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八级下册信息技术教学设计
课题 第3节《物联网安全自主可控》 单元 三单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 【核心素养】信息意识：能主动认识物联网外部依赖的具体表现和潜在风险，理解自主可控技术对物联网安全、国家信息安全的重要意义，养成关注我国物联网自主研发成就、主动学习自主可控相关知识的良好习惯，树立自主可控才是根本保障的安全意识。计算思维：能梳理物联网外部依赖的主要类别（芯片、软硬件系统、通信标准等）及对应风险，分析自主可控技术在物联网领域的应用逻辑，能结合案例和探究活动，推理自主可控对国家安全、产业发展的重要作用，提升逻辑分析、问题探究和归纳总结能力。数字化学习与创新：能借助网络渠道、人工智能大模型查阅物联网外部依赖事件和我国自主研发成就，能小组协作完成探究活动和项目实施（海报制作），能结合所学知识设计宣传作品，提升数字化搜集、合作探究和创新实践能力。信息社会责任：了解物联网外部依赖的卡脖子风险，认识我国自主可控技术的发展成就，树立科技自立自强的意识，明确青少年在推动物联网自主可控中的责任，主动宣传我国自主研发成果，规范自身行为，争做科技报国的新时代青少年。【教学目标】知识与技能：1.了解物联网外部依赖的具体表现（芯片、软硬件系统、通信标准等）及潜在风险，明确卡脖子技术的含义；2.认识物联网中自主可控技术的重要作用，了解我国在物联网自主研发领域的主要成就；3.完成教材规定的两项探究活动和思考活动，能准确分析自主可控与国际合作的关系；4.树立科技自立自强意识，明确青少年在推动物联网自主可控中的责任，提升对我国科技发展的自豪感。过程与方法：采用安全守护官+案例探究+项目实践的教学方式，结合自主阅读、案例分析、小组讨论、探究实践、展示点评、教师点拨，引导学生认识外部依赖风险、理解自主可控意义、了解我国科技成就，提升探究能力和责任意识。情感、态度与价值观：激发学生对我国物联网自主可控技术的探索兴趣和自豪感，让学生深刻认识科技自立自强的重要性；培养学生严谨的思维习惯、高效的合作意识和强烈的爱国情怀，引导学生树立科技报国的理想，主动关注我国科技发展，争做推动自主可控技术发展的参与者和推动者。
重点 物联网外部依赖的类别及风险；自主可控技术对物联网安全、国家安全的重要作用；我国在物联网自主可控领域的主要成就；探究活动和项目实施的规范开展。
难点 理解卡脖子技术的内涵及外部依赖的深层风险；准确分析自主可控与国际合作的关系，纠正自主可控就是完全封闭的错误认知；将自主可控意识转化为学习动力，主动参与宣传和实践活动。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计教学设计教学设计 一、新课导入1、情景展示同学们，前两节课我们化身安全守护官，学会了识别物联网安全隐患、掌握了安全防范策略，守护了我们身边的物联网设备。但大家有没有想过一个问题：如果我们的物联网设备，核心部件、关键软件都依赖进口，一旦国外断供，我们的校园门禁、智能家电、物流园区，甚至国家的重要物联网系统，会发生什么？就像教材里博士爷爷和同学们的对话，大家参观智能物流工业园区时，看到我国自主研发的高科技产品应用在先进设备上，都会感到兴奋和自豪。这背后，是我国科学家突破重重阻力，摆脱外部依赖、坚持自主研发的成果。随着经济全球化的发展，我们能享受全球资源带来的便利，但也面临着物联网外部依赖的潜在风险。2、揭示课题大家经常在电视里听到卡脖子技术这个词，到底什么是卡脖子？物联网的外部依赖有哪些风险？我国又是如何突破这些卡脖子难题的？今天，我们就一起走进第三单元第3节《物联网安全自主可控》，继续当好安全守护官，一起探寻物联网安全的根本保障——自主可控，感受我国科技的强大，树立科技自立自强的意识！二、新课讲授（18分钟）作为安全守护官，我们不仅要能防范眼前的安全隐患，还要能看清潜在的风险，而物联网的外部依赖，就是我们需要警惕的隐形风险。所谓外部依赖，简单来说，就是我们的物联网设备、系统，在核心部件、软件、通信标准等方面，过度依靠国外进口，自己无法自主生产或研发。物联网的外部依赖，主要集中在三个方面，大家一定要记清楚，才能精准识别风险。第一个是芯片和处理器，物联网设备里的高端芯片，就像我们人类的大脑，如果全部依赖进口，一旦国外停止供应，或者提高价格、限制出口，我们的物联网设备就会罢工，无法正常运转。比如校园里的智能门禁、监控摄像头，里面的核心芯片如果依赖进口，一旦断供，门禁无法识别、监控无法工作，校园安全就会受到威胁。第二个是服务器平台和软硬件系统，很多物联网系统的服务器、操作系统、应用软件，都是国外开发的，我们过度依赖这些外部系统，不仅可能面临供应受阻的风险，还可能存在数据泄露、被恶意控制的安全隐患。就像我们家里的智能电视，如果使用的是国外的操作系统，人家随时可能通过系统漏洞，获取我们的使用数据，甚至控制电视。第三个是通信标准，物联网设备之间的通信，需要遵循统一的标准，如果这个标准被国外掌控，我们的物联网设备就无法正常互联互通，甚至会被限制参与国际合作，影响我国物联网产业的发展。这就像我们说话，如果大家说的不是同一种语言，就无法正常交流，物联网设备也是一样，没有统一的、自主的通信标准，就会被别人卡脖子。说到卡脖子，大家肯定很好奇，到底什么是卡脖子技术？其实这是一个很形象的说法，就是别人有但我们还没有的关键核心技术，找不到替代产品，缺了它，我们的设备、系统就没法运转，就像被人扼住了咽喉、卡住了脖子一样难受。比如以前我国的高端芯片、操作系统，都依赖进口，国外一旦限制出口，我们的很多产业就会陷入困境，这就是典型的卡脖子风险。不过大家不用过于担心，近年来，我国大力推动制造业转型升级，加强技术研发，很多卡脖子技术已经被我们突破了，国产化替代率不断提高，从造不了到造得出，再到造得好，我国在物联网、智能制造等领域，取得了举世瞩目的成就。而破解外部依赖、摆脱卡脖子困境的根本方法，就是实现物联网的自主可控。那么什么是自主可控呢？简单来说，就是关键核心技术、关键部件、软件系统，都是我们国家自主研发、自主生产的，不受制于人，能够自己掌控，这样才能从根本上保障物联网安全，甚至国家安全。从国家安全发展来看，关键核心技术必须自主可控，这是保障国家安全的关键之一。自主可控的重要性，体现在很多方面。首先，它能保障国家信息安全，避免因为依赖外部技术，导致数据泄露、被恶意控制；其次，它能促进我国信息技术产业的发展，打破国外垄断，推动我国制造业高端化、智能化、绿色化发展；最后，它能保障供应链安全，确保我国物联网系统在关键时刻能正常运转，不受外部因素干扰。大家可以看看教材里的拓展阅读，新中国成立之初，我们连一辆汽车、一架飞机都不能自主制造，而现在，我国制造业总体规模已连续14年位居全球第一，国产大型飞机C919翱翔蓝天，嫦娥六号实现月背采样返回，梦想号超深水大洋钻探船正式入列，这些成就的取得，都离不开自主研发、自主可控。在物联网领域，我国在芯片设计与制造、量子通信等方面，也实现了重大突破，让我们的物联网安全有了根本保障。这里有一个重要的问题，需要大家认真思考：有人说，自主可控就是完全独立自主研发，减少甚至拒绝国际合作交流和出口，才能确保技术领先和国家安全。这种说法对吗？答案当然是不对的。自主可控并不是闭门造车，而是在关键核心技术上掌握主动权，同时积极开展国际合作，交流先进技术，推动我国技术不断进步，实现自主创新+开放合作的双赢。物联网的自主可控，不仅需要国家政策支持、行业制定标准、培养专业人才，更需要我们每一位安全守护官的参与。作为青少年，我们要增强自主可控意识，主动学习物联网相关技术，关注我国自主研发成就，将来为我国的科技发展贡献自己的力量。接下来，我们就通过探究活动，深入了解物联网的外部依赖风险和我国的自主研发成就，提升我们的探究能力和责任意识。三、拓展延伸（7分钟）刚才我们已经掌握了安全守护官的新技能——认清外部依赖风险、理解自主可控意义、了解我国科技成就，接下来就是实战提升，完成两项探究活动、一项思考活动和一项项目实施任务，只要顺利完成，大家就能成为优秀安全守护官（科技版），获得荣誉贴纸。下面，我们正式开启实战环节，小组合作完成，分工明确、效率高、成果好的小组，还能获得额外奖励。实战任务一（探究活动一）：查阅外部依赖事件，分析潜在风险。请大家以小组为单位，借助网络渠道、人工智能大模型，查阅物联网外部依赖的典型事件，比如国外限制芯片出口、通信标准垄断等事件，认真讨论事件的发生时间、地点、主要现象，判断所属类别（芯片、软硬件系统、通信标准或其他），分析事件存在的潜在风险，填写探究活动表格，确保内容真实、分析具体、贴合教材知识点。实战任务二（探究活动二）：探寻自主研发成就，增强民族自豪感。请大家以小组为单位，继续借助网络渠道、人工智能大模型，查阅我国自主研发的传感器、芯片、软件系统，以及我国参与制定的国际通信协议相关活动和取得的成效，按照表格要求，分类填写时间、事件或活动、取得的成效，重点记录物联网领域的自主研发成就，感受我国科技的强大。实战任务三（思考活动）：辨析自主可控认知，树立正确理念。请大家结合刚才学到的知识，小组讨论教材中的思考问题：有人说自主可控就是要通过我国完全独立自主研发解决问题，同时减少高科技自主设备和软件系统的国际合作交流和出口，才能确保技术领先和国家安全。这样的说法对吗？请大家明确观点，说明理由，纠正错误认知，树立自主创新+开放合作的正确理念。实战任务四（项目实施启动）：设计宣传海报，传递自主理念。请大家以小组为单位，明确海报主题——物联网自主可控技术之我思考、我体验、我参与、我推动，确定作品形式（演示文稿、在线文档、电脑绘画等均可），小组讨论海报内容，比如外部依赖风险、我国自主研发成就、青少年的责任等，初步完成海报框架设计，下节课继续完善并展示。给大家5分钟时间，小组合作完成前三项实战任务，初步启动第四项任务，分工要明确：1人负责查阅外部依赖事件、填写探究活动一表格；1人负责查阅自主研发成就、填写探究活动二表格；2人负责组织小组讨论思考活动、设计海报框架，确保人人有事做、事事有人管。一会儿每个小组派代表上台展示探究成果和思考结论，展示全面、分析合理、观点正确的小组，每位成员都能获得优秀安全守护官（科技版）荣誉贴纸。大家要注意，查阅资料时要筛选真实、权威的内容，不编造事件、不夸大成就；讨论思考活动时，要结合所学知识，明确观点、有理有据；设计海报时，要突出主题、贴合知识点，体现自主可控的重要意义。（学生小组合作完成探究活动、思考活动和项目启动，教师巡视指导，及时解决学生查阅资料、讨论中的疑问，引导学生结合教材知识点，完善探究成果，纠正错误认知）四、课堂小结（3分钟）时间到，各个小组的实战任务都完成得非常出色，大家不仅认清了物联网外部依赖的风险，了解了我国自主研发的辉煌成就，还树立了正确的自主可控理念，真正做到了学以致用，恭喜所有小组，大家都成功成为优秀安全守护官（科技版）！现在，我们一起回顾一下今天的科技守护之旅，梳理一下我们学到的核心知识：首先，我们认识了物联网外部依赖的三类主要表现——芯片和处理器、软硬件系统、通信标准，明确了卡脖子技术的含义和外部依赖的潜在风险；然后，我们理解了自主可控技术的重要意义，知道它是保障物联网安全、国家安全的根本，了解了我国在物联网、智能制造等领域的自主研发成就；最后，我们完成了探究活动和思考活动，纠正了自主可控就是闭门造车的错误认知，启动了宣传海报的设计，明确了青少年在推动自主可控中的责任。通过今天的学习，大家要牢记：科技自立自强是国家发展的根本，物联网安全的根本保障就是自主可控。希望大家课后能继续关注我国科技发展，主动学习自主可控相关知识，完善小组海报设计，向家人、同学宣传我国的自主研发成就，树立科技报国的理想，从现在做起，努力学习，将来成为推动我国科技发展的栋梁之才，共同守护我国的物联网安全和国家安全。五、作业布置（2分钟）实战提升结束，但我们的科技守护任务还在继续，今天的作业就是四项课后科技任务，大家一定要认真完成，不能辜负优秀安全守护官（科技版）的称号哦：完善小组探究活动一和探究活动二的表格，补充具体的外部依赖事件、自主研发成就，细化风险分析和成效总结，下节课我们一起交流分享，看看哪个小组的资料最全面、分析最深入。整理思考活动的讨论结果，形成一段200字左右的文字，明确观点、说明理由，纠正自主可控就是闭门造车的错误认知，体现自主创新+开放合作的理念。完成小组海报制作，按照教材要求，选择合适的作品形式，突出主题，内容包含外部依赖风险、我国自主研发成就、青少年的责任等，做到图文并茂、贴合知识点，下节课上台展示。和家长一起查阅我国自主研发的科技成就（物联网领域优先），分享今天学到的知识，向家长宣传自主可控的重要意义，增强家庭的科技自豪感和爱国情怀。注意，作业要认真、规范，表格填写要条理清晰、内容完整，思考文字要观点正确、有理有据，海报要主题鲜明、贴合实际，不要敷衍了事，不然会被收回优秀安全守护官（科技版）荣誉贴纸，还要重新完成作业哦！六、板书设计物联网安全自主可控一、外部依赖有风险1.主要类别：芯片/处理器、软硬件系统、通信标准2.核心风险：卡脖子、供应受阻、数据泄露、被控制3.卡脖子技术：关键核心技术受制于人二、自主可控有保障1.含义：核心技术、部件、软件自主研发，不受制于人2.重要作用：保障信息安全、推动产业发展、维护国家安全3.我国成就：C919、嫦娥六号、量子通信、国产芯片等三、实战任务1.探究外部依赖事件及风险2.探寻我国自主研发成就3.辨析自主可控认知4.制作自主可控宣传海报四、核心使命：科技自立自强，争做科技报国青少年 观看思考；表达思考学习学习学习交流讨论了解思考操作实践操作练习交流；分享操作练习交流表达交流练习 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；培养表达能力激发学习兴趣培养倾听习惯增加知识面拓展知识面培养表达能力培养倾听习惯拓展思维学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。培养动手能力培养表达能力培养学生举一反三、学习迁移的能力；培养表达能力培养总结归纳能力鼓励学生尝试完成操作练习
教学反思 本节课作为第三单元第3节《物联网安全自主可控》的第1课时，紧扣教材核心知识点，延续前两节课安全守护官的主线，结合案例探究+项目实践的教学方式，贴合八年级学生的认知特点和心理需求，以幽默通俗的语言，将抽象的外部依赖自主可控卡脖子技术等知识点具象化、生活化，整体课堂氛围活跃，学生参与积极性高，能主动投入到探究活动和项目实践中，有效达成了预设的核心素养目标和教学目标。亮点方面：一是导入自然衔接前两节课，以外部依赖断供的假设引发学生思考，结合教材中研学活动的案例，激发学生的兴趣和自豪感，快速引出本节课自主可控的主题；二是知识讲解贴合学生认知，将卡脖子技术外部依赖等抽象概念转化为形象的比喻，结合校园门禁、智能家电等学生熟悉的场景，让学生直观感受外部依赖的风险，同时展示我国自主研发成就，增强学生的民族自豪感；三是实战任务设计贴合教材，层层递进，从探究外部依赖事件、探寻自主研发成就，到辨析认知、制作海报，既落实了教材的探究活动和项目实施要求，又培养了学生的资料搜集、合作探究和创新实践能力，强化了学生的科技自立自强意识；四是评价方式贴合学生心理，延续安全守护官的荣誉激励，新增科技版称号，贴合本节课科技主题，增强了学生的成就感和参与感，引导学生主动承担科技守护的责任。不足方面：一是新课讲授环节，对自主可控与国际合作的关系讲解不够细致，部分学生仍存在自主可控就是闭门造车的错误认知，未能充分理解自主创新+开放合作的理念；二是探究活动的时间分配不够合理，部分小组在查阅自主研发成就时，筛选信息不够精准，耗时较长，导致思考活动和海报设计的时间不足，成果不够完善；三是对学生的个体关注不足，部分基础薄弱的学生在理解卡脖子技术外部依赖风险时存在困难，参与小组讨论的积极性不高，未能充分参与到探究活动中；四是对我国物联网领域自主研发成就的讲解不够深入，部分学生对相关成就的了解较为表面，未能深刻体会自主可控的重要意义。改进措施：下次教学中，可增加自主可控与国际合作的案例讲解，结合我国参与国际通信标准制定的实例，让学生直观理解自主创新+开放合作的理念，纠正错误认知；优化探究活动的时间分配，提前准备部分外部依赖事件和自主研发成就的参考资料，引导学生快速筛选精准信息，确保各项任务有序推进；关注学生个体差异，对基础薄弱的学生进行针对性指导，用更通俗的语言讲解抽象概念，设计简单易操作的任务环节，鼓励其积极参与小组讨论和探究活动，确保人人参与、人人有收获；增加我国物联网领域自主研发成就的深度讲解，播放相关视频片段，让学生更直观地感受我国科技的强大，深刻体会自主可控的重要意义。此外，课后可布置拓展任务，让学生制作我国物联网自主可控成就短视频，进一步拓宽学生的视野，强化学生的科技自立自强意识和爱国情怀，落实信息意识和信息社会责任的核心素养，真正实现学用结合、知行合一的教学目标，让学生在掌握知识的同时，树立科技报国的理想，主动成为推动我国自主可控技术发展的参与者和推动者。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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