5.1 信息系统应用中的安全风险教学设计-2025-206学年粤教版高中信息技术必修二

5.1 信息系统应用中的安全风险
一、教学分析
（一）教材分析
本节课是粤教版高中信息技术必修2《信息系统与社会》第五章“信息系统的安全风险防范”的开篇第一节，在整本教材中具有奠基和警示的重要作用。学生在前面章节已经系统学习了信息系统的组成、功能、工作过程、软件开发及其在社会应用中的优势与局限性，对信息系统如何构建和运作有了深入理解。本节课程将引导学生聚焦信息系统的“暗面”——安全风险，系统探究来自人为、软硬件、网络、数据四个维度的威胁。这不仅是对信息系统知识的必要补充和完善，更是培养学生信息安全意识、风险防范能力和信息社会责任的核心环节，也为后续学习具体的安全防范技术与管理措施奠定坚实的基础，引导学生树立“安全第一”的技术应用观。
（二）学情分析
教学对象为高中二年级学生。
知识基础与经验：学生已掌握了信息系统的核心概念、工作流程及社会影响，具备了分析信息系统的基本能力。作为数字原住民，他们日常生活中频繁使用各类信息系统（如社交APP、在线学习平台），对信息泄露、病毒、网络卡顿等风险有零星的感性认识或间接体验。
认知特点与潜在困难：学生对技术话题兴趣浓厚，但可能更关注信息系统的“便利”而忽视其“风险”。对安全风险的认知可能是碎片化、表面化的。系统性地梳理和理解四大类风险的成因、具体表现及内在联系对其而言可能存在挑战。部分学生可能觉得“安全”话题枯燥或与己无关。
二、教学目标
（一）学科核心素养目标
核心素养要素 本节具体目标
信息意识 1. 能敏锐感知信息系统在应用过程中普遍存在的安全风险，主动关注自身学习与生活中遇到的或潜在的安全威胁。
2. 认识到信息安全是信息系统不可或缺的一部分，增强主动防范的安全意识。
计算思维 1. 能运用分析、归纳、分类等计算思维方法，辨析信息系统安全风险的四大主要来源（人为、软硬件、网络、数据）及其典型表现。
2. 能尝试针对简单的风险场景，进行初步的风险溯源分析。
数字化学习与创新 1. 能利用数字化工具（如在线数据库、安全资讯平台）检索、筛选最新的安全风险案例与防范信息，辅助学习。
2. 能在小组协作探究中，创造性地运用图表、思维导图等工具梳理和呈现风险分类及分析结果。
信息社会责任 1. 能认识到安全风险对个人、社会乃至国家的潜在危害，树立“网络安全人人有责”的观念。
2. 开始反思个人在使用信息系统时的行为习惯，初步形成规范、安全、负责任的信息行为意向。
（二）传统三维目标
1.知识与技能
了解信息系统应用中的四大类安全风险（人为因素、软硬件因素、网络因素、数据因素）及其典型表现与成因。
能结合具体案例，说明某一安全事件主要归属于哪类风险。
2.过程与方法
通过案例剖析、风险归类、小组讨论等活动，经历识别、分析、归类信息安全风险的过程，培养风险识别与评估能力。
3.情感态度与价值观
感受信息安全风险的严峻性与普遍性，树立警惕的安全观念。
关注技术发展中的安全隐患，初步形成规范操作、积极防范的责任意识。
三、教学重难点
教学重点：信息系统四大类安全风险（人为、软硬件、网络、数据）的具体表现与成因。
教学难点：准确理解并区分四类风险，特别是某些复杂案例中多类风险交织的情况；将抽象的风险类型与真实的信息系统应用场景建立有效联系。
四、教学方法
本课主要采用案例教学法、小组合作探究法与讲授法相结合的方式。通过真实震撼的案例引发学生对安全风险的关注，通过任务驱动学生主动探究与归类风险，通过小组协作深化理解，教师精讲进行总结与提升。
五、教学过程
（一）课前阶段：自主预习与初步感知
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
自主预习与感知 1. 初步感知信息系统安全风险的存在。
2. 思考自己或身边人是否遇到过信息安全问题。 1. 通过学习平台发布预习任务单和微课视频：
- 视频简要展示一些常见的安全风险现象（如收到诈骗短信、电脑中毒、APP过度索权、Wi-Fi钓鱼等）。
- 任务单包含引导性问题：“回想一下，你或你的家人、朋友是否曾遇到过网络诈骗、信息泄露、设备中毒或账号被盗等情况？简要记录发生了什么，并思考可能是什么原因导致的。” 1. 观看微课视频，阅读教材P相关章节。
2. 思考引导性问题，记录观察结果和初步想法。 1. 激活学生已有经验，建立对安全风险的初步印象。
2. 为课堂深入探究做好铺垫，使学习更具针对性。
（二）课中阶段：探究新知、深化理解与应用迁移 (35-40分钟)
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
一、情境导入 (5分钟) 1. 创设震撼情境，感受安全风险的严重性。
2. 明确学习目标，引出风险分类框架。 1. 情境创设：播放一段结合了“网课爆破”、比特币病毒攻击高校、大规模数据泄露等事件的新闻剪辑或案例短片，突出其造成的混乱、损失和危害。
2. 提问互动：“短片中反映了哪些问题？这些事件有什么共同点？”（引导出“信息安全风险”）“这些风险究竟从何而来？”
3. 揭示课题与框架：明确本节学习内容——信息系统应用中的安全风险，并简要介绍将从人为、软硬件、网络、数据四个维度对其进行剖析。 1. 观看视频，感受安全风险带来的真实冲击。
2. 思考教师提出的问题，产生探究兴趣。
3. 明确本课学习任务和探究框架。 1. 通过真实、震撼的案例，迅速抓住学生注意力，激发其对安全风险的学习欲望和警惕性。
2. 自然引出课题，并提供清晰的分析框架，为后续学习导航。
二、新知探究 (18分钟) 1. 信息系统安全风险的四大来源：人为因素、软硬件因素、网络因素、数据因素。
2. 每类风险的具体表现、典型案例与成因分析。 1. 系统讲解四类风险：结合大量生动、贴切的案例进行剖析：
- 人为因素：
表现：操作失误（如误删数据）、意识薄弱（如使用弱密码、点击钓鱼链接）、恶意行为（如内部人员窃密、网络诈骗）。
案例：员工失误导致数据丢失；社工诈骗获取账号；“网课爆破”中的恶意扰乱。
成因：安全意识不足、培训不到位、道德缺失、管理漏洞。
- 软硬件因素：
表现：软件漏洞（Bug、后门）、硬件故障（损坏、老化）、兼容性问题。
案例：某软件漏洞导致千万用户数据泄露；某公司服务器硬盘损坏致业务中断；操作系统未更新补丁遭受攻击。
成因：设计缺陷、制造工艺、自然损耗、维护不及时。
- 网络因素：
表现：网络窃听、非法接入、拒绝服务攻击（DDoS）、中间人攻击、恶意代码传播（病毒、蠕虫）。
案例：连接虚假Wi-Fi导致信息被窃；网站因DDoS攻击无法访问；比特币病毒席卷全球。
成因：网络开放性、协议缺陷、配置不当、防御不足。
- 数据因素：
表现：数据泄露、数据篡改、数据丢失、数据滥用。
案例：平台用户数据被拖库；毕业设计被恶意篡改；未备份导致数据无法恢复；APP过度收集用户信息。
成因：数据保护措施不足（加密弱、访问控制差）、备份机制缺失、数据权属不清。
2. 强调关联性：说明许多安全事件是多种风险共同作用的结果（例如：利用软件漏洞（软硬件）进行网络攻击（网络）窃取数据（数据））。 1. 聆听教师讲解，观察案例剖析，理解四类风险的内涵与外延。
2. 在学案或笔记上记录要点和典型案例，尝试建立分类框架。 1. 系统、清晰地传授核心知识，利用丰富案例将抽象风险具体化，化解教学重点。
2. 帮助学生构建清晰的风险认知框架，理解风险的多源性复杂性。
三、活动一：小组探究——安全风险归类与辨析 (10分钟) 1. 巩固对四类安全风险的理解。
2. 培养从案例中抽象和归类风险类型的能力。 1. 布置任务：提供多个涉及不同安全风险的案例描述卡片（如：“某员工误将包含客户信息的邮件发错对象”、“某APP因存在逻辑漏洞被黑客利用盗取资金”、“某校园网遭遇ARP欺骗攻击”、“某网站数据库未加密导致用户密码明文泄露”、“某同学在公共电脑登录账号后未退出，导致隐私被窥探”、“某数据中心因断电且无UPS导致数据丢失”）。
2. 提出要求：请小组讨论，分析每个案例主要涉及哪一类或哪几类安全风险（人为/软硬件/网络/数据），并将案例归类，简要说明理由。
3. 组织讨论与巡视：给予学生时间小组交流，教师巡视指导，引导深入思考复杂案例中的风险交织。
4. 分享与点评：邀请小组代表分享归类结果和理由，教师进行精要点评、修正和深化（如强调主次风险、关联性）。 1. 小组协作，分析案例材料。
2. 运用所学风险分类知识进行判断、归类和讨论。
3. 小组代表分享讨论成果。
4. 倾听他组分享和教师点评，修正完善认识。 1. 巩固新知：在应用中对四类风险进行辨析和再认，强化理解。
2. 培养能力：训练信息提取、分析归纳、合作交流和联系实际的能力。
3. 突破难点：促进理解风险类型的区别与联系，处理复杂案例。
四、活动二：校园信息系统安全风险分析 (7分钟) 1. 应用所学知识分析身边信息系统的安全风险。
2. 培养风险识别与评估的实践能力。 1. 聚焦场景：引导学生将目光聚焦于熟悉的“校园信息系统”（如一卡通系统、在线学习平台、校园Wi-Fi、机房电脑）。
2. 提出分析任务：请各小组选择一种校园信息系统，结合四类风险框架， brainstorm 讨论其可能存在的安全风险点（至少找出3个不同类别的风险），并简要说明其潜在危害。
3. 小组讨论与记录：小组内讨论，并将分析结果简要记录在任务单或共享文档中。
4. 简要分享：邀请1-2个小组快速分享他们的分析发现（如：校园Wi-Fi可能存在“非法接入”（网络风险）和“数据窃听”（网络/数据风险）风险；一卡通可能因“卡片复制”（软硬件风险）或“系统漏洞”（软硬件风险）导致“盗刷”（人为风险））。 1. 小组协作，联系实际，分析熟悉的校园系统。
2. 讨论并记录可能的风险点及危害。
3. 分享分析结果，聆听他组分享。 1. 深化理解：将理论知识应用于分析身边真实系统，提升学习代入感和实用性。
2. 培养实践能力：训练在实际情境中识别和评估安全风险的能力，为后续学习防范措施打下基础。
3. 提升意识：促使学生关注校园安全，增强主人翁意识。
五、课堂总结与升华 (5分钟) 1. 回顾梳理本节课知识要点。
2. 强调安全风险的严峻性和防范意识的重要性。 1. 知识总结：引导学生共同回顾信息系统安全风险的四大来源及其典型表现。可通过思维导图形式板书总结，强化分类框架。
2. 情感升华：
- 简述安全风险的客观存在性和巨大危害性，强调“安全是发展的前提”。
- 呼吁学生从现在做起，树立强烈的信息安全意识，规范个人网络行为，并积极关注和学习安全防范知识，为未来成为一名负责任的数字公民做准备。
3. 布置课后任务：明确课后作业要求及提交方式。 1. 参与总结，回顾本节课的核心内容。
2. 理解安全风险的普遍性和防范的重要性，内化安全意识。
3. 记录课后作业。 1. 强化知识记忆，构建清晰的知识框架。
2. 提升信息安全意识和责任感，实现情感态度与价值观目标。
（三）课后阶段：拓展实践与反思
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
拓展实践与反思 1. 应用所学知识观察分析生活中的安全风险。
2. 反思学习过程，提升防范意识。 1. 布置分层作业：
- 基础题：观察你日常生活中最常使用的三款APP或网站，尝试分析它们可能存在的至少一种安全风险（可从四类风险角度分析），并简要说明其可能带来的后果。
- 提高题（可选）：选择近期的一则信息安全事件新闻报道，尝试运用本节课的四类风险框架对其进行分析，并简要评述。 1. 独立完成课后作业。
2. 可选做提高题。
3. 反思本节课的学习收获与疑问，特别是自身信息行为是否存在风险。 1. 巩固和应用课堂所学，将风险识别能力延伸至课外。
2. 满足不同层次学生需求，促进个性化学习和深度学习。
3. 引导学生持续关注信息安全动态，主动提升防范意识。