以空间换时间"的工程思想，掌握系统优化基本逻辑。 3. 数字化学习与创新：能使用数字工具完成项目任务，提出改进设想。 4. 信息社会责任：建立对网络爬虫等技术的伦理认知，理解自主可控技术的重要性。
二、课程标准要求
1. 理解搜索引擎的工作原理及其在网络信息检索中的作用。 2. 掌握网络爬虫和分词技术对搜索效能的提升作用。 3. 培养学生通过实践操作和小组协作解决实际问题的能力。 4. 引导学生将信息技术知识与生活实际相结合，增强其信息意识和数字社会责任。
三、教材分析
本课是初中信息科技课程中关于互联网搜索技术的重要章节，围绕搜索引擎的工作原理、网络爬虫技术和中文分词技术展开。教材通过实践活动帮助学生理解搜索引擎从基础检索到自动获取再到智能理解的技术演进全过程，是培养学生信息素养和计算思维的关键内容。
四、学情分析
七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，对搜索引擎的日常使用有一定的经验，但缺乏对搜索引擎内部工作机制的系统理解。他们对抽象概念的理解能力较弱，更倾向于通过直观、形象的方式学习。学生对网络的实际应用有浓厚兴趣，但对搜索引擎技术原理的探索动力不足。因此，教学中需要通过类比、项目式学习、小组合作等方式，降低知识难度，激发学生的学习兴趣，同时培养他们的逻辑思维能力和团队协作能力。
五、教学目标
信息意识：认识到高效精准获取信息的需求与价值，掌握信息筛选方法。 计算思维：理解"以空间换时间"的工程思想，掌握系统优化（爬虫、分词）的基本逻辑。 数字化学习与创新：通过实验和实践活动，提高使用搜索引擎进行信息检索的效率和准确性。尝试创新和改进搜索系统，提升数字化学习能力。 信息社会责任：理解技术在便捷生活中的积极作用，同时关注网络爬虫可能引发的隐私和伦理问题以及法律问题。
六、教学重点和难点
重点： 1. 理解搜索引擎的基本工作原理（预处理+索引）。 2. 掌握网络爬虫和分词技术对搜索效能的提升作用。
难点： 1. 理解"以空间换时间"的工程思想。 2.引导学生一步步"改进"这个搜索系统（从手动加网页，到用爬虫，再到用分词），在迭代中理解搜索引擎的技术演进。
七、教学方法
项目式学习、任务驱动法、小组合作探究法、实践操作法。
八、教学准备
教师：教学PPT；准备《简易搜索系统》、《网络爬虫测试》、《分词测试》软件及配套资源（Web文件夹、spider.pyc、tokenizer.py及相关的替换文件）、《简易搜索系统》课堂过关交互网页.html、学生测评.html。 学生：每人一台安装好实验软件的计算机；学习任务单；信息科技学生学习手册（七年级上册）。
九、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 (5分钟) 1. 创设情境：以“探月社团有一个任务，他们要收集关于嫦娥六号、月球车玉兔等探月任务的资料，建立一个探月知识资料库，请问如果是你要怎样完成这个任务？”为切入点。 2. 引导学生观察教材图14.1（网页搜索示意图），补充完整"客户端—服务器"之间的信息流动过程（A. 关键词 B. 搜索结果）。 3. 引入课题：第14课 互联网搜索新发展。 4. AI数字人创设搜索引擎研发 5.观察学生参与回答的积极性；了解学生对搜索引擎的已有认知水平。 1. 思考并回答问题。 上网查找 2.结合自身搜索经验，补充搜索过程中客户端与服务器的交互过程。 3. 产生探究兴趣。 1. 激发学习兴趣：通过完成探月社团的任务情境，利用AI数字人和问题激发学生的好奇心和角色代入感，为后续探究学习奠定情感基础。 2. 明确学习目标：通过提出现实问题，引导学生关注搜索引擎的核心工作原理。 3. 初步建立"请求—响应"模型意识，为后续理解搜索引擎工作流程做铺垫。
新知探究一：奠基--搜索引擎的工作思路（15分钟）
实验一：初探搜索系统 1. 课件出示实验一的实验目的、条件。 2. 指导学生启动《简易搜索系统》（图14.2）。 3. 引导学生搜索"中国探月"，观察无结果现象。 1. 打开《简易搜索系统》应用程序。 2. 通过IP地址访问搜索系统。 3. 搜索"中国探月"，发现结果为空。 4.将结果填写在学习任务单 通过对比实验让学生直观感受索引的重要性。
构建索引库 1. 指导学生将Web文件夹复制到系统目录。 2. 引导学生重新搜索"中国探月"，对比前后结果（图14.3）。 3. 提问："为什么第一次没有结果？为什么第二次有了结果？" 4. 引导学生打开Web文件夹中的pages.csv文件，观察并记录网页文件名与网址的对应关系。 1. 将Web文件夹复制到指定位置。 2. 重新搜索"中国探月"，观察变化。 3. 思考两次结果不同的原因。 4. 查看pages.csv内容，理解其作为"网址—文件"映射表的作用。 5.将结果填写在学习任务单。 让学生理解网页数据存储位置对搜索结果的影响，初步认识"索引"的实物载体。
理解索引原理 1. 布置实验任务：保存新网页到Web文件夹。 2. 引导学生思考：为什么搜索不到保存的网页？ 3. 讲解pages.csv文件的作用，引出索引概念。 4. 书本与目录类比：用刚才要求学生《信息科技学生学习手册》查找"第14课 互联网搜索新发展"为例。 5. 引导学生完成教材第95页图14.4的填空（获取信息-网页数据-建立索引-索引数据-网页排序），梳理"用户搜索—建立索引—网页排序"的完整流程。 1. 将新网页保存到Web文件夹。 2. 尝试搜索新内容，发现搜不到。 3. 观察pages.csv文件内容。 4. 理解索引的作用和原理。 5.完成系统结构图填空，理解各环节之间的逻辑关系。 6.将结果填写在学习任务单。 通过具体操作和类比，帮助学生理解抽象的技术概念，并形成系统化认知。 检查学生能否正确完成文件夹操作并观察结果变化； 观察系统结构图的补充完整性。
探究排序算法 1.继续搜索，验证结果。 2. 引导学生分析搜索结果排序规则（图14.3）。 3. 总结搜索引擎工作过程。 4. 讲解"以空间换时间"的设计思想。 5. 引导学生得出实验结论：当前网页排序算法是"关键词出现次数"。 1.学生探究、思考。 2. 填写学习任务单。 3. 明确排序依据，并思考该方法的优缺点。 4. 得出实验结论。 5.学生完成“简易搜索系统的结构组成”交互网页。 评估学生对"以空间换时间"思想的理解程度； 培养学生探究能力，理解搜索引擎的基本工作原理，并初步建立对排序算法的评价意识。
实验一结论: 搜索引擎的工作过程：首先需要使用人工方式从各类网页获取信息，并将网页数据存放在web文件夹，然后人工建立索引，将索引数据写在pages.csv中，此后搜索系统会根据关键词出现的次数（或其他方法）进行排序，最后将结果反馈给用户。搜索引擎提前把海量信息保存下来，耗费了大量的存储空间，换来了对查询需求的快速响应。这是“以空间换时间”的思维的一种体现。
新知探究二：进化--搜索系统的创新改进
引入网络爬虫 1. 提出新问题："手动保存网页效率低，如何自动抓取？" 2. 介绍网络爬虫概念（播放视频或动画）。 3. 演示《网络爬虫测试》软件（图14.5），输入教育部官网网址，展示自动获取网页源码的过程。 4. 将spider.py文件集成到搜索系统（图14.6）。 5. 提醒学生：网络爬虫是一把双刃剑。 6.检查学生能否描述爬虫集成前后的系统变化。 1. 观看动画和演示。 2. 初步了解网络爬虫功能。 3. 观察网络爬虫实时获取网页HTML代码的过程，理解其"自动化采集"的本质。 4. 观察《简易搜索系统》界面变化。 5.将结果填写在学习任务单。 通过视频和演示，直观展示网络爬虫的工作原理，并让学生感受从"人工"到"自动"的技术跨越。并引导其辩证思考技术发展的双面性。
验证爬虫效果 1. 输入关键词"中国探月"，让学生先猜测结果。 2. 展示搜索结果。 3. 引导学生观察Web文件夹和pages.csv的变化。 4. 提问："多的网页是怎么来的？" 1. 猜测搜索结果是否变化。 2. 验证猜测，观察结果。 3. 查看文件变化，理解网络爬虫自动扩充信息的能力。 4. 结合操作体验，用简短语句总结网络爬虫的作用。 通过猜测-验证过程，加深学生对网络爬虫作用的理解，并培养其归纳总结能力。
系统改进与伦理思考 1. 引导学生改进学习活动一中的搜索系统工作过程（将"人工"改为"自动"）。 2. 思考： 自动化技术如何提高搜索效率？ 网络爬虫无序工作会带来什么问题？ 3. 通过记录评估学生对自动化优势与风险的认识深度；强调技术伦理：网络爬虫可能带来隐私泄露等问题。 1. 将"人工"改为"自动"。 2. 讨论、分享观点。 3. 思考技术伦理问题，培养信息社会责任。 培养学生批判性思维，理解技术发展的双面性。
实验二结论 ： 1.网络爬虫能够自动获取相应网页，并自动建立索引数据。2.除了能够获取对应网页信息，还能依据该网页含有的超链接再爬取其他网页并自动维护 Pages.csv 文件，让搜索系统拥有自动更新能力！3.通过自动爬取网页的技术能够替代人工提高效率。 技术让生活更便捷，但技术如何使用，关乎伦理与法律。同学们要记住，我们所使用的任何技术都必须遵守我国《网络安全法》、《数据安全法》、《个人信息保护法》等相关的法律法规，尊重社会公德和伦理。
拓展与提升：智变--进一步创新改进搜索系统
分词技术体验 1. 提出新需求："希望搜索结果更精准"。 2. 运行《分词测试》软件（图14.9），输入"发展中心""中国探月工程"等短语，观察分词效果。 3. 引导学生观察分词结果，讨论其对搜索的意义。 1. 理解精准搜索的需求。 2. 动手输入短语，查看分词结果，如"发展/中心"。 3. 讨论：分词技术对搜索结果的影响。 4. 思考分词技术的价值。 让学生理解中文分词的复杂性及其对搜索准确性的重要性，并通过实操增强体验感。
集成与优化 1. 将tokenizer.py复制到搜索系统文件夹。 2. 引导学生观察搜索结果变化（图14.10）。 观察集成分词技术后的搜索结果。 培养学生创新思维，理解技术持续迭代的重要性。
人工智能搜索体验 讲解两种"以文搜图"的实现方式（基于标注与基于特征理解），展示智能搜索四步骤，引导学生比较其智能差异。介绍AI和大数据在搜索中的应用。 1.结合"以文搜图"案例实践（图14.8），理解AI如何让搜索更"智能"。 2.完成并提交学生学习任务单，学生测评.html 拓展学生对AI赋能搜索的认知 了解学生本节课的学习情况。
总结与升华
课堂小结 1. 引导学生总结本节课知识。 2. 结合教材图14.11（搜索引擎框架图），回顾"获取信息—建立索引—处理查询—返回结果"的全流程。 3. 梳理搜索引擎三个核心功能：索引、爬虫、分词优化。 1.. 回顾搜索引擎工作过程。 2. 理解技术迭代和升级。 巩固本节课所学知识，提升计算思维，并形成对搜索引擎整体架构的系统理解。
课堂升华 课堂升华：总结强调技术创新精神，鼓励学生将探索精神用于学习与生活。 1.理解技术创新精神。 2. 激发继续探索的兴趣。 通过情感升华培养其科技报国的使命感。

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