第二十八课 安全防范讲策略 教学设计 2024—-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

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八年级信息技术义务教育版教学设计
课题 安全防范讲策略 单元 第六单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 1.阐述物联网三层结构安全策略，如感知层传感器安全措施、网络层隔离与加密、应用层数据与算法安全策略。2.说明数据安全法相关条款对物联网数据管理的要求，如数据出境规定。3.分析物联网应用场景安全问题，提出防范策略，如智能终端软件权限管理、小区门禁系统安全。
重点 1.物联网三层结构核心安全策略及作用机制。2.数据安全法关键条款在物联网中的应用。3.解决物联网应用场景安全问题的能力培养。
难点 1.网络层安全策略技术原理理解。2.数据安全法与物联网数据管理实践结合。3.综合运用安全策略平衡多因素解决复杂问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.回顾上节课提到的物联网安全事件（如冰箱攻击微波炉的奇特场景假设），提问学生是否知道如何防范此类安全问题，引发学生对物联网安全防范措施思考。2.引出本节课的主题——物联网安全防范策略，强调针对物联网不同层的安全风险需要采取相应的防范措施，激发学生的学习兴趣，让学生明确本节课将深入学习如何保护物联网系统的安全。 倾听老师讲解 激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容
讲授新课 一、感知层安全策略1.以车辆道闸系统为例进行讲解展示车辆道闸系统的工作场景图片或视频，介绍其基本工作原理（如通过识别车牌或其他方式控制道闸升降）。提出问题：如果使用车牌图片进行测试，道闸可能会出现什么情况？展示道闸可能打开或不打开的测试结果，引导学生思考其中存在的安全风险。讲解感知层安全策略中的传感器防欺骗措施，如采用更先进的图像识别算法、增加传感器验证机制等，提高传感器识别的准确性和安全性。2.介绍感知层其他安全策略展示物理安全措施的图片（如传感器的防护外壳、安装位置的选择等），解释物理安全对于保护传感器免受物理破坏或干扰的重要性，如防止传感器被人为损坏或遭受恶劣环境影响。简单介绍多传感器融合技术，通过示意图展示多个传感器协同工作如何提高数据的准确性和可靠性，以及在故障检测和容错方面的优势，如在环境监测中，结合温度、湿度、空气质量等多个传感器的数据进行综合分析，避免单一传感器故障导致的错误判断。强调加强传感器认证的必要性，如通过密码认证、数字证书等方式确保只有合法的传感器才能接入物联网系统，防止非法传感器接入窃取数据或发送虚假信息。二、网络层安全策略1.网络隔离策略利用网络拓扑图或简单的动画演示网络隔离的概念，展示如何通过物理设备（如防火墙、隔离网关）或逻辑设置（如VLAN划分）将不同的网络区域隔离开来，防止安全威胁在网络之间传播。举例说明网络隔离在企业网络、工业物联网等场景中的应用，如企业将办公网络与生产网络隔离，防止外部网络攻击影响生产系统的正常运行；工业物联网中，将不同车间或设备组的网络进行隔离，保障工业控制系统的安全。2.数据传输加密策略以信息传递过程为例，解释数据传输加密的原理，即发送方使用加密算法将原始数据转换为密文，接收方使用相应的解密算法将密文还原为原始数据，确保数据在网络传输过程中的保密性和完整性。介绍常见的加密算法（如对称加密算法和非对称加密算法）及其适用场景，通过简单的加密和解密操作演示（如使用在线加密工具或简单的编程示例），让学生直观感受加密技术的作用，如对称加密算法在对大量数据进行快速加密时的优势，非对称加密算法在密钥管理和数字签名方面的应用。三、应用层安全策略1.强化数据安全数据监管方面强调物联网中存储数据多样性和重要性，展示个人身份信息、金融数据、健康数据等各类数据的示例图片或表格，让学生了解物联网涉及数据范围广泛且敏感。讲解《中华人民共和国数据安全法》的重要性，详细解读其中与物联网数据监管相关的条款，如数据处理者的职责、重要数据的保护措施、数据出境管理规定等，通过实际案例分析（如某企业因数据出境不合规受到处罚），让学生明白违反法律规定的后果，增强学生的法律意识。数据存储备份方面以企业数据丢失导致业务中断的案例引入，强调数据备份的重要性。展示数据备份的不同方式（如本地备份、异地备份、云端备份）的示意图，解释定期备份和异地备份在应对硬件故障、自然灾害、恶意攻击等意外情况时的作用，如本地备份可快速恢复近期数据，异地备份可防止本地灾难导致的数据丢失。数据访问控制方面通过权限管理系统的界面截图或模拟演示，展示如何根据用户角色和权限设置不同的数据访问级别，如管理员、普通用户、访客等不同角色对数据的读写权限不同，确保数据只能被授权人员访问。组织学生进行小组讨论，分析在实际物联网应用中（如智能家居系统、医疗物联网系统），如何合理设计数据访问策略，既能保证系统正常运行，又能保障数据安全，每个小组推选一名代表发言，分享小组讨论结果，教师进行总结和补充。2.改进优化算法展示算法漏洞被黑客利用导致安全事故的案例（如某些软件因加密算法漏洞被破解，用户数据泄露），强调改进优化算法对保障物联网安全的重要性。简单介绍算法安全审计和评估的过程，如通过专业工具检测算法中的潜在漏洞、模拟攻击测试算法的安全性等，让学生了解如何发现算法中的安全问题。鼓励学生思考在物联网应用中，如何及时获取算法更新信息并进行固件更新，如设置自动更新提醒、定期检查设备固件版本等，培养学生的主动安全防范意识。3.提升使用安全提升安全意识方面展示网络安全宣传周的活动图片或宣传资料，强调用户安全意识在物联网安全中的关键作用。组织学生讨论在日常生活中使用物联网设备（如智能手机、智能家电）时，如何提高安全意识，如不随意连接未知Wi-Fi网络、不轻易点击可疑链接、定期清理设备缓存等，分享个人的经验和教训，培养学生良好的安全使用习惯。采用强密码策略方面讲解强密码的设置原则（如长度足够、包含多种字符类型、避免使用常见密码），通过密码强度检测工具演示不同密码的强度等级，让学生了解如何设置强密码。介绍多因素认证的方式（如密码 + 短信验证码、密码 + 指纹识别等）及其优势，鼓励学生在重要的物联网应用（如网上银行、智能家居控制平台）中启用多因素认证，提高账户安全性。 通过学习，了解感知层策略等相关知识内容 通过几个学习活动让学习开始掌握本节课的重点及难点
课堂练习 1.小组讨论应用软件权限管理安全策略讨论提出问题，角色扮演分组讨论，代表发言分享结果，总结点评。小区门禁系统安全分析展示门禁系统，提出问题分组讨论，汇报结果汇总分析。2.思考问题布置课后思考物联网其他领域创新安全策略及全社会提高安全意识方法，为拓展提升做准备。 提出相关问题，让学生之间进行相互讨论 进一步导引学生思考在实践过程中遇到的相关问题知识
课堂小结 回顾物联网三层结构安全策略与数据安全法规定，强调综合运用与依法保障。提问学习收获，引导总结反思，鼓励应用知识。 引导学生总结自己本节课的学习收获 对本节课的学习进行总结
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